Hallo, für ein Hochschulprojekt im Studiengang Maschinenbau soll eine Torschussmaschine für ein Fußballclub entwickelt werden. Das Konzept steht. Jedoch gibt es Probleme bei der Motoren- und Steuerungswahl. Nach dem gängigen Prinzip der Torschussmaschinen werden zwei motorisierte Rollen verwendet, die dem Ball eine Geschwindigkeit verleihen. Durch unterschiedliche Drehzahlen der Motoren soll dem Ball ein Spin verpasst werden. Also die Drehzahlen der Motoren sollen variabel sein und an einem Bedienpanel einzustellen sein. Die Motoren sollten eine Drehzahl von etwa 2000 U/min aufbringen können mit einer jeweiligen Leistung von 200W. Idealerweise würden wir den üblichen Wechselstrom 230V bevorzugen. Nun zur eigentlichen Frage: Welche Motoren und Steuerung würdet ihr idealerweise verwenden? Da das Projekt auch mit finanziellem minimalaufwand betrieben werden soll, sollten die Kosten so gering wie möglich gehalten werden. Für Motoren und Steuerung maximal 700€. Die Motoren sollten an eine Platte geflanscht werden (Bauform B5, wenn ich mich nicht irre). Unsere Idee: Zwei Drehstrommotoren verwenden und Steuerung über zwei Frequenzumrichter. Desweiteren gäbe es ja noch die Steinmetzschaltung oder Stern-Dreieck. Damit könnte man die Motoren Betreiben. Neben dem Leistungsverlust gäbe es dennoch das Problem der Drehzahlregulierung. Wäre das ohne Frequenzumrichter möglich? Was gibt es noch für möglichkeiten? Gleichstrommotoren mit Transformatoren? 230V Wechselstrommotoren? Ich bedanke mich vielmals für euer Bemühen. Daniel
Unsere Idee: Zwei Drehstrommotoren verwenden und Steuerung über zwei Frequenzumrichter. ist auch mein Vorschlag. Die Umrichter können aus 230V gespeist werden. Die Motoren müssen aber in der Dreieck Schaltung an 230V betrieben werden können (Spannung 230V/400V). Da muss man beim Kauf aufpassen.
Steckt die Energie für den Schuß nicht eher in den rotierenden Massen der Rollen? Wenn ja, dann reichen evtl. auch zwei WaMa-Motoren (Allstrom, nix modernes), da steckt dann der Tacho für die Drehzahlregelung auch schon drin.
Der Nachteil der Stern-Dreieck-Schaltung ist ja der Leistungsverlust um 1/3. Wird dabei die maximale Drehzahl verringert, oder das Drehmoment? Konstruktiv wäre natürlich der Drehstrommotor ein wesentlicher Vorteil, da wir keine CAD-Daten von Waschmaschinenmotoren haben und die Hochschule auch kein Geld dafür ausgeben möchte. Wird problematisch für den Fußballverein, der die Maschine bauen soll. Für zwei Motoren und zwei FU sollte das angegebene Budget ausreichen. Wobei ein Waschmaschinenmotor bestimmt auch funktionieren würde, da, wie du es sagst, die Energie in den rotierenden Massen steckt (E-rot = 1/2*I*omega²).
Daniel schrieb: > Wird dabei die maximale Drehzahl verringert, oder das Drehmoment Weder noch. Ein Aber gibt es doch: In deinem Fall muss der Umrichter den größeren Strom der Dreieck Schaltung liefern.
Seit Ihr sicher, das Allstrommotor und Phasenanschnittsdimmer nicht der bessere Weg zum Ziel ist? Macht jede Bohrmaschine so. Viel Erfolg Hauspapa
Daniel schrieb: > Der Nachteil der Stern-Dreieck-Schaltung ist ja der Leistungsverlust um > 1/3. Da verwechselst du etwas. Düsendieb wollte damit nur andeuten, das ein normaler Frequenzumrichter mit einphasigem 230V Eingang nicht die benötigte Spannung am Ausgang aufbringt, um einen Motor in Sternschaltung mit 400V pro Phase zu betreiben, denn ein FU kann eben höchstens 325Vss (= 230Veff) am Ausgang bringen. Motoren, die für 400V in Sternschaltung gedacht sind, kann man oft durch Umklemmen auf Dreieck dann mit 230V pro Phase betreiben - ideal für den Betrieb am FU für volle Leistung. S. K. schrieb: > Seit Ihr sicher, das Allstrommotor und Phasenanschnittsdimmer nicht der > bessere Weg zum Ziel ist? Macht jede Bohrmaschine so. Die Idee gefällt mir auch. Leider sind die Bohrmaschinen meistens so konstruiert, das das Gehäuse integraler Bestandteil der Mechanik und des Getriebes ist. Wenn man die Maschine irgendwie einspannen könnte, würde das vermutlich auch gut klappen, zumal die Dinger ja locker mal 400-500W leisten und wenig kosten.
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So als Idee: Zwei Kafigläufer mit großzügigem Anlaufkondensator, keine FU, dafür Halbleiterrelais (SSR) und durch geschicktes Timing des Hochlaufens und Abschalten die Schwungmassen auf Wunschdrehzahl bringen. Oder andersrum, Hochdrehen auf Nenndrehzahl und die jeweiligen Schwungmnassen abbremsen (SSR mit Bremswiderstand), Ballfreigabe/Schuß, neu Hochlaufen lassen ... Die gesparten FUs in robustere Mechanik umsetzen ;)
Daniel schrieb: > Unsere Idee: Zwei Drehstrommotoren verwenden und Steuerung über zwei > Frequenzumrichter. Würde ich auch machen.
Wir sind von der Idee mit den Drehstrommotoren immer mehr weggekommen und haben uns den Gleichstrommotoren gewidmet. Einen passenden Motor mit Flansch hätten wir auch gefunden (24V DC, 240W). Soweit ich weiß wird die Drehzahl eines Gleichstrommotor über die Spannung gesteuert. Wie funktioniert sowas? Einfach einen Poti zwischen Spannungquelle und Motor klemmen? Ich hab hier öfters was von einer PWM gehört? Wird soetwas benötigt? Wir würden das ganze dann mit zwei Autobatterien in Reihe versorgen um die Maschine zu mobilisieren.
> Einen passenden Motor mit Flansch hätten wir auch > gefunden (24V DC, 240W). Damit kannst du ein Modellauto antreiben oder Tischtennisbälle abschießen, aber sicher keine Fußbälle. > Soweit ich weiß wird die Drehzahl eines Gleichstrommotor über > die Spannung gesteuert. Grob betrachtet: ja. Die Drehzahl ist aber auch Lastabhängig. > Wie funktioniert sowas? Mit einem PWM Regler kannst du die Drehzahl verändern. Mit einem (optionalen) Sensor kannst Du die Drehzahl messen und dann mit einer Regelung konstant halten - falls das überhaupt nötig ist. > Einfach einen Poti zwischen Spannungquelle und Motor klemmen? Geht auch, wenn das Poti 120 Watt Verlustwärme ableiten kann. Ich kann mir so große Potentiometer vorstellen, habe aber noch nie einen Händler gesehen, der sowas verkauft. > Wird soetwas benötigt? Dazu würde ich raten, wenn die Drehzahl einstellbar sein soll. PWM Regler versorgen den Motor mit kutzen Impulsen, bei denen das Verhältnis zwischen an und aus variiert wird, um die Drehzahl zu steuern. PWM Regler geben nur wenig Verlustwärme ab. > Wir würden das ganze dann mit zwei Autobatterien in Reihe > versorgen um die Maschine zu mobilisieren. Ok. In diesem Fall würde ich auch die Spannung der Batterien überwachen, damit sie nicht durch Tiefentladung beschädigt werden. Es gibt auch 24V Battterien.
Daniel schrieb: > Gleichstrommotoren Dabei fällt mir die Sparte "Modellbau" ein. Da müsste es doch was geben inklusive Drehzahl-Steller oder -Regler. Als Stichworte wären da z.B. Brushless, BLDC erwähnt. Da soll es auch Motoren mit recht großen Leistungen geben, ein Problem könnte eventuell die max. Betriebsdauer sein. Allerdings habe ich in dem Bereich keine konkreten Praxiskenntnisse. Gruß Dietrich
Dietrich L. schrieb: > Dabei fällt mir die Sparte "Modellbau" ein. Da müsste es doch was geben > inklusive Drehzahl-Steller oder -Regler. Als Stichworte wären da z.B. > Brushless, BLDC erwähnt. > Da soll es auch Motoren mit recht großen Leistungen geben, ein Problem > könnte eventuell die max. Betriebsdauer sein. ...und der Preis und der Maximalstrom. 1kW bei 14V Betriebsspannung sind nicht sehr lustig. Besonders die Stromversorgung bereitet Kopfschmerzen, so man keine großen Akkus nehmen will. Der Drehzahlsteller (im Modellhubschrauberbedarf gibts auch Drehzahlregler) will zudem mit reichlich Fahrtwind gekühlt werden. Die Welle des Motors und die Lager werden üblicherweise gewichtsoptimiert ausgelegt, so ein Modellflugzeug soll ja keine Bleiente sein. Ach so, und die Drehzahl ist auch nicht ganz ohne und relativ hoch, erstns weil das Gewicht spart und zweitens müssen die Spitzen des Propellers fast Schallgeschwindigkeit erreichen, sonst stimmt der Schub nicht... Daniel schrieb: > Unsere Idee: Zwei Drehstrommotoren verwenden und Steuerung über zwei > Frequenzumrichter. möglicherweise reicht es nur einen der Motoren mit einem Frequenzumrichter auszustatten und den anderen mit konstanter Drehzahl laufen zu lassen. Motorkondensatoren sind billiger wie Frequenzumrichter...
Maschinenbauer bleib bei Deinem Eisen und benütze PURE MECHANIK ! Variogetriebe ! Von einem Standardwechselstrommotor angetrieben. Elektronik ist doch ne schwache Sache ;-(
Erstmal danke für eure Antworten. Das hat Licht uns Dunkeln gebracht. stefanus schrieb: >> Einen passenden Motor mit Flansch hätten wir auch >> gefunden (24V DC, 240W). > > Damit kannst du ein Modellauto antreiben oder Tischtennisbälle > abschießen, aber sicher keine Fußbälle. Nichts für ungut, aber warum sollte das nicht funktionieren? Der Motor soll, wie oben erwähnt, die Rollen lediglich auf Geschwindigkeit bringen. Bei hohem Trägheitsmoment und Winkelgeschwindigkeit (... wir reden hier von einer Drehzahl von 2000 U/min (Energie steigt quadratisch zur Winkelgeschwindigkeit)) steckt da richtig viel Energie in den rotierenden Rollen. Nimm dir mal dein Fahrrad, dreh es zur seite und dreh ein paar mal ordentlich an der Kurbel. Um das Rad nun auf konstanter Drehzahl zu halten brauchst du sehr wenig Energie, wie du dann feststellen wirst. Und nun brems das Rad mal mit der Hand am Umfang ab. Wirst du danach vermutlich ungern wieder machen. Und bei guter Wellenlagerung sollten die Reibkräfte auch gering ausfallen. Dafür sollten die 240W Nennleistung ausreichen. Würde in meiner Anforderungsliste "Schnellfeuer" stehen, dann würde ich auch auf einen leistungsfähigeren Motor ausweichen. ;) Ich habe einige PWM Drehzahlsteller bei conrad und co. gefunden. Würde soetwas funktionieren? http://www.ebay.de/itm/40A-10-50V-2000W-MAX-DC-Drehzahlregler-12V-24V-48V-Regler-PWM-Speed-Controller-N-/271413563569 Nach der Lastkennlinie des Motorherstellers hätte ich bei 2000 U/min und 366W einen Strom von etwas über 30A. Der Drehzahlsteller wäre bis 40A ausreichend. Senner auf der Heidi schrieb: > Maschinenbauer bleib bei Deinem Eisen und benütze PURE MECHANIK ! > > Variogetriebe ! Von einem Standardwechselstrommotor angetrieben. > Elektronik ist doch ne schwache Sache ;-( Das ist nett gemeint, würde ich auch ganz gerne. Aber das würde etwas teuer werden. Wenn die Sache mit dem Spin nicht wäre hätte ich beide Rollen über Zahnräder und Riementrieb mit einem Motor angetrieben. Aber nein... es muss ja ein einstellbarer Spin sein! ;)
Bohrmaschinen mit abnehmbarem Zusatzgriff (hier einspannend) und arretierbarem Schalter (damit davor die Drehzahl gestellt werden kann).
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Wenn die Versorgung (el.)zu schwierig oder die Motorleistung zu hoch wird: Als Maschinenbauer solltest Du das Prinzip der Schwungmasse kennen. Die Masse kannst Du relativ einfach in den zwei gegenläufigen Rollen verstecken. Wenn ich mal unterstelle, dass der Torwart versucht den Ball zu fangen, muss er anschließend wieder Aufstellung nehmen. Das dauert aber und somit wird die maximale "Schussfrequenz" nicht allzu hoch.
>>> Einen passenden Motor mit Flansch hätten wir auch >>> gefunden (24V DC, 240W). >> Damit kannst du ein Modellauto antreiben oder Tischtennisbälle >> abschießen, aber sicher keine Fußbälle. >Nichts für ungut, aber warum sollte das nicht funktionieren? Ist ein Bauchgefühl.
Dein Bauchgefühl könnte dich täuschen. Ich habe hier eine Anwendung, wo mit zwei EC-Motoren <100Watt ein schwerer Aludeckel mit >200kg angehoben wird. Die Auslegung muss natürlich stimmen, sowohl vom Motor als auch von den mechanischen Komponenten. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
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Ich würde gerne einen 24V Trafo verwenden (230V -> 24V) und dann zwei parallelgeschaltete Spannungsquellen nutzen und dort die beiden PWM-Module anschließen. Nun weiß ich nicht, welchen Strom der Trafo haben muss. Der Nennstrom des Motors beträgt 15A. Würde dabei ein 30A Netzteil reichen? Die Lastkennlinie des Motors (im Anhang) ist für konstante 24V dargestellt, was jedoch nicht möglich ist, da die Drehzahl des Gleichstrommotors ja abhängig von der Spannung ist. Daher kann ich auch Ich hoffe uns kann dabei jemand helfen. Als Maschinenbauer begibt man sich recht selten in solche Gebiete... und wenn nur gezwungenermaßen... ;)
sorry hab was vergessen... Daher kann ich auch die Lastkennlinie nicht für den zu ermittelnden Strom benutzen.
Daniel schrieb: > Nun weiß ich nicht, welchen Strom der Trafo haben muss. Der Nennstrom > des Motors beträgt 15A. Würde dabei ein 30A Netzteil reichen? Ja, einfach die Strombegrenzung des Motorstellers (ein Drehzahlregler ist bei Gleichstrommotoren unüblich) auf 15A einstellen. ich hoffe, du weißt, wie du die Motordrehzahl auf den Sollwert regeln willst, das würde bei einem Drehstrommotor WESENTLICH einfacher gehen.
Hallo, hier wurde Euer Vorhaben bereits umgesetzt. http://www.ias.uni-stuttgart.de/index.html?page_id=30 Zitat von dieser Seite: "Das Abschusssystem ... Um die geforderten Geschwindigkeiten zu erreichen, kommen zwei Asynchronmotoren der Firma SEW-Eurodrive zum Einsatz, die jeweils eine Nennleistung von 5,5 kW besitzen." [http://www.ias.uni-stuttgart.de/index.html?page_id=30&item=1&subitem=1] Mit freundlichen Grüßen Selbsternannter Weltverbesserer
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