Motorprüfstand

Ich habe das große Glück im Rahmen einer Semesterarbeit mehrere LRK´s bauen und Testen zu können. Das ganze findet begleitend zu der Vorlesung "Aktoren" bei Herrn Prof. Dr. G. Schultes statt. Dem ich auf diesem Wege recht herzlich für die Unterstützung danken möchte. Danken möchte ich auch der Werkstatt der HTW des Saarlandes, die mir die schönen Drehteile für meine ersten LRK sowie dem Mikro gefertigt haben. In einem älteren Projekt wurde von anderen Studenten schon ein Motorprüfstand aufgebaut der für die Messung von LRK´s wie geschaffen ist. Nach ein paar kleinen Umbauarbeiten war der Prüfstand dann fertig zum Messen. Im folgenden werde ich den Prüfstand inklusive seiner Kennwerte vorstellen.

Das Herzstück :

Das Herzstück Des Prüfstandes ist der Drehmomentsensor DRFL-I-n der Firma ETH Messtechnik GmbH, der gleichzeitig Drehmoment und Drehzahl misst. Dieser Sensor ist leider nicht die Preisklasse die wir als Modellbauer normalerweise gerne hätten. Er liegt bei ca. 4000 DM. Dieser Sensor gibt mir das Drehmoment als Spannung zwischen 0 V und 10 V (entsprechend 0 Nm bis 2 Nm (Linear)) aus. Die Drehzahl wird als Frequenz ausgegeben. Dies geschieht leider nicht in UPM sonder in 1/360 1/s, also ein Impuls pro 1° Drehung. Dies hat den Nachteil das ich am Multimeter nicht gleich die Drehzahl ablesen kann. Auf der Linke Seite unschwer zu erkennen : Der LRK. Rechts die Bremse. Es handelt sich hier um ein Hysteresebremse der Firma MOBAC GmbH. Ich kann an diese Bremse ein Spannung zwischen 0 V und 20 V anlegen um eine Bremsleistung von 0 W bis 600 W auf die Welle zu bringen. Dies geht leider nicht Linear, so das man um die genaue Bremsleistung zu wissen, ein Diagramm benutzen muss. Dies ist bei diesem Aufbau allerdings nicht nötig, da das abgegebene Drehmoment des Motors über den Sensor gemessen wird.

Der komplette Aufbau :

Wie im Bild zu sehen messe ich meine Daten mit 4 Multimetern. Der Strom wird im Moment noch über einen Shunt (also der Spannungsabfall über den selben) gemessen. Dieser macht leider bei ca. 30 A schlapp (besser gesagt Warm (sehr Warm)). Ab sofort werde ich eine Strommesszange benutzen. Die Spannungsmessung erklärt sich wohl von alleine. Das Drehmoment wird wie oben beschrieben in Volt gemessen. Und zu guter letzt die Frequenz zu der wohl auch nichts weiter zu sagen ist.
Wie man schon sieht ist es nicht gerade einfach die 4 Werte nacheinander und möglichst schnell aufs Papier zu kriegen. Bei anfänglichen Versuchen, ablesen, schreiben ablesen, ... habe ich leider feststellen müssen das die Drehzahl sich schon sehr verändert hat wenn ich beim Strom angekommen bin (oder andersrum). Das war also nicht des Rätsels Lösung. Da gerade eine Digitalkamera (danke an meinen Bruder David) zur Hand war hab ich die Werte einfach geknipst. Vorteil dieser Methode :

- Alle Werte gehören Zeitlich zueinander.
- sehr kurze Messzeiten (Akkus werden nicht so gequält)


Noch mal kurz was zur Berechnung der gesamten Werte aus den gemessenen.
Die aufgenommene Leistung berechnet sich natürlich nach :

aufg. Leistung = (Strom * Spannung) in W

Die abgegeben Leistung ist nun nicht mehr ganz so einfach sie ergibt sich aus :

abg. Leistung = ((UPM * Drehmoment)/9552) in KW

Zuletzt noch die Formel für den Wirkungsgrad :

Wirkungsgrad = (abg. Leistung / aufg. Leistung)*100 in %