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Meine CDROM Motor & LRK Werkstatt



Inhalt:    Update: 30.07.2003

• Intro, Konzept
  
• Bremsscheibe:
  
• Drehmomentmessung:
  
• Waage:
  
• Drehzahlregler:
  
• Schubmessung kombiniert:
  
• Links & Ende der Seite
  
  
  
  Intro:
  Durch Messung des Drehmoments und der zugehörigen Drehzahl ist es Möglich eine Aussage über die Höhe der Abgabeleistung und den Arbeitspunkt des Motors zu treffen.
  Misst man dann noch den Strom und die Spannung die ein Elektromotor dabei aufnimmt, so kann man auch noch den tatsächlichen Wirkungsgrad errechnen.
  Meine Messbrücke zum vermessen verschiedener Motore bis ca 100 Watt, auch mit Getrieben z.B für die Modellfliegerei verwendet.
  Redesign 16.Dezember 2002 Update:08.2003
  
  Vieles davon war noch vom Vorgänger vorwendbar, so auch der Spindelträger auf dem früher ein Bremsmotor saß. Der Bremsmotor war jedoch etwas schwierig, da die Ankoppelung sehr sorgfältig eingestellt werden musste. Trotzdem gab es immer heftige Vibrationen. So das es einfacher war nur mit verschiedenen Luftschrauben zu messen.
  
  Bremsscheibe:
  Die Brems-Scheibe aus einer alten Festplatte abgedreht auf DM 70 mm singt ganz schön bei den hohen Drehzahlen im Leerlauf, na wenn die mal ausbricht !
  
  Der Bremsmagnet auf der asymetrischen Spindel ist ein ganz kleiner DM 15 2 polig in der Fläche magnetisiert.
  Durch eine halbe Umdrehung wird so ein weiter Bereich geregelt. Eine Anordung links oder rechts von Drehmoment-Lager hatte keine Abweichung. Der schräge achsiale Druck auf den Motor ist so vielleicht nicht so günstig.
  
  
  Drehmomentmessung:
  Der Wiegepunkt auf der Waage ist unproblematisch, selbst beim Messpunkt außerhalb des Wiegetellers zum Schub messen (daher der Bügel) gibt es keine Fehler. Da wird auf dem Bügel dann der Motor mit Prop. festgeklemmt und dieser zieht dann an der Tischkante nach unten.
  
  Geringe Resonanzen treten nur auf wenn die Scheibe nicht sorgfältig montiert wird. Leichte Schläge machen kein Problem. (Am Osziloskop im Hintergrund sieht man auch einen leichten achsialen Schlag, der ist ca 0,5 mm)
  
  Der Pendelarm der auf die Waage drückt ist 100 mm vom Drehpunkt des Messarmes entfernt und wird ebenfalls drehbar auf Schaumstoff lose gelagert. die Drehbarkeit ist erforderlich um die entstehende Reibung durch die Drehmoment Winkelveränderung abzuleiten. (Hysteresis beim be und entlasten ist typ 0,1 Gramm). Eine unkritische Lösung (einfach anheben Wagge darunter ca. hinstellen Schaumstoff) und fallen lassen.
  Der Schaumstoff zeigte sich als beste Lösung zur Vibrationsdämpfung an der Waage. Er soll sich unter leichter Belastung (Vorspannung) voll durchdrücken lassen um Messfehler durch die Winkelverschiebung des Messarmes klein zu halten.
  
  Der Drehmoment-Messarm ist 2 fach kugelgelagert. Die kpl. Lagereinheit kommt aus der Armlagerung einer alten Festplatte. ein Auswaschen der Lager erwies sich bisher als nicht notwendig (Hysteresistest). Auf der Rückseite des horizontalen Armes befindet sich ein Eisenprofil welches als Dämpfung wirkt. Es ist horizontal verschiebbar und so eingestellt das es immer mit etwas Vorspannung auf die Waage drückt. Es ist nicht die Non-plus-Ultra Lösung, besser wäre auf beiden Enden des Armes ein kleineres Gewicht um das Lager etwas zu entlasten.
  Die Widerholgenauigkeit ist jedoch auch so ganz gut.
  
  
  Waage:
  Die Waage hat eine Auflösung von 0,1 Gramm oder 1 Gramm. Ursprünglich hatte sie nur 1 Gramm, bekam jedoch einen rauscharmen und driftarmen Zusatzverstärker und ist so nun ausreichend stabil.
  
  
  Drehzahlregler:
  Die Drehzahl wird für DC Motore über Lichtschranken (rotes Rohr) abgetastet.
  Dazu befinden sich auf der Scheibenrückseite 3 schwarze Markierungen (wegen der leichteren online head Umrechnung hz x 20 = UPM)
  Bei Reglern für bürstenlose Motore ist jedoch die direkte Frequenzmessung über den Regler die bessere, stabilere Lösung. Verwendung findet hier vorwiegend der Regler Micro-SBL von J.Aichinger, welcher einen sauberen Messausgang an Pin 2 Wichtig: RLast >50Kohm(Rechteck 5V 1 Imp/U f.2pol.) für solche Zwecke hat. Darüber hinaus hat er noch einen Drehzahlregler Mode wodurch die Werte während der Messung stabil sind. Ob der Regler durch den Regelbetrieb schlechter arbeitet hab ich noch nicht wirklich festgestellt.
  Auch die Jeti Regler haben intern einen ähnlichen Anschluß (PWM frei) am Gate des (P-Kanal) FET's den man zB über 10 KOhm + Tiefpass >100 nf (wegen starker Störspitzen) ausführen kann. Leider habe ich schon mal so ein Kerlchen durch unsachgemäße Belastung des Gates (falscher R) ermordet.
  
  Wohl die größte Fehlerquelle stellt das Motoranschlußkabel zum Regler dar, da der Regler am festen Teil der Brücke sitzt. Das Kabel sollte möglichst spannungsfrei anliegen (achsial bzw in Schlaufen). Bei mir ist es dünner CUL Draht 0,4 mm. Besser wäre hier eine leichte hochflexible CU.Litze ohne Isolation.
  
  
  Schubmessung kombiniert:
  (die kombinierte Messung ist nicht realisiert)
  Derzeit wird die Schubmessung in einem getrennten Messvorgang derart durchgeführt, dass der Testmotor auf einen Bügel an der Waage an der Tischkante nach unten montiert wird. Dadurch zieht der Propeller den Wiegebalken nach unten.
  
  Var 1:
  Der Fuß der Drehmomentbrücke ist auf einem Lagerbock ähnl.wie oben der Drehmomentarm montiert. ev. nur mit größerem Abstand der beiden Lager. Nach vorne geht ein abgewinkelter Arm der dann ähnl. wie der Drehmomentarm wieder über einen Pendelarm (trotz minimalem Weg um zusätzliche Reibungen zu vermeiden) auf eine weitere Waage die vorne angeordnet ist, drückt. (Für reine Drehmomentmessung sollte der Arm fixiert werden können).
  Was mich jedoch daran stört ist eher der noch unaerodynamisch verbaute Motorträger (Fehlerquelle durch Strömungsverluste). Das sollte erst bei einem totalen Umbau der Brücke zum tragen kommen.
  Für die Schubmessung beträgt die vorläufige kpl. Totzone (Versuch) für das Schublager bei mir bei normaler statischer Belastung 0,6 Gramm, also < 1 % des zu tragenden Gewichtes. Bei Schüben > 100 Gramm also für mich selbst ohne Korrektur zu vernachlässigen. wobei durch die Schubkraft wohl noch etwas mehr Totzone draus wird. Andererseits dürfte diese durch die Vibrationen wieder reduziert werden.
  
  Var. 2
  Der vertikale Arm wird durch den Messbalken der Waage ersetzt und er misst nun die Kraft (horiz. Gewicht) direkt. Bzw. der Motor drückt direkt auf einen modifizierten Kraft-Messbalken
  -> Totzone minimalst.
  
  
  Messinstrumente:
  - 4 1/2st DVM METEX 4650CR ser.Interface, für U(I/f) (gemessen wird am Reglereingang)
  - 3 1/2st DVM Metrawatt für I (U) (Spannungsmessung über Shunt)
  - Frequenzmesser portabel HGL- FC 1200 (1 Hz über mehrere sek Messzeit)
  - Opt.Sensor geeignet f.Metex DVM bzw. Frequenzzähler
  - Digi-Briefwaage auf 0,1 Gramm umgebaut.
  - Temperaturmesser bis 70 Grad
  - Drehzahlregler!/Steller Micro-BL v.J.Aichinger, Jeti 04,06,18-3P
  - Stromversorgung 1: 0-45V 3A 2: 0-17V/-18A zus.gekühlt (3:Trafo +Gleichrichter 8/10/12/14 Volt 100 Ampere)
  - Psion 3C als Notizblock incl. Tabellenkalkulation mit PC Anbindung (an Excel)
  
  
  
  Klick für großes Bild
  
  Und das war der Vorgänger naja , aber !
  
  
  Links:
  Motorprüfstand im Eigenbau v. L.Retzbach
  RCline: Motorprüfstand - elektr.Wirbelstrombremse- Drehmomentmessung
  RCline: Wirbelstrommessung, Lastmessung an Motoren
  RCline Motorenprüfstand v.P.Rother
  Motorprüfstand v.Detleff Rosner
  RCline Luftschrauben n20/100 Werte, Drehmomentmessung und Datensalat
  Rcline: Unwucht und ....
  
  
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