Problem Motorbestimmung für eine Seilbahn

[Rabad]

Moin,

ich bin zurzeit an einem Projekt dran, wo ich ein Seilschlitten über zwei parallele Seile fortbewege. Er läuft auf vier Rollen (die logischerweise oben auf dem Seil, an den Eckpunkten des Seilschlittens laufen). Mittig "klemmen" zwei Rollen (eine pro Seite) das Seil von unten ein.
Diese beiden "unteren" Rollen will ich nun antreiben.
Ich habe bei unterschiedlichen Klemmkräften der mittleren Rolle logischerweise unterschiedliche Rollwiderstände.

Der Normalfall, mit dem ich meinen Antrieb auslegen möchte ist wie folgt:

- Beide Rollen laufen auf einer Achse!
- Die Achse möchte ich am besten mit einem Zahnriemen antreiben, da ich den Motor dann Parallel zur Achse anordnen kann und die Entfernung zur Achse noch etwas variabel ist (wenn ihr bessere Ideen habt, lasst es mich gerne wissen)
- Rollwiderstand max. 3 kg (begründet durch die Masse von etwa 20 kg die transportiert wird), Rollenradius 40 mm
→ es folgt ein Drehmoment von max. 1.2 Nm (zur Sicherheit möchte ich gerne auf mind. 2 Nm aufrunden)
- Um die gewünschte Geschwindigkeit zu erreichen, sollte sich die Achse mit etwa 100-300 U/min drehen (um die 1 m/s), regelbar natürlich
- der Lauf sollte möglichst ruhig und gleichmäßig sein

Bisherige Überlegung:
- Akku, Empfänger, Regler in den Seilschlitten integrieren (ich hatte überlegt zu Testzwecken das ganze erstmal mit einem Servotester mit 2-5 m Kabel anzusteuern)
→ Gleichstrom(getriebe)motor wird damit versorgt/angesteuert (dieser sollte natürlich, wie alle Komponenten möglichst leicht/klein sein)

Und damit sind wir auch schon bei meinem größten Problem:
Was nehme ich für einen Motor, der mir das hohe Drehmoment bei den geringen Drehzahlen liefert? Ich habe mich informiert und kenne mich da nur bedingt aus...
- Getriebemotor? → habe ich nicht wirklich einen gefunden, der liefert was ich brauche. Hier mal ein Beispiel, der möglicherweise in Frage käme.
- Gleichstrommotor ohne Getriebe mit Übersetzung durch den Zahnriemen? → eine höhere Übersetzung als 1:3 kann ich mir nicht vorstellen, da sonst die Zahnscheibe an der Achse zu groß wird.
- Brushless Motor? → da tue ich mich bei der Auslegung schwer, weil ich mich damit einfach nicht auskenne.

Vielleicht eine Kombination aus Brushless und Übersetzung durch Zahnriemen?

Ich wäre euch wirklich sehr dankbar, wenn ihr mir helfen könntet. Falls ich irgendwelche Infos vergessen habt, dürft ihr auch schimpfen, ich ergänze die dann.

 

[BAXL]

Hallo Rabad,

willkommen im Forum. Wir benötigen noch ein paar Eckdaten. Mit welcher Spannung soll das system betrieben werden. Das ist wichtig für z.B. einem brushless Motor. Die Drehzahl ergibt sich aus der KV-Angabe und der Spannung, die anliegt. Der KV-Wert multipliziert mit der Spannung ergibt z.B. die Drehzahl des Motors. Ist die Spannung hoch, muß ein Motor mit kleinerer KV-Zahl genommen werden.

Wenn das klar ist, kannst Du aus der bestehenden Übersetzung, bzw. der für Dich bautechnisch machbaren größten "Untersetzung" , den KV-Wert des benötigten Motors bestimmen. Danach müßte man sehen, welche Motoren zur Verfügung stehen.

Die erforderliche Leitung lässt sich aus der Formel P = 2*Pi * M * n errechnen. Wobei das Drehmoment M in Nm und die Drehzahl n in 1/s anzugeben ist.

Wenn ich richtig gerechnet habe müsste der Motor rund 60W haben.

 

[Rabad]

Hallo BAXL,

Danke erstmal für diese fixe Antwort.
Du hast Recht, das habe ich vergessen. Auch aus aus dem Grund, dass das noch nicht in Stein gemeißelt ist. Ich muss am Ende nur eine Kombi haben die funktioniert, ich muss eh alle Komponenten dafür neu kaufen.
Wenn ich das ganze mal mit einem 12V Akkupack durchrechne:

- sollte der kV Bereich zwischen 15 - 25 ohne Übersetzung (sowas ab ich noch gar nicht gesehen)
→ mit der 1:3 Übersetzung (16 auf 48 Zähne) sollte er dann bei 45-75 kV liegen, aber auch diesen Bereich hab ich bei noch keinem BL gesehen.

Für die Leistung habe ich dabei einen Bereich von 63 W (300 U/min) und 42 W (200 U/min) ohne Übersetzung (bei 2 Nm, kann aber auch mehr sein. Viel hilft viel)

Muss ich dann jetzt einfach weniger Spannung einbringen? Dann erreiche ich doch wahrscheinlich nicht die Nennspannung des Motors.
Oder sollte ich ein Getriebe einbauen, weil ich sonst nicht auf die nötige Übersetzung komme?
Es muss ja auch nicht unbedingt ein Brushless Motor sein, wenn sich etwas anderes mehr anbietet.

 

[BAXL]

Hallo Rabad,

einen Motor mit der benötigten Leistung zu bekommen sollte das kleinste Problem sein. Ich habe mal zu Spaß nachgesehen und als erste Kalkulationsgrundlage einen 320KV Motor genommen. Das ist so der Dreh der üblichen Motoren, die möglichst langsam laufen. Der hat sogar 350W (also Leistung satt) und genehmigt sich um die 40A. Der ist bis zu 6s LiPo zugelassen, was etwa 25,2V entspricht. Du wirst sicher nicht mit voller Regleröffnung arbeiten müssen/wollen und kannst die Drehzahl damit schön einstellen. Du musst allerdings einen Regler haben, der teillastfest ist. Für den Max.-Strom von 50A wird der regler Dich auch nicht komplett arm machen. Der wäre bei 12V für 3s (12,6V) ausgelegt. Rechnen wir mal mit 80% Regleröffnung, hätten wir als Daumenpeilung 9,6V entspricht rund 3000 1/min. Du brauchts also, egal wie, ein Untersetzungsgetriebe, was sich dann eher in der Größenordnung von 1:123 bewegt.

Motoren mit kleinerer KV-Zahl kann man aber durchaus finden. Hier ist ein 50KV motor mit 6kW .
Die ganz langsamen Motoren können u.U. in Preis- und Leistungsregionen kommen, die Dein Projekt übersteigen.
Einen 8 KV-Motor gibt es auch, der hat aber schon 45kW und ist auch preislich mit 1400Pfund eher jenseits dessen was Du brauchst und willst.
Hier hätte ich noch einen 80KV für 150 Pfund aber immer noch 6kW.

Im kostengünstigen Bereich kommst Du also um geringfügig höhere KV-Zahlen nicht herum.

 

[Rabad]

Hallo again BAXL,

wiederum vielen Dank für deine Antwort.

Zum ersten Teil:
Bei einem Motor mit dem kV Bereich brauche ich meiner Rechnung nach eine Übersetzung von etwa 1:15. Das wäre denke ich möglich, aber eventuell etwas umständlich.
Zum zweiten Teil:
Auf der Seite von Alien Power Systems bin ich tatsächlich auch schon öfters gelandet und habe mich jetzt nochmal genauer umgeschaut.
Der Motor den du mir vorgeschlagen hast, sieht ja so aus, als würde er ganz gut in das gesuchte Profil passen, nur hätte er doch definitiv zu viel Power oder (das ist natürlich nichts unbedingt was Schlechtes)? zusätzlich wiegt der 2 kg

Was hältst du denn z.B. von diesen hier: 1 (30 kV, 2.8 kW), 2 (50 kV, 1.7 kW)

Wenn ich jetzt den 2. nehme, dazu eine 1:2 Übersetzung durch einen Zahnriemen, dann sollte das klappen oder? Leistung hat er ja anscheinend genug und der Drehzahlbereich sollte auch passen.

Bevor ich jetzt die nächste Frage bezüglich des Akkus stelle, möchte ich erstmal abwarten, was du zu meinen Vorschlägen sagst

 

[BAXL]

Hallo Rabad,

ich denke, dass der 2. Motor, auch wenn er 50KV hat, Deinen Bedürfnissen wohl am nächsten kommt. Der hat ausreichend Kraft, dreht nicht allzu schnell, wiegt keine Tonne und ist preislich auch recht bequem.

 

[Rabad]

Hallo BAXL,

ich hab da direkt mal angefragt, wie das mit der Lieferzeit aussieht.
Falls es zu lange dauern sollte, hättest du noch eine alternative Idee, wenn es kein Brushless Motor wäre?
Irgendwas in Richtung Quick-and-Dirty, damit ich das Teil erstmal überhaupt bewegt kriege?

 

[Hatschi]

Hey,

ohne groß jetzt Zeit investiert zu haben in dieses Theman, wenn es auch sehr interessant ist und ich vielleicht noch nachholle, wäre vielleicht ein Anruf oder eine kleine Prüfung bei Lehner hilfreich?
Lehner ist jetzt aber auch nicht ehm Günstig...

 

[Rabad]

Hallo Hatschi,

Danke für den Hinweis, ein interessantes Unternehmen, dass ich noch nicht kannte.
Auch wenn das Geld jetzt nicht die große Rolle bei der Seilbahn, sind die Preise sind ja tatsächlich ganz schön happig. Vor allem im Vergleich zu APS.

Ich habe übrigens just eine Rückmeldung bekommen. Die Lieferzeit für das 60kV Modell ist im Rahmen. Daher würde ich dann dieses nehmen.

Um das ganze noch mal zu verifizieren:

Motor:
60kV
MAX AMP: 40A
MAX VOLT: 10S (42V)
Übersetzung 1:2 und 1:3

mit der 12 V Spannung (ist das eigentlich eine gute Wahl? oder sollte ich lieber mehr/weniger nehmen) und einer Regleröffnung von etwa 80 % also eine Drehzahl von 300 bzw. 200 U/min. oder?
(Eine doofe Frage: Ist das für den Motor ein Problem, dass die Betriebsspannung so weit unter der Maximalen liegt?)

Damit wären wir bei der weiteren Elektronik:

- Akku's (12V?)
- Teillastfester Regler
- RC (habe eine Multiplex Cockpit SX und den zugehörigen 7-Kanalempfänger RX-7 vor Ort)
→ Update akku der Multiplex ist kaputt, dann vlt eine einfache Pistolenfernbedienung oder so. Ich brauche ja nur einen Kanal erstmal.
(fürs Erste wäre auch ein Poti mit langem Kabel okay)

Habt ihr eine Idee für die jeweiligen Komponenten?

 

[Deleted member 1492]

Wie wäre es mit sowas: MZ 4 HOTT

Passt in jede Hosentasche, ist günstig und hat dennoch eine hohe Reichweite.

Der passende Empfänger dazu: GR 4 HOTT

Den Empfänger habe ich schon günstiger gesehen.
Mit diesem Empfänger liegt die Reichweite bei 500m.

Ansonsten vielleicht eine MPX Smart SX, Empfänger hast Du ja schon.
Damit sind bis zu 2000m Reichweite möglich.

 

[Rabad]

Guten Morgen in die Runde,

erstmal ein großes Dankeschön an alle die mich hier unterstützen

Die Graupner Fernbedienung sieht mir doch tauglich aus. Je schlichter, desto besser.
Würde das hier auch funktionieren, das wäre ja noch einfacher (Maytech 2.4Ghz Hand Remote control)?

Die Übersetzung bekomme ich hin, das ist kein Problem.
Dann fehlt jetzt noch der Regler → hätte da jemand Lust kurz auf der APS Website zu gucken, was da passen könnte? Muss aber natürlich nicht von APS sein.
Und der passende Akku dazu.

 

[Deleted member 1492]

Da würde ich lieber die Graupner MZ nehmen.
Diese ist nach Spezifikationen für RC-Anlagen gebaut und für größere Reichweiten ausgelegt.

 

[Rabad]

Kleines Update:
Ich war nochmal etwas recherchieren und bei Conrad. Habe jetzt eine Quick-and-Dirty-Lösung, die für den Anfang hinhalten muss:

Getriebemotor 12 V Modelcraft RB350030-0A101R 1:30,
Spannungsregler MFA Baustein (einfach mit 2m Kabel verbunden, wie früher diese deprimierenden "ferngesteuerten Autos"),
Übersetzung 1:1,25
und Panasonic 12 V 1,3 Ah LC-R121R3PG Bleiakku.

Ich habe dabei noch so meine Bedenken, aber der nette Herr Verkäufer meinte, dass das funktionieren sollte. Bei einem Gesamtpreis von noch unter 100€ ist es denke ich den Versuch wert.
Meinungen?