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 Motordrehzahl berechnen.....brauche Hilfe.... |
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 Motordrehzahl berechnen.....brauche Hilfe.... |
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benman22
Haudegen
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Hiho,
habe mal angefangen den richtigen Motor für meinen Antrieb zu berechnen und hoffe es ist richtig............kritik, anregungen, verbesserungen erwünscht....
DATEN :
Raddurchmesser 180 mm
Übersetzung Kardanwelle auf das Rad 15:1
Höchstgeschwindigkeit im Original : 36 kmh
Massstab Modell : 1:12
Motordrehzahl ?
Leistung Motor ?
Berechnung :
Umfang Rad : U=pi x d = 3,14 x 180 mm = 565,2 mm
Geschwindigkeit : 36 kmh : Massstab = 36 kmh : 12 = 3 kmh am Modell
Strecke die im Modell zurückgelegt werden soll :
3 kmh = 3.000.000 mm/h : 60 min = 50.000 mm/min ( was ja nie der Fall sein wird auf max. Geschwindigkeit zu fahren.... )
Drehzahl am Rad : 50.000 mm/min : Umfang Rad = 50.000 mm/min : 565,2 mm = 88.46 U/min am Rad
Drehzahl Motor : 88,46 U/min x 15 U/min ( Kardanwelle ) = 1326,96 U/min die der Motor machen muss bei Volllast
Motordrehzahl bei Übersetung von 4:1 = 1326,96 U/min x 4 = 5307,84 U/min am Motor
BL Motor : 5307,84 U/min : 12 V ( Akkuleistung ) = 442,32 U/V oder 442,32 KV
Brauche also einen BL Motor mit 442,32 KV um unter volllast zu fahren....wird aber gedrosselt, da er sonst zu schell wäre.........hat ja 4 Gänge der Radlader......oder sollte mann einen kleineren Gang beim Original wählen ?
Die BL Motoren haben in dieser Drehzalklasse 400 bis 800 W
Zur Auswahl steht ....
Vorwärts :
1. Gang : 7,4 kmh
2. Gang : 13,5 kmh
3. Gang : 21,6 kmh
4. Gang : 36 kmh
Rückwärts :
1. Gang : 8,2 kmh
2. Gang : 14,8 kmh
3. Gang : 23,6 kmh
Hoffe die Berechnung ist richtig........habe die Kräfteverhältnisse ausser acht gelassen....
Peters Radlader ist genauso gross und hat 4 RB Motoren und fährt super.........
So, jetzt seid ihr dran......
Lg
Benjamin
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17.06.2015 09:31 |
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tömchen
König
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Also ich kann Deine Berechnungen nachvollziehen.
Geschwindigkeit des Original maßstäblich umrechnen.
Auf mm/min normieren.
Umdrehungszahl der Räder in U/min errechnen.
Dazwischenliegende Getriebe einrechen.
Motordrehzahl.
Passt.
Dann kommt eine Drehzahl raus, die nur zu ziemlich dicken Motoren passt: 400-800W.
Die erwähnten RB Motoren des Kollegen - sind das RB35? Geschätzte 3-5W mechanische Leistung pro Motor? Siehste, da stimmt was nicht.
Gefühlt reicht wohl ein BL-Outrunner mit 28mm Außendurchmesser, die machen schnell mal 50-100W, und das reicht schon dicke.
Und wenn diese nur mit kV von z.B. 1100 hergehen, muß eben noch mehr Getriebe ran.
Übrigens: Die kV-Angabe ist fast immer eine Leerlaufdrehzahl. Eine "gesunde" Arbeitsdrehzahl liegt bei grob 80% davon, habe ich gerade in einem anderen Thread gelernt.
Wenn Du keine Gangschaltung willst, mußt Du gefühlsmäßig abschätzen und ausprobieren, berechnen ist schwierig. Mit der Endgeschwindigkeit etwas runtergehen, und das Drehmoment muß halt auch beim Arbeiten reichen.
Das war jetzt ein bißchen allgemein geschwätzt, in der Hauptsache wollte ich sagen:
1. Berechnung stimmt.
2. Kein so dicker Motor, lieber noch mehr Übersetzung.
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17.06.2015 11:12 |
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Buggyfahrer
Eroberer
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Du solltest Dir auch überlegen, welches Gewicht das Modell bzw. Modell mit Ladung hat. Dann kannst Du über den Radradius, die Übersetzung und das Drehmoment des Motors ausrechnen, welche Kraft am Rad zu erwarten ist. Mehr als die Gewichtskraft macht denke ich keinen Sinn, könntest dann schon senkrecht die Wand hochfahren.
Ich würde den Motor nicht drosseln, sondern lieber einen kleinen mit hoher Untersetzung und Überspannung betreiben. Vollgas wird man selten brauchen, die Dauerlast ist wohl nicht das Problem.
Im Orginal hab ich bei kleineren Radladern ca. 1KW je 100 kg Gewicht gefunden, allerdings treibt da der Motor zusätzlich die Hydraulik an. Bei 20kg Modellgewicht wären das dann 200 Watt Gesamt. Nur für den Antrieb scheinen mit dann 20 Watt bzw. 4 mal 5 Watt ok zu sein, dass wäre dann ca. Gewicht in kg = Antrieb in Watt.
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18.06.2015 13:24 |
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JensR
Administrator
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Die 4 RB35 Motoren Deines Kollegen machen zusammen maximal 5A bei Blockade an 12V.
Das sind maximal 60W elektrisch.
Das bedeutet maximal 60W [Korrektur: Natürlich 30Watt] elektrisch im Punkt maximaler mechanischer Leistung [=50% Wirkungsgrad = 15Watt an der Motorwelle], aber für optimalen Wirkunsgrad ist die Leistung nochmal geringer...
Da liegst Du also meilenweit drüber.
Und vier Gänge bei Elektromotoren? Halte ich für übertrieben.
In dem Thema geht es auch um Elektromotoren und ihre Auslegung:
http://rc-baustelle.de/thread.php?postid=80380#post80380
Wenn Du bürstenlos machen willst, schau mal den Roxxy C2827 ‐ 34
Der ist klein und hat ziemlich Wumms mit niedrigem kV
http://www.miniship.de/anleitungen/robbe...icht%202011.pdf
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18.06.2015 14:35 |
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MatthiasR
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| Zitat: |
Original von JensR
Die 4 RB35 Motoren Deines Kollegen machen zusammen maximal 5A bei Blockade an 12V.
Das sind maximal 60W elektrisch.
Das bedeutet maximal 60W elektrisch im Punkt maximaler mechanischer Leistung
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Noch nicht einmal...
Wenn der Blockierstrom 5 A ist, dann nimmt der Motor am Punkt maximaler mechanischer Leistung 2,5 A auf -> 30 W el. Leistungsaufnahme. An diesem Punkt ist der Wirkungsgrad 50%, also gerade mal 15 W mechanische Leistung.
Die genannten Werte gelten strenggenommen nur für einen "idealen" Motor = nur ohmscher Wicklungswiderstand, sonst keine Verluste und keine Eisensättigung. Ein eisenloser Motor (Maxon, Faulhaber,...) kommt diesem Ideal recht nahe, der RB35 weniger, mit dem Ergebnis, das da noch weniger herauskommt....
Und wie Jens schon geschrieben hat: Im Punkt des optimalen Wirkungsgrades ist es noch deutlich weniger.
| Zitat: |
Und vier Gänge bei Elektromotoren? Halte ich für übertrieben.
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Ich auch. Habe ich sinngemäß in dem anderen Thread auch schon geschrieben :-)
Grüße
Matthias
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18.06.2015 20:15 |
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MatthiasR
Doppel-As
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| Zitat: |
Original von Buggyfahrer
Du solltest Dir auch überlegen, welches Gewicht das Modell bzw. Modell mit Ladung hat. Dann kannst Du über den Radradius, die Übersetzung und das Drehmoment des Motors ausrechnen, welche Kraft am Rad zu erwarten ist. Mehr als die Gewichtskraft macht denke ich keinen Sinn, ... |
In der Tat. Die maximal am Radumfang übertragbare Kraft ist die Gewichtskraft, die auf dieses Rad wirkt, multipliziert mit dem Reibungskoeffizienten µ.
µ kann unter optimalen Bedingungen nahe 1 sein, ist aber je nach Beschaffenheit des Untergrunds meistens deutlich niedriger. (Es gibt auch Materialpaarungen mit µ > 1, aber bei Gummireifen auf üblichen Untergründen ist µ normalerweise kleiner als 1)
Damit kann die Kraft am Radumfang nicht grösser als die Gewichtskraft werden.
https://de.wikipedia.org/wiki/Reibungskoeffizient
Grüße
Matthias
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18.06.2015 20:29 |
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JensR
Administrator
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> Wenn der Blockierstrom 5 A ist, dann nimmt der Motor am Punkt maximaler mechanischer Leistung 2,5 A auf -> 30 W el. Leistungsaufnahme. An diesem Punkt ist der Wirkungsgrad 50%, also gerade mal 15 W mechanische Leistung.
Äh ja, ich hatte in meinem Kopf auch 30 Watt geschrieben 
Stimmt alles was Du sagst, hatte ich im anderen Thema auch richtig beschrieben
> Ein eisenloser Motor (Maxon, Faulhaber,...) kommt diesem Ideal recht nahe,
Ja, hat dafür aber eine geringere Toleranz für Blockieren und Überströme, da dem Rotor die thermische Trägheit fehlt. Außerdem haben diese Motoren einen größeren Luftspalt, was die Magnetfeldstärke reduziert. Anlaufverhalten und Dynamik sind besser, aber ich weiß nicht, ob sich das lohnt - hängt sicher auch von persönlichen Präferenzen, Fahrweise und Geldbeutel ab.
Für eine grundlegende Motorauslegung ist diese Betrachtung jedenfalls vollkommend ausreichend. Siehe auch die Kurven auf der Mabuchi Webseite, da sieht man bei allen dieselbe Kurve im Prinzip - und die gilt grob auch für alle anderen Motoren mit Permanentmagneten.
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18.06.2015 23:39 |
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MatthiasR
Doppel-As
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Hallo Jens,
die Bemerkung mit dem "Ideal" bezog sich auch nur darauf, dass das Verhalten dieser (Faulhaber, Maxon) Motoren der idealisierten Rechnung fast exakt entspricht. Das sollte keine Aussage über die Verwendbarkeit in Modellfahrzeugen sein. Da habe ich mich vielleicht etwas missverständlich ausgedrückt....
Und, da stimme ich Dir auf jeden Fall zu, andere Motoren kommen dem nahe genug, so dass diese vereinfachte Betrachtung für eine prinzipielle Auslegung normalerweise gut genug ist.
In meinen Unimog werde ich wahrscheinlich tatsächlich einen eisenlosen Motor einbauen. Ich habe hier noch zwei Faulhaber 3863 liegen, die ich irgendwann mal recht günstig erwerben konnte. Mir gefällt das Anlaufverhalten und die Laufruhe dieses Motors, und er müsste eigentlich auch gross genug sein, dass die geringere Überlastfähigkeit kein Problem darstellt. Bleibt der Preis: Wenn ich den Motor neu, zum regulären Listenpreis kaufen müsste, würde ich auch etwas anderes einsetzen...
Grüße
Matthias
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20.06.2015 09:30 |
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