Guten Tag,
da ich gerade am Basteln bin, brauch ich die Schwellenkraft, die benötigt wird um einen Generator anzutreiben. Gesucht ist also die Kraft, mit der man die Reibung bzw. Trägheit des „Elektromotors“ überwindet um ihn anzudrehen.
So würde sich beispielsweise ein Generator bei einer konstanten Kraft von 0,5 N noch nicht anfangen zu drehen, während er bei 2 N sich schon andrehen lässt.
Vielen Dank für eine schnelle Antwort
Hallo,
So würde sich beispielsweise ein Generator bei einer
konstanten Kraft von 0,5 N noch nicht anfangen zu drehen,
während er bei 2 N sich schon andrehen lässt.
Du suchst das Moment und nicht die Kraft.
Wenn Du 0,5N an einem Hebelarm von z. B. 1m wirken läst, wird sich der G. wahrscheinlich drehen, bei 5 cm Hebelarm vllt. nicht.
Deine Frage kann mangels technischer Angaben nicht beantwortet werden.
Gruß:
Manni
Hallo Namenloser
… Gesucht ist also die Kraft, mit der man die Reibung bzw. Trägheit des „Elektromotors“ überwindet um ihn anzudrehen.
Was Du suchst, ist das „Losbrechmoment“ des Motors. Wie mein Vorredner schon bemerkte, ein Drehmoment und keine Kraft. Das Drehmoment wird in Nm (Newton * Meter) gemessen.
Dein Problem ist kaum mit einer einfachen Formel zu lösen, zumindestens nicht exakt. In erster Linie geht bei einem Motor mit Gleitlagern die Lagerreibung, bei einem Motor mit Wälzlagern der Rollwiderstand der Lager in die Berechnung ein.
Für Gleitlager sieht das im Prinzip wie folgt aus:
Du benötigst die Angabe des Werkstoffs von Lagerschale und Welle, z.B.
Weißmetall und Stahl.
Dann suchst Du in einem Tabellenbuch nach dem Reibungskoeffizienten µ für diese Kombination und findest
bei guter Schmierung µ = 0,03 bis 0,05
bei schlechter Schmierung µ = 0,08 bis 0,1
Jetzt benötigst Du für jedes Lager die Kraft Fn, mit der die Welle auf das Lager drückt.
Damit kannst Du die Kraft F errechnen, die bremsend am Umfang der Welle wirksam wird:
F = Fn * µ
Mit der Kraft F und dem halben Durchmesser der Welle im Lager errechnest Du das Mindest-Drehmoment M pro Lager:
M = F * d/2
Und da Du am Motor 2 Lager hast, musst Du für das Gesamt-(Mindest-)Drehmoment die beiden einzeln errechneten Drehmomente addieren.
Für eine Lagerung mit Wälzlagern kannst Du das Drehmoment analog zu dem oben Gesagten aus dem Rollwiderstand (laut Tabelle des Lagerherstellers) berechnen.
Wenn Du Dir die Variationsbreite des Reibungskoeffizienten µ (0,05 bis 0,1) betrachtest, erkennst Du, dass Du für den Eizelfall gar keinen exakten Wert errechnen kannst, sondern Du kannst nur errechnen, welches Losbrechmoment Du im ungünstigsten Fall benötigst.
Und jetzt würde mich doch mal interessieren, wofür Du diese Berechnung überhaupt benötigst.
Gruß merimies
Hallo merimies,
Und da Du am Motor 2 Lager hast, musst Du für das
Gesamt-(Mindest-)Drehmoment die beiden einzeln errechneten
Drehmomente addieren.
Das Massenträgheitsmoment wäre auch zu berücksichtigen.
Und jetzt würde mich doch mal interessieren, wofür Du diese
Berechnung überhaupt benötigst.
Mich auch.
Aber wir werden vermutlich nichts mehr hören.
Gruß:
Manni
Hallo Manni
Das Massenträgheitsmoment wäre auch zu berücksichtigen
Nicht wirklich.
Das Massenträgheitsmoment ist Teil der Formel für Beschleunigung/Verzögerung der Drehzahl. Das heißt, es wäre nur relevant, wenn die Frage (erweitert) gelautet hätte „… und nach welcher Zeit erreicht der Motor mit diesem Drehmoment eine stabile (konstante) Drehzahl“.
In der Berechnung des Losbrechmomentes, also der Berechnung des Drehmomentes, bei dem die Maschine beginnt, sich zu drehen, ist das Massenträgheitsmoment irrelevant, denn es taucht erst in der Berechnung auf, wenn die Maschine schon dreht (wie langsam auch immer).
Gruß merimies
Hallo merimies,
Das Massenträgheitsmoment wäre auch zu berücksichtigen
Nicht wirklich.
Doch wirklich.
In der Berechnung des Losbrechmomentes, also der Berechnung
des Drehmomentes, bei dem die Maschine beginnt, sich zu
drehen, ist das Massenträgheitsmoment irrelevant, denn es
taucht erst in der Berechnung auf, wenn die Maschine schon
dreht (wie langsam auch immer).
Nö.
Wenn Du die Gleichgewichtsbedingungen aufstellst lautet die Formel.
Antriebsmoment = Reibungsmoment + Trägheitsmoment*Winkelbeschleunigung.
Wäre das Trägheitsmoment unendlich groß, könntest du den Motor nicht in Drehung versetzen.
Das Trägheitsmoment hat bei vorgegebenen Materialdaten/Abmessungen eine bestimmte Größe und ist immer vorhanden.(in Ruhe oder Bewegung)
Vergleichbar ist das mit einem Körper auf horizontaler Unterlage mit Reibung, an dem eine horizontale Kraft wirkt.
F = m*(g*my + a)
F = Kraft.
m = Masse
my = Reibungskoeffizient
a = Beschleunigung m/s²
g = 9,81 m/s²
Gruß:
Manni
Danke erstmal für die schnellen Antworten!
Um das Geheimnis zu lüften:
Ich bin gerade wie schon erwähnt am Basteln einer kleinen Apperatur. Ein Teilstück davon ist ein Elektromotor, der von einem gespannten Faden angedreht wird. Hierbei muss ich natürlich das „Losbrechmoment“ kennen, um den Elektromotor anzutreiben.
Also vielen Dank für eure Hilfe
chrissmat
Hallo Manni,
Und da Du am Motor 2 Lager hast, musst Du für das
Gesamt-(Mindest-)Drehmoment die beiden einzeln errechneten
Drehmomente addieren.Das Massenträgheitsmoment wäre auch zu berücksichtigen.
Da er einen Generator hat, sind da auch noch ein paar Magnetfelder …
MfG Peter(TOO)
Ich bin trotzdem der Überzeugung, dass es eine Kraft ist, die zunächst benötigt wird. Natürlich kann diese durch die Proportionalität von
E ~ r * F mit dem Radius erweitert werden.
Dazu: http://de.wikipedia.org/wiki/Losbrechkraft
Ich denke ich entscheide mich einfach für das Messen mit einem Feder kraftmesser, da man hier auch die Reibung berücksichtigt.
Ich habe zuerst diesen Anstatz gewählt:
Schwellenspannung*Schwellenstrom/Geschwindigkeit des Elektromotors = Losbrechkraft
Wobei ich diesen Ansatz verworfen habe, da bei den meisten Elektromotoren weder Schwellenstrom noch Schwellenspannung dabei steht und diese etwas komplizierter zu Messen sind, als die echte Losbrechkraft des Elektromotors.
Trotzdem Danke für eure Hilfe
Hat mich weiter zum Denken angeregt
Hallo Chrismat
Ich bin trotzdem der Überzeugung, dass es eine Kraft ist, die zunächst benötigt wird.
Das ist richtig, wenn es um eine Bewegung in der Ebene geht, wenn Du z.B. an einem Bindaden einen Karton über die Straße ziehst.
In Deinem Fall geht es aber um eine Drehbewegung. in Diesem Fall musst Du ja auch berücksichtigen, in welchem Abstand vom Mittelpunkt der Drehung die Kraft ansetzt.
Du hast in diesem Fall also ein Produkt aus Kraft mal Abstand, und das wird in der Physik ein Drehmoment genannt.
Gruß merimies