Fettes Problem: Suche Motortreiber/-IC/-Platine, >400A, 12V, PWM>5kHz

[witkatz]

Ich habe den Lastfall ein bißchen in Cymex durchgespielt. Die 800N Gewicht, bzw. ca. 5kN bei 5g Beschleunigung von ca. 80kg Masse (also 6g incl. Erdbeschleunigung) sind die eine Sache. Das Ausschlaggebende bei der Auslegung scheint aber die Trommel zu sein, auf die das Seil aufgewickelt wird. Ich habe mal Spaßeshalber einen Hohlkörper mit 250mm Durchmesser, 250mm Länge, 1mm Stahl Wanddicke mit zwei runden Platten und 500 x 16 Welle berechnet.
Ergebnis: ca. 300kgcm^2 Massenträgheitsmoment. Deine Last kommt nach 4m Fall auf 9m/s und die Trommel auf ca. 700UPM. Um Last mit 5g abzubremsen, muss die Trommel in 200ms zum Stehen kommen. Für diese Dynamik spukt Cymex nur Synchronservos ab ca. 6kW und 80Nm Spitzenmoment raus, also nicht gerade kleine.
Ob so eine Trommel diese Last überhaupt tragen kann, weisst ich nicht. Ich würde bei der Antriebsauslegung auf jeden Fall bei der Dimensionierung der Trommel oder Seilscheibe anfangen.

Gruß
witkatz

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Das ist jetzt natürlich die reine Dynamikbetrachtung unter der Annahme, dass die Last durch Gegengewicht wie bei einem Aufzug kompensiert ist Naja, für den Fall, dass die Last doch nicht kompensiert ist landet man mit bei >500Nm Servos und das sind schon dicke Trümmer.

[Mxt]

Ergebnis: ca. 300kgcm^2 Massenträgheitsmoment.
...
Für diese Dynamik spukt Cymex nur Synchronservos ab ca. 6kW und 80Nm Spitzenmoment raus, also nicht gerade kleine.

Vom Trägheitsmoment und dem Drehmoment her deckt sich das ganz gut mit dem Datenblatt meiner japanischen Servos. Typen mit 7 kW oder 9 kW liegen beim erlaubten Trägheitsmoment der Last in diesem Bereich.

[witkatz]

Typen mit 7 kW oder 9 kW liegen beim erlaubten Trägheitsmoment der Last in diesem Bereich.

Das reicht wie gesagt nur um eine kleine Trommel abzubremsen.
Um eine nach unten fallende Last von 80kg Masse mit 50m/s^2 zu verzögern braucht man eine Kraft von ca. 5kN. Bei knapp 10m/s nach 4m freien Fall braucht man eine Spitzenleistung von knapp 50kW, also ein Servoantrieb der höheren Leistungsklasse. Mit 12V und auch mit 50V DC Motörchen ist da nicht viel zu reißen.

[Mxt]

Das reicht wie gesagt nur um eine kleine Trommel abzubremsen.

Das habe ich schon verstanden. Ein "Motörchen" ist aber auch der 9 kW Servo nicht, der wiegt schon 36 kg.

[witkatz]

Ein "Motörchen" ist aber auch der 9 kW Servo nicht, der wiegt schon 36 kg.

Ja nee ...
"Motörchen" bezog sich auf Oberallgeiers 12V Motoren.
Klar sind 9kW Servos wuchtig, aber immer noch Leichtgewicht im Vergleich zum 50kW Servo (und dem dazugehörigen Umrichter).
Deswegen wäre mein Vorschlag, elektrisch nur auf und abzuwickeln und das 5g Bremsen durch eine mechanische Bremse zu kompensieren. Vielleicht mit einer zweiten mechanisch gebremsten Seilscheibe um die das Seil ein mal umgewickelt wird. Dazwischen kann man einen Tänzer anbringen der die Bremse betätigt und so die Kraftregelung mechanisch realisieren, oder die Kraft messen und Bremse elektronisch von einem Kraftregler betätigen, wie auch immer... Dann würde der Servo nur die Bewegungsprofile für verschiedene Beschleunigungen abfahren und die Bremse übernimt die Schwerstarbeit.

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Ich gebe noch zu bedenken, dass die 80kg mehr als 3kJ kinetischer (Zerstörungs-)Energie haben wenn sie unten ankommen, falls die Bremse versagt... Das ist etwa so viel wie die größte Magnumkugel. (Mit Magnum meine ich nicht Speiseeis )

[oberallgeier]

... "Motörchen" bezog sich auf Oberallgeiers 12V Motoren ...

Ich seh schon, diese Projektidee ist einigermassen Kappes. Da werde ich wohl besser die Hände (Lötkolben, Schraubendreher etc) davon lassen.

... Ich gebe noch zu bedenken, dass die 80kg mehr als 3kJ ... etwa so viel wie die größte Magnumkugel ... nicht Speiseeis ...

Zum Glück stand ich ner Weatherby .460 Mgn nie im Weg - die sieht für mich schon in der Hand ziemlich kräftig aus (rund 10 kJ E₀ - je nach Laborierung). Fast so grauslich wie der Schulterrüffel wenn die mal losgelassen wurde.

Übrigens: die 80-kg-Fallgewicht-Maschine läuft schon seit einiger Zeit. Ohne ungewollten Bodenkontakt des Gewichts. Noch´n Grund, die Finger von ner Veränderung zu lassen.

Fazit:
Danke für die vielen, deutlichen Ratschläge. Man soll eben jede Entwicklung möglichst früh stoppen - je dämlicher, desto früher.

[Peter(TOO)]

Hallo Geier,

Fazit:[/B]
Danke für die vielen, deutlichen Ratschläge. Man soll eben jede Entwicklung möglichst früh stoppen - je dämlicher, desto früher.

Wichtig ist immer zuerst einmal die Eckdaten abzuschätzen, hier Kräfte, Beschleunigung, Energie.
Die 400A waren eigentlich das kleinste Problem

MfG Peter(TOO)