Hallo Leute Mein erster Beitrag hier :) Ich studiere Maschinenbau und arbeite gerade an meinem Bachelorprojekt. Ziel dieses Projektes ist es, einen Prüfstand für elektrische Rollstühle zu konstruieren. Er soll auf Dauertest ausgelegt werden und die beiden Antriebsräder sollen separat gemessen werden. Nun bin ich auf der Suche nach Bremssystemen, welche die Energie von den Rädern aufnehmen. Leider habe ich kaum Erfahrung mit elektrischen Motoren/Bremsen/Generatoren und bin daher auf eure Hilfe angewiesen. Der Prüfstand wird auf maximal 500W pro Rad/Bremse ausgelegt. Mein Budget ist relativ klein. Systeme wie z.B. Hysteresis-Bremsen liegen absolut nicht drin. Ich habe gelesen, dass Wirbelstrombremsen häufig in Prüfständen verwendet werden. Und diese sollten ja auch günstig zu kriegen sein da deren Aufbau ist relativ simpel ist. Bei der Suche nach Wirbelstrombremsen bin ich jedoch nur auf grosse Modelle im Kilowatt-Bereich oder auf ganz kleine für den Modellbau gestossen. Lediglich wassergekühlte Modelle wie z.B. die „Dongguan Taiji DWZ 6“ wären passend, jedoch mit eine Preis von über 1000€ viel zu teuer. Hat von euch jemand eine Ahnung, wo ich luftgekühlte Wirbelstrombremsen mit rund 500-1000W Bremsleistung finden kann? Da sollte doch was für 200-300€ zu finden sein… Oder kommt jemandem gerade ein besseres Bremssystem in den Sinn?
Kauf' Dir zwei Ergometer und veranstalte ein Schlachtfest. Wenn Du keinen Dauerlauf vorhast, sollte es auch keine Wärmeprobleme geben. Die Abnahme der Verkleidung sollte auch etwas helfen. ...oder auch nicht.
Welche drezahl und welches drehmoment? Kleiner tipp: die Dongguan Taiji DWZ 6 ist deutlich daneben
Als erstes Danke für die Antworten. Bremsen von einem Ergometer habe ich auch kurz angeschaut. Jedoch sollte man doch auch irgendwo die dafür verwendeten Bremselemente finden können. Ergometer ausschlachten würde vermutlich bei den Experten nicht so gut ankommen. Des Weiteren werden in den günstigen Ergometern Dauermagnete verwendet und die Bremsleistung lässt sich dann nur stufenweise regeln. Elektromagnet wäre mir da lieber :) Zu clemens.s: Die Drehzahl kann ich mit einem Zahn- oder Keilriemen anpassen. Aber die maximale Drehzahl der Abnahmewalze wird vermutlich rund 1000rpm sein. Also mit 500W 1000rpm – 4.8N.m 200rpm – 24N.m (Dongguan Taiji DWZ 6 habe ich gewählt, damit ich auch bei tiefer Drehzahl genug Drehmoment habe)
Nur so ne Idee, vielleicht auch völlig unsinnig, aber könnte man nicht einen aufgeschnittenen MOT (oder sonstigen mächtigen Trafo) in Verbindung mit einer Alu-Scheibe benutzen? Einstellung per Phasenanschnitt (oder vermutlich besser noch Variac)
Mat Bu schrieb: > rund 1000rpm sein. > Also mit 500W > 1000rpm – 4.8N.m > 200rpm – 24N.m > (Dongguan Taiji DWZ 6 habe ich gewählt, damit ich auch bei tiefer > Drehzahl genug Drehmoment habe) Die rechnung ist falsch. Finde heraus welche motortechnologie und steuerung zum einsatz kommt und such dir ein datenblatt. => noch einmal rechnen.
>Die rechnung ist falsch.
Was ist falsch?
Mechanische Leistung:
P=M*ω=M*2*π*n/60
Also ist:
M=P*60/(2*π*n)
Bei 1000 rpm= 4.77N.m
Bei 200 rpm=23.8N.m
Von den Motor der Rollstühle: Ich habe jetzt auf die Schnelle keine
Drehmomentkurven gefunden. Aber es sind häufig DC-Bürstenmotoren und
manchmal brushless-Radnabenmotoren. Hilft das weiter?
Schon klar haben die zum Teil ein hohes Drehmoment beim Anfahren. Aber
mit meinem Budget muss ich wohl Kompromisse eingehen -> z.B. erst ab 20%
der maximalen Fahrgeschwindigkeit hat die Bremse genug Leistung um die
Drehzahl konstant zu halten.
Nagut. Dann formuliere ich es eben etwas praxisferner: Gegeben: getriebemotor mit 500w 1000u/min rotordurchmesser 70mm. 1. Bestimmen sie das nötige magnetiche dipolmoment. 2.nehmen sie einen 6 poligen stator und 20% verlust für streufeld und nutspalt. Wie stark muss das magnetfeld sein? 2.plotten sie nun leistung, drehmoment und spannung und strom über drehzahl. Sg
Dir ist aber klar dass die Bremsleistung einer Wirbelstrombremse mit abnehmender Drehzahl rasch nachlaesst.. Was auch machbar ist, ist eine Wasserbremse, Da beweg man ein Ruehrwerk in Wasser. Die Bremsleistung kann man zB per Fuellhoehe einstellen.
Was spricht gegen einen Servo- oder Asynchronmotor als Last? Erforderlich ist lediglich ein Umrichter bzw. Servoverstärker, der sich auf Drehmomentvorgabe parametrieren lässt sowie ausreichend dimensionierte Bremswiderstände. Ich hätte noch einen 16kW-Umrichter plus Siemens Servo 1FK6060 abzugeben. Der Umrichter ist vielleicht etwas überdimensioniert, aber das schadet nicht. Allerdings ist eine 3-phasige Einspeisung erforderlich Über den Preis kann man ggf. noch sprechen: http://www.mechapro.de/shop/Restposten/Servoachse-komplett-Verstaerker-Siemens-Servomotor-Zubehoer::246.html Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
http://m.aliexpress.com/item/529216001.html?tracelog=storedetail2mobilesitedetail Und dazu noch einene 1:3 untersetzung und ordentliche bremswiderstände. Deine rechnung stimmt nicht weil du da einen bldc motor hast. Da steigt das moment nicht bei fallender drehzahl. Die leistung sinkt proportional zur drehzahl.
Zuerst danke clemens.s für die Praxisferner-Formulierung. Aber bei Wörtern wie „dipolmoment“ und „streufeld“ komme ich ins Schwitzen. Mechanik ist mein Ding. Von Magnetismus habe ich keine Ahnung. Und habe keine Zeit um mir selbst eine Bremse zu konstruieren.Ich möchte doch nur ein paar Hersteller von Wirbelstrom-Bremsen in meiner Leistungs- und Preisklasse :) > Dir ist aber klar dass die Bremsleistung einer Wirbelstrombremse mit > bnehmender Drehzahl rasch nachlaesst.. Ja ist mir klar :) aber wie gesagt, mit meinem Budget muss ich halt Kompromisse machen. > Was auch machbar ist, ist eine Wasserbremse, Da beweg man ein Ruehrwerk in > Wasser. Die Bremsleistung kann man zB per Fuellhoehe einstellen. Wasserwirbelbremse klingt auch gut. Auf Anhieb habe ich aber auch hier nur grosse Bremsen im Kilo/Megawatt-Bereich und als Retarder für Fahrzeuge gefunden. Eigenbau kommt aus Zeitgründen nicht in Frage (aufwendige Strömungssimulationen usw.) > und einfach eine KFZ Lichtmaschine mit variabler Last? Sehr interessanter Vorschlag. Habe ich auch schon ein bisschen angeschaut. Und mit rund 200€ auch preislich sehr interessant. Aber habe irgendwo gehört, dass es schwierig sein könnte, das Drehmoment zu regulieren. Kennt sich jemand mit Lichtmaschinen aus? Sind die fremderregt und liesse sich so die Leistung/Drehmoment regulieren?
> Was spricht gegen einen Servo- oder Asynchronmotor als Last?
Der Preis. 200 - 400€ darf die Bremse kosten und Servomotoren sind da
viel zu teuer. Ich denke dasselbe gilt für die Umrichter für
Asynchronmotoren.
Also danke Thorsten und clemens für die Links aber 995 EUR und $2,079
sind deutlich zu teuer.
Lichtmaschinen gibts gebraucht um 50Eur: http://www.ebay.de/sch/i.html?_odkw=24v%20Lichtmaschine&_udlo=30&LH_BIN=1&_osacat=0&_from=R40&LH_PrefLoc=2&_udhi=60&_trksid=p2045573.m570.l1313.TR0.TRC0.H0.X24v%20alternator&_nkw=24v%20alternator&_sacat=0 Jetzt brauchen wir noch einen Lastwiderstand (Leistung über PWM gesteuert) und eine grossen Kühlkörper (<0,05K/W) mit Lüfter oder Wasserkühlung ;-)
PeterL schrieb: > Lichtmaschinen gibts gebraucht um 50Eur: > > http://www.ebay.de/sch/i.html?_odkw=24v%20Lichtmaschine&_udlo=30&LH_BIN=1&_osacat=0&_from=R40&LH_PrefLoc=2&_udhi=60&_trksid=p2045573.m570.l1313.TR0.TRC0.H0.X24v%20alternator&_nkw=24v%20alternator&_sacat=0 > > > Jetzt brauchen wir noch einen Lastwiderstand (Leistung über PWM > gesteuert) und eine grossen Kühlkörper (<0,05K/W) mit Lüfter oder > Wasserkühlung ;-) Regelung per PWM können wir uns sparen, man kann ja den Originalregler rauswerfen und den Erregerstrom selbst steuern. Aber eines sollte man nicht vergessen: Auto-Lichtmaschinen geben ihre volle Leistung erst bei relativ hohen Drehzahlen ab. Als Lastwiderstand gehen ganz billige 12V-Halogenlampen, 10x50W und fertig, keine Zwangskühlung nötig. Den Lüfter kann man dann eher der Lima zugutekommen lassen. Jörg
Danke euch beiden! Das klingt doch schon mal gut (aber lässt sich so das Drehmoment wirklich einigermassen anständig regeln?) > Lichtmaschinen gibts gebraucht um 50Eur Gebrauchte möchte ich nicht verwenden aber danke > Aber eines sollte man nicht vergessen: Auto-Lichtmaschinen geben ihre > volle Leistung erst bei relativ hohen Drehzahlen ab. Ich denke mit einem Keilriemen sollte eine 6:1-Uebersetzung möglich sein. Also z.B. etwas in diese Richtung: Lichtmaschine: Bosch 14V 90A (1800rpm: ~47A / 6000rpm: ~90A) http://www.lima-shop.de/site/product_info.php/info/p17_Lichtmaschine-VW-Audi-Seat-Skoda-90A-Bosch-0124325003.html (oder) DC Generator http://www.alibaba.com/product-detail/Automotive-Marine-dc-generator_1604602487.html Niedervolt-Halogenlampen oder folgender Leistungswiderstand: http://ch.rs-online.com/web/p/leistungswiderstande-im-alugehause/7015692/ Den Erregerstrom dann über einen Leistungstransistor regeln, angesteuert von einem "Arduino DUE“
Ah und für Hersteller von kleinen Wirbelstrombremsen habe ich immer noch ein offenes Ohr :)
Warum lässt Du Dir von Rullstuhlhersteller nicht 1-2 Motoren kommen? Die haben genau das Leistungsvermögen das Du testen sollst. KFZ Lampen als Last sind billig und gut brauchbar. Ob die Originalsteuerung auch definiert bremsen kann oder ob man da besser was selber macht kommt auf den Einzelfall an, ist aber nichts schlimmes. Zu deinem Kostenproblem: Einge gute Drehmomentmesswelle kostet gut Geld. Wie stellst Du Dir Deine low cost Messwerterfassung vor? viel Erfolg Hauspapa
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Bearbeitet durch User
> Warum lässt Du Dir von Rullstuhlhersteller nicht 1-2 Motoren kommen? Das wäre natürlich auch eine Möglichkeit. Aber die haben meist ein Schneckengetriebe. Somit müsste der Prüfstand und nicht der Rollstuhl die Geschwindigkeit vorgeben und das möchte ich nicht unbedingt. Und ich vermute, dass so eine präzise Lastregulierung schwierig wird. > Einge gute Drehmomentmesswelle kostet gut Geld. Absolut einverstanden. Aber die Drehmomentmessung ist kein Problem. Ich werde die Bremse „drehbar“ montieren und dann an einem Hebelarm die Kraft messen. Z.B. mit einer Kraftmesszelle: https://www.distrelec.de/kraftsensor-3-kg/zemic/l6b-l-3kg-0-4b/242822 Oder mit einer Zugfeder und einem Wegmesspotentiometer. Solche Messverfahren habe ich schon auf Motorprüfständen gesehen. Drehzahlmessung mit einer kleinen Lichtschranke oder Induktiv-Sensor.
mir gefällt der Hochlastwiderstand besser (eventuell ins Wasser legen) weil der niedrige Kaltwiderstand der (Halogen) Lampen zum Problem werden könnte
Als Alternative würde mir würdenoch eine Hydraulikpumpe einfallen. Durch ein gesteuertes Ventil wird der Widerstand eingestellt. Das sollte vielleicht im unteren Drehzahlbereich ein größeres Drehmoment liefern als eine Lima. gibt es Anforderungen zu dem gewünschten Drehzahlbereich? Willst du beispielsweise das Anfahren am Berg simulieren oder willst du nur mit konstanter Drehzahl arbeiten?
PeterL schrieb: > mir gefällt der Hochlastwiderstand besser (eventuell ins Wasser legen) > weil der niedrige Kaltwiderstand der (Halogen) Lampen zum Problem werden > könnte Nö, das sind Lichtmaschinen gewohnt. Außerdem hat man noch den eventuell sogar hilfreichen Vorteil, daß der niedrigere Kaltwiderstand bei kleinen Drehzahlen, wenn die Spannung noch nicht so hoch ist, höhere Lastmomente ermöglicht. Jörg
> Als Alternative würde mir würde noch eine Hydraulikpumpe einfallen
Ja an eine günstige Zahnradpumpe mit einem Proportionalventil habe ich
auch gedacht. Aber Prop-Ventile sind sehr teuer. Weiter ist es schwierig
so kleine Lasten präzise zu regulieren (Aussage meines Lehrers)
Die Lösung mit der Lichtmaschine mag ich. Werde das nun einmal genauer
überprüfen.
Aber mich juckt es immer noch, dass ich keine Wirbelstrombremse in
meiner Leistungsklasse gefunden habe.
ist zwar schon eine Zeit lang her aber: Vergiss das mit einer günstigen Bremse. Die tauglichen Magnetpulverbremsen für Motorprüfstände sind arschteuer und das hat nicht nur einen Grund. Am besten dein Prof sieht ein, hierzu erst mal etwas Grundlagenforschung zu betreiben. Vor langer Zeit war ich als Lehrling mit genau dieser Aufgabe betraut, weil der Motorenprüfstand nur mit einer Asynchronmaschine gebremst werden konnte. Die Idee war dann eine Bremsscheibe von einem Auto zu nehmen. Diese hatte aber über die Umdrehung keinen konstanten Moment weshalb ich sie sehr präzise überdrehen musste. Danach haben die Bremsbacken nicht mehr geöffnet weil diese von der (gewollten) Unwucht der Scheibe zurückgeschoben werden. Dazu habe ich dann doppelwirkenden Bremskolben konstruiert. Die Bremsleistung konnte aber letztlich nie richtig konstant gehalten werden, weil sich die Scheibe (1000 Watt Wärmeaufnahme) im Betrieb thermisch ausgedehnt hat. Nach gut einem Jahr ist das Projekt dann wegen völliger Unbrauchbarkeit auf dem Schrott gelandet.
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Bearbeitet durch User
Da gibt es reichlich Leute, die sowas schon gemacht haben. http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/387441-Mein-neuer-Motorpr%C3%BCfstand-mit-Wirbelstrombremse http://www.helpster.de/wirbelstrombremse-anleitung-fuer-ein-modell_92954 Ich würde den Weg Gleichstrommotor (ohne Getriebe, z. B. Rollstuhlmotor)+ Bremswiderstände wählen, das ist einigermaßen zu berechnen.
Ohne jetzt alles gelesen zu haben: Evtl. eine Aluminium- oder Kupferscheibe horizontal rotieren lassen und starke Magnete darüber schweben lassen. Das erzeugt in der Scheibe Wirbelströme, die bremsend wirken und die Magnete anheben. Durch den Abstand der Magnete zur Scheibe läßt sich die Bremskraft einstellen. Bei sinkender Drehzahl sinken die Magnete näher an die Scheibe, wodurch sich das System teilweise selbst regelt. Die aufgenommene Bremsenergie wird als Wärme in der Scheibe frei. Die kann demzufolge sehr heiß werden.
Hallo, kauf dir von einem Elektroroller einen 250W Motor und treibe ihn mit den Rollstuhlrädern an. Als Last nimmst du dann einen entsprechenden Hochlastwiderstand, die Leistung errechnest du aus UxI. Grüße Toni.
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