Hallo zusammen, ich arbeite aktuell an einer Optimierung für einen Bremsenprüfstand. Aktuell sieht der Aufbau aus wie im Anhang. Das Problem hier ist die Lastsimulation über die Bremse. Ich benötige ein Drehmoment von 0-2 Nm in einer Feinheit von 0.01-0.03 Nm. Dieses Drehmoment stelle ich über das Labornetzteil (über, den Strombegrenzer) an der Magnetpulverbremse (Liedtke FAT20RR) ein. Leider ist die Magnetpulverbremse in den kleinen Drehmomentbereichen sehr schlecht einstellbar. Ich hab auch noch eine Hysteresebremse (HB-250M-2DS) zur Verfügung, die sich laut Kennlinie deutlich besser in den kleinen Drehmomentbereichen steuern lassen soll und hier müsste ich nur das Problem mit dem Rastmoment lösen (hab, da schon ein paar Ideen zu). Das zweite Problem in der Lastsimulation ist die Ansteuergeschwindigkeit. Das Labornetzteil steuere ich über eine übergeordnete Steuerung an, die leider nicht schneller als alle 2-3 Sekunden den Wert (Strombegrenzung) verändern kann. Für meine Drehmomentsteuerung ist dies aber auch deutlich zu langsam, weshalb ich diese auf den Arduino legen wollte, um möglich schnell (< 500 ms) das Drehmoment ändern zu können. Ich bin mir nicht sicher, ob ich mir hierfür eine steuerbare Stromquelle bauen soll oder es vielleicht elegantere Lösungen gibt. Als Steuerung für das Drehmoment habe ich AO, DO und PWM zur Verfügung. Hat jemand vielleicht eine Idee, wie ich mein Problem angehen kann? Viele Grüße Drumy
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Mike N. schrieb: > Hat jemand vielleicht eine Idee, wie ich mein Problem angehen kann? Verwende einen BLDC-Motor mit einem Vierquadrantensteller (Sinus-Inverter) zum Bremsen.
Bist Du da nicht irgendwie auf dem Holzweg? Nur mal so in den Raum geworfen: Bei Deinen maximal 100W die Dir für den Antrieb zur Verfügung stehen, und mal angenommen, Du hast Motoren, die sehr hoch drehen (3000 1/min), dann hast Du "nur" 0,3Nm Drehmoment. Selbst bei nur 1000 1/min kommst Du nur auf knapp 1Nm. Wie schnell dreht denn Dein Prüfling? So kleine Drehmomente sind für Pulverbremsen nichts. Du wirst das nie so genau geregelt bekommen. Mal von 1 Nm ausgehend willst Du im besten Fall eine Momentenabweichung von nur 1% erreichen. Wenn Du auf der Abtriebsseite ebenfalls einen BLDC einsetzen willst, wirst Du zwei große Probleme bekommen: 1) Die Rastmomente des Abtriebsmotors und 2) Resonanzen in den Regelungen beider Motoren, die weit über deinem 1% liegen. Hast Du schon einen Drehmomentsensor, der überhaupt so genau auflöst? Der muss 0,1% vom Endwert als Fehler haben. Mein letzter Motorenprüfstand habe ich eine ganz profane Scheibenbremse eingesetzt (für Prüflinge bis 400 cNm) und sample den Drehmomentsensor mit etwa 1000 SPS. Der nimmt mir gleichzeitig auch die Drehzahl mit auf und so kann ich trotz des schlechten Verhaltens der Scheibenbremse gut die Kennlinie aufnehmen. Man muss nur schnell sein, denn die Erwärmung verändert den Reibwert.
Erstmal danke für deinen Beitrag. Meine Antworten findest du hier. Martin S. schrieb: > Bist Du da nicht irgendwie auf dem Holzweg? Eventuell? :D Aktuell funktioniert alles eigentlich gut aber die Steuerung ist deutlich zu langsam. > > Nur mal so in den Raum geworfen: Bei Deinen maximal 100W die Dir für den > Antrieb zur Verfügung stehen, und mal angenommen, Du hast Motoren, die > sehr hoch drehen (3000 1/min), dann hast Du "nur" 0,3Nm Drehmoment. > Selbst bei nur 1000 1/min kommst Du nur auf knapp 1Nm. Mein Motor dreht mit einer Geschwindigkeit von bis zu 10 RPM und kann bis zu 2 Nm aufbringen. Der Motor läuft nie volle Umdrehungen sondern wird zu Positionierung eines Ventils genutzt. Die Bewegungen des Motors sehen eher so aus 0°, 13°,14°, 180°, 0°. Die Reichweite ist immer zwischen 0-180° aber es kann beliebig zwischen diesen Gradzahlen verfahren werden. > > Wie schnell dreht denn Dein Prüfling? So kleine Drehmomente sind für > Pulverbremsen nichts. Du wirst das nie so genau geregelt bekommen. 10 Rpm max. > > Mal von 1 Nm ausgehend willst Du im besten Fall eine Momentenabweichung > von nur 1% erreichen. Genau. > > Wenn Du auf der Abtriebsseite ebenfalls einen BLDC einsetzen willst, > wirst Du zwei große Probleme bekommen: 1) Die Rastmomente des > Abtriebsmotors und 2) Resonanzen in den Regelungen beider Motoren, die > weit über deinem 1% liegen. > > Hast Du schon einen Drehmomentsensor, der überhaupt so genau auflöst? > Der muss 0,1% vom Endwert als Fehler haben. Jap habe ich. > > Mein letzter Motorenprüfstand habe ich eine ganz profane Scheibenbremse > eingesetzt (für Prüflinge bis 400 cNm) und sample den Drehmomentsensor > mit etwa 1000 SPS. Der nimmt mir gleichzeitig auch die Drehzahl mit auf > und so kann ich trotz des schlechten Verhaltens der Scheibenbremse gut > die Kennlinie aufnehmen. Man muss nur schnell sein, denn die Erwärmung > verändert den Reibwert. Meine Anwendung ist ein wenig anders. Ich will nicht die Kennlinie des DUT aufzeichnen sondern möchte ich den Verlauf eines Wasserventil (Wechsel von Haft- in Gleitreibung) simulieren können und das als Kennlinie aufnehmen. Aktuell funktioniert das ganze auch ganz OK, allerdings braucht die Pulverbremse etwas an Drehzahl bis das Drehmoment aufgebaut ist, was nicht ganz das Verhalten des Ventils widerspiegelt.
Dieter schrieb: > Mike N. schrieb: >> Hat jemand vielleicht eine Idee, wie ich mein Problem angehen kann? > > Verwende einen BLDC-Motor mit einem Vierquadrantensteller > (Sinus-Inverter) zum Bremsen. Ich kenn sowas nur für große Verbrennungsmotoren. Ist es sinnvoll sowas auch für kleine Motoren auszulegen? In meinem Fall bedeutet klein: - 10 Rpm - max. 2 Nm - Positionierungsbetrieb (bestimmten Winkel einstellen zwischen 0-180°)
Ok, diese Salamischeiben kann man nicht erraten. Dann dürfte aber auch eine Scheibenbremse für Dich eher das Mittel der Wahl sein. Alle anderen Bremsarten fallen dann eigentlich raus, weil dir weder die Pulverbremse, noch eine Wirbelstrombremse noch ein zweiter BLDC "hart" genug bei Drehzahl = 0 arbeiten. Der BLDC braucht auch eine Regelabweichung und jenachdem, wie die Rotorlage gerade ist, hängst Du in einem Drehmomentmaximum oder -minimum.
Martin S. schrieb: > Ok, diese Salamischeiben kann man nicht erraten. Den Teil versteh ich nicht ganz ^^ was meinst du damit? > Dann dürfte aber auch eine Scheibenbremse für Dich eher das Mittel der > Wahl sein. Alle anderen Bremsarten fallen dann eigentlich raus, weil dir > weder die Pulverbremse, noch eine Wirbelstrombremse noch ein zweiter > BLDC "hart" genug bei Drehzahl = 0 arbeiten. Der BLDC braucht auch eine > Regelabweichung und jenachdem, wie die Rotorlage gerade ist, hängst Du > in einem Drehmomentmaximum oder -minimum. Was ist mit einer Hysteresebremse? Gibt es auch Scheibenbremsen, die ich elektronisch so fein einstellen kann? Mir haben nämlich bis jetzt die Bremsenhersteller(Magtrol und Mobac) immer zu einer Hysteresebremse geraten.
Probier mal den Strom der Bremse mit einem AC Anteil (10-20%) zu überlagern. Das verringert den Unterschied Haft / Gleitreibung dramatisch. einmal sprichst du von Haft / Gleitreibungsübergang, einmal von Hysterese verringern. - wie Sieht dein Verlauf nun aus? am einfachsten zu realisieren ist vielleicht eine mechanische Lösung mit einer "unrunden" Seilscheibe + Gewicht. Da kannst du dein Drehmoment frei wählen, nur die Momentänderungsgeschwindigkeit ist begrenzt. sg
Clemens S. schrieb: > Probier mal den Strom der Bremse mit einem AC Anteil (10-20%) zu > überlagern. Das verringert den Unterschied Haft / Gleitreibung > dramatisch. > > einmal sprichst du von Haft / Gleitreibungsübergang, einmal von > Hysterese verringern. - wie Sieht dein Verlauf nun aus? Vielleicht drücke ich mich ungenau aus. Ich möchte den Verlauf von Haft in Gleitreibung eines Wasserkugelventils mit einer Bremse simulieren. > am einfachsten zu realisieren ist vielleicht eine mechanische Lösung mit > einer "unrunden" Seilscheibe + Gewicht. Da kannst du dein Drehmoment > frei wählen, nur die Momentänderungsgeschwindigkeit ist begrenzt. Schwierig realisierbar in meinem Aufbau. > > sg
Ich hatte noch keinen Kontakt mit Hysteresebremsen. Von dem, was ich so quer gelesen habe, scheinen die Hersteller da viel zu versprechen. Wenn sie das auch halten können - gut. Also so wie ich das verstehe, willst Du gar keine Bremse, die ein konstantes Moment erzeugt, sondern du möchtest eine Bremse, die einen Sprung erlaubt. Erst bremst die Bremse stark, im nächsten Moment nurnoch wenig. Den Verlauf willst Du elektronisch bestimmmen. Du brauchst also eine Ansteuerung, die einen Wertesprung erlaubt, aber als Regelung ausgeführt? Dann fallen mechanisch träge Systeme doch ohnehin weg. Wie lange dauert die Zeit der Haft- und Gleitreibung?
Martin S. schrieb: > Ich hatte noch keinen Kontakt mit Hysteresebremsen. Von dem, was ich so > quer gelesen habe, scheinen die Hersteller da viel zu versprechen. Wenn > sie das auch halten können - gut. Lesen tut sich das ganz gut und ich hätte sogar eine passende hier. Da bleibt halt die Frage ob ich das mit dem Labornetzteil realisieren kann oder ich eine steuerbare Stromquelle brauche. > Also so wie ich das verstehe, willst Du gar keine Bremse, die ein > konstantes Moment erzeugt, sondern du möchtest eine Bremse, die einen > Sprung erlaubt. Erst bremst die Bremse stark, im nächsten Moment nurnoch > wenig. Den Verlauf willst Du elektronisch bestimmmen. Du brauchst also > eine Ansteuerung, die einen Wertesprung erlaubt, aber als Regelung > ausgeführt? Das ist genau meine Anwendung. Hier mal ein beispielhafter Verlauf: 0 - 450 ms -> 1.2 Nm 450 - 1500 ms -> 0.8 Nm 1500 - 3500 ms -> 0.1 Nm Der Zeitrahmen und der Drehmomentbedarf sind variable aber im Vorfeld bekannt. > Dann fallen mechanisch träge Systeme doch ohnehin weg. Wie lange dauert > die Zeit der Haft- und Gleitreibung? Das war auch meine Einschätzung, aber ich bin natürlich offen für alle Lösungsansätze. Nach 450 - 800 ms habe ich den Wechsel des Drehmoments.
Mache doch mal ein paar schöne aussagekräftige Diagramme. Aus deiner Salami wird niemand jemals schlau!
Ja, ich vergaß zu schreiben dass das im Einstiegsposting gezeigte Bild nichtssagend ist. Besser wieder löschen!
Pippo schrieb: > Aus deiner Salami wird niemand jemals schlau! Naja doch, mittlerweile schon. Welche Hysteresebremse hast Du? Wie hoch ist der Ansteuerstrom? Was sagt der Hersteller über die Reaktionszeit? Type, Datenblatt... Lass Dir nicht jeden Wurm aus der Nase ziehen. Das reduziert die Anzahl der Leute, die Dir helfen wollen, auf nahezu 0.
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Martin S. schrieb: > Pippo schrieb: >> Aus deiner Salami wird niemand jemals schlau! > > Naja doch, mittlerweile schon. > Wenn ich wüsste was ne Salami ist, kann ich wahrscheinlich auch mehr dazu Beitragen. > Welche Hysteresebremse hast Du? Wie hoch ist der Ansteuerstrom? Was sagt > der Hersteller über die Reaktionszeit? Mobac HB-250M-2DS, wie im Ausgangspost geschrieben. Zeit ist kein Problem sagt er (< 400ms). 0-400 mA laut Kennlinie. > Type, Datenblatt... Kennlinie im Anhang, mehr hab ich leider noch nicht gefunden aber ich gebe mir Mühe. > Lass Dir nicht jeden Wurm aus der Nase ziehen. Das reduziert die Anzahl > der Leute, die Dir helfen wollen, auf nahezu 0. Auf der einen Seite wird man hier geflamed, wenn man die Infos dauernd wiederholt, auf der anderen Seite wird man geflamed wenn man Sie im Anfangspost nennt und dann nicht wiederholt. Wie soll ich es denn handhaben?
Mike N. schrieb: >> Lass Dir nicht jeden Wurm aus der Nase ziehen. Das reduziert die Anzahl >> der Leute, die Dir helfen wollen, auf nahezu 0. > Auf der einen Seite wird man hier geflamed, wenn man die Infos dauernd > wiederholt, auf der anderen Seite wird man geflamed wenn man Sie im > Anfangspost nennt und dann nicht wiederholt. > Wie soll ich es denn handhaben? Du hast im Anfangspost gesagt, dass Du ne Magnetpulverbremse hast und die Mobac nur beiläufig erwähnt, dass sie dort herumliegt. Gut, die Info war da, aber ich hab das nicht mehr auf dem Schirm gehabt, weil die nunmal nicht verbaut ist. Anderen ging es sicher genauso. Mike N. schrieb: > Wenn ich wüsste was ne Salami ist, kann ich wahrscheinlich auch mehr > dazu Beitragen. Salami ist ne Wurst vom Metzger, bei der man gefragt wird "Darf's noch ein bisschen mehr sein?". Ein Sinnbild für einen TO, der seine Infos nur häppchenweise herausgibt und damit die Helfenden auf eine Irrfahrt schickt. Man soll weder Informationen verheimlichen/weglassen, noch sein Problem in Goetheschem Prosa niederschreiben. Aber das Problem und das System sollten schon umfassend beschrieben werden. Am Anfang klang es noch so, als ob Du einen Prüfstand für BLDC-Motoren bauen willst. Mike N. schrieb: > Zeit ist kein Problem sagt er (< 400ms). > 0-400 mA laut Kennlinie. "Sagt er"... Die Datenblätter von Mobac sind eine Frechheit! Und 400ms sind eine lange Zeit, wenn Du, wie Du schriebst: Mike N. schrieb: > Hier mal ein beispielhafter Verlauf: > 0 - 450 ms -> 1.2 Nm > 450 - 1500 ms -> 0.8 Nm > 1500 - 3500 ms -> 0.1 Nm Diesen Verlauf erreichen willst. Da ist ja die Ansteuerzeit schon so lange, wie Dein Prüfinterval... Wie dem auch sei: Besorg Dir eine Konstantstromquelle, die 400mA liefern kann, mit 0-10V Steuerspannung und hau über einen USB-DAC den Steuerpegel auf die KSQ. Die Bremse sollte dann schon ungefähr das machen, was Du willst. Vermutlich wird es aber so sein, dass die Steigrate beim Gegenmoment relativ niedrig ist, und du das "abrupte" Loslassen so nicht ganz hinbekommen wirst.
Martin S. schrieb: > Mike N. schrieb: >>> Lass Dir nicht jeden Wurm aus der Nase ziehen. Das reduziert die Anzahl >>> der Leute, die Dir helfen wollen, auf nahezu 0. >> Auf der einen Seite wird man hier geflamed, wenn man die Infos dauernd >> wiederholt, auf der anderen Seite wird man geflamed wenn man Sie im >> Anfangspost nennt und dann nicht wiederholt. >> Wie soll ich es denn handhaben? > > Du hast im Anfangspost gesagt, dass Du ne Magnetpulverbremse hast und > die Mobac nur beiläufig erwähnt, dass sie dort herumliegt. Gut, die Info > war da, aber ich hab das nicht mehr auf dem Schirm gehabt, weil die > nunmal nicht verbaut ist. Anderen ging es sicher genauso. Klar absolut verständlich. Für mich war die Mobac auch eigentlich keine Option bis wir hier mehr darüber geredet haben. > Mike N. schrieb: >> Wenn ich wüsste was ne Salami ist, kann ich wahrscheinlich auch mehr >> dazu Beitragen. > > Salami ist ne Wurst vom Metzger, bei der man gefragt wird "Darf's noch > ein bisschen mehr sein?". Ein Sinnbild für einen TO, der seine Infos nur > häppchenweise herausgibt und damit die Helfenden auf eine Irrfahrt > schickt. Jetzt hab ich es verstanden, danke. War nie meine Absicht informationen zurückzuhalten. > Man soll weder Informationen verheimlichen/weglassen, noch sein Problem > in Goetheschem Prosa niederschreiben. Aber das Problem und das System > sollten schon umfassend beschrieben werden. Am Anfang klang es noch so, > als ob Du einen Prüfstand für BLDC-Motoren bauen willst. Mein Testobjekt ist auch ein BLDC oder Schrittmotor. Die Last dafür steuere ich über eine Bremse. Ich find es auch immer schwierig, technisch etwas in einem Forum zu erklären. > Mike N. schrieb: >> Zeit ist kein Problem sagt er (< 400ms). >> 0-400 mA laut Kennlinie. > > "Sagt er"... Die Datenblätter von Mobac sind eine Frechheit! Und 400ms > sind eine lange Zeit, wenn Du, wie Du schriebst: > > Mike N. schrieb: >> Hier mal ein beispielhafter Verlauf: >> 0 - 450 ms -> 1.2 Nm >> 450 - 1500 ms -> 0.8 Nm >> 1500 - 3500 ms -> 0.1 Nm > > Diesen Verlauf erreichen willst. Da ist ja die Ansteuerzeit schon so > lange, wie Dein Prüfinterval... Ja ich werde einfach mal alles Aufbauen und schauen wo ich lande. Kann eigentlich nicht schlechter werden als mit der Pulverbremse. > Wie dem auch sei: Besorg Dir eine Konstantstromquelle, die 400mA liefern > kann, mit 0-10V Steuerspannung und hau über einen USB-DAC den > Steuerpegel auf die KSQ. Die Bremse sollte dann schon ungefähr das > machen, was Du willst. Vermutlich wird es aber so sein, dass die > Steigrate beim Gegenmoment relativ niedrig ist, und du das "abrupte" > Loslassen so nicht ganz hinbekommen wirst. Das werde ich dann mal probieren. Vielen Dank für deine Unterstützung!
Was ist wenn man das ganze von der rein mechanischen Seite her angeht? Ja ich weiß, Du wolltest nicht neu bauen. Vieleicht ist aber gerade das hilfreich Wenn Du mit einem Getriebe an die Sache heran gehst, genauer gesagt mit Differentialen, dann kannst Du Deine Stufen im Vorfeld exakt einstellen. Ich denke dabei an insgesammt drei Abtriebe, jeder davon unterschiedlich belastet Nun kannst Du mittels Scheibenbremsen nach Zeit X den einen Abtrieb sperren und nach Zeit Y den Zweiten. Die Last und somit das nötige Drehmoment erhöhen sich dadurch jeweils. Die Bremsen müssten auch nicht dosierbar sein, sondern nur hart sperren Welche Verluste im Getriebe auftreten ließe sich ja im Vorfeld messen und somit herausrechnen bzw. einkalkulieren. Ebenso kann das Losbrechmoment, welches hier auftritt, mit Schmierung stark reduziert werden und ebenfalls einkalkuliert Klingt nach nem exterm komplexen Aufbau, wäre aber mein Weg wenn es reproduzierbar, exakt und langlebig sein soll
Mike N. schrieb: > Anfangspost nennt und dann nicht wiederholt. > Wie soll ich es denn handhaben? Ruhe bewahren. Denn alle schreiben hier kostenlos. Da übersieht man schnell etwas. Am nächsten Tag kann auch wieder etwas vergessen worden sein. Das ist alles menschlich. Sachliche Erinnerung, bzw. wenn der Tread zu lange wird, kann man in einem Post auch noch mal die wichtigsten verteilten Daten gegenüber dem ersten Post wiederholen. Wenn nach 200 Posts eine neue Seite beginnt, kann man auch noch mal alle Kerndaten wiederholen und erspart so das Suchen.
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