Schrittmotor als Last für Prüfstand

[witkatz]

60 U/Min und 70Nm ergibt etwas um die 70 Watt

P = M * 2*PI*n also ca. 440Watt, oder?

Damit könnte man vielleicht schon eine Bratwurst grillen.

[ranke]

Ich würde, falls irgendwie sinnvoll möglich, den Lastfall "Blockieren" auch mit einer mechanischen Blockierung realisieren. Z.B. ein Rad mit Bohrung im Umfang, in die ein Stift einrastet und die Drehung blockiert oder eine analoge Konstruktion. Notfalls auch eine schnelle, überdimensionierte Reibungsbremse. In der Praxis werden die angegebenen 70 Nm in der Spitze deutlich überschritten werden, das zusätzliche Moment kommt aus der Winkelbeschleunigung der drehenden Bauteile. Wie hoch diese Spitze ist, hängt stark von der Elastizität des Aufbaus ab, da wird man sich ein paar Gedanken machen müssen, wie man ein halbwegs realistisches worst-case Szenario im Prüfstand nachbildet. Abbremsen mit dem Generator wird fast sicher zu weich sein.
Die Bremse für den Normalbetrieb ist dann eher unkritisch, wie wären denn hier die mechanischen Eckdaten (Moment)?
Denkbar wäre vielleicht ein ähnlicher Getriebemotor wie der Prüfling (eine Nummer größer), mit einstellbarer Federvorspannung um die Antriebsachse pendelnd gelagert, die Ansteuerung des Bremsmotors kann dann über den Pendelauschlag gemacht werden. Damit kann man dann ein an der Feder einstellbares Moment fahren.

[robin]

mechanisch könnte man auch eine Scheibenbremse nutzen.
Konstanter Druck dann über Pneumatik/Hydraulik aufbauen (sollte auch in einer konstanten Kraft resultieren)
Durch ein Ventil könnte man auch recht schnell komplett blokieren.

Nachteile, die ich hier sehe:
- Verschleiß
- Erwärmung der Bremse könnte/wird das Drehmoment verändern

Könnte beides bei Langzeittest zu Problemen führen.


Die Hightech-Lösung wäre allerdings ein Synchronmotor (zB. BLDC) mit Raumzeigermodulation (Vektorsteuerung). Diesen könnte man dann mit Konstantem Drehmoment betreiben.
Ob es sowas aber fertig zu kaufen gibt, weiß ich nicht.

[Ostermann]

Ich habe sowas (mit etwas geringeren Leistungen) für einen Kunden umgesetzt, der in seiner Maschine die verbauten Schrittmotoren testen will. Da habe ich einen BLDC-Motor mit einem entsprechend konfigurierten Motorregler eingesetzt. Grundsätzlich kann man das auch mit einem Schrittmotor machen, wenn man mit dem Rastmoment leben kann. In beiden Fällen stellt man das gewünschte Lastmoment über den Wicklungsstrom ein. Wichtig ist, dass der Motor als Generator arbeitet, die aufgenommene Energie muss irgendwo hin. Man benötigt also meist einen Bremschopper.

Bei den Drehmoment-/Drehzahlverhältnissen ist ein Getriebe sicher sinnvoll. Zu hoch sollte die Übersetzung aber nicht werden, damit das Getriebe nicht selbsthemmend wird. Dann kann man es nämlich nicht mehr "von hinten" antreiben.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

[Hessibaby]

Das vom Thorsten beschriebene Verfahren nennt man auch Wirbelstrombremse und hat den Vorteil das keine Zerspanung wie bei rein mechanischen Lösungen stattfindet.
In großen LKW und Bussen werden diese unter der Bezeichnung Retarder eingesetzt, allerdings gibt es diese auch als hydropneumatische Version.

http://de.wikipedia.org/wiki/Wirbelstrombremse

[Ostermann]

Nein, eine Wirbelstrombremse bremst nur bei Drehzahlen >0. Ein BLDC-Motor der auf Drehmoment geregelt wird, bringt auch im Stillstand ein Moment auf.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann