Motordimensionierung - Benötigte Leistung beim Anfahren

snuff · Anmeldungsdatum: 30.11.2016 Beiträge: 2

Hallo zusammen

Ich stehe vor einer Aufgabe und komme nicht weiter. Ich soll einen Elektromotor dimensionieren für eine grosse Baumaschine. Gesucht ist die benötigte Leistung.

Folgende Angaben sind gegeben:
Gewicht des Fahrzeuges m: 74'000kg
Hebellänge r (Radius Räder) : 0.75m
Maximale Geschwindigkeit: 13m/s (Diese Geschwindigkeit muss das Fahrzeug erreichen können.

Rollreibungskoeffizient ur: 0.02
Haftreibungskoeffizient uh: 0.9
Gesamtwirkungsgrad des Antribes (Motor, Getriebe..) n: 0.8
maximale Steigung: 0.2°

Der Motor soll nun so dimensioniert werden damit die Maschine läuft.

Mein Ansatz: Man rechnet alle möglichen Szenarien aus und wählt dann dasjenige aus welches die grösste Kraft benötigt. Der Motor muss dann so dimensioniert werden dass er diese Kraft erreingen kann.

1. Szenario: Rollen bei 13m/s

Die Kräfte die Wirken sind:
- Rollreibung
- Hangabtriebskraft
- Luftwiderstand kann vernachlässigt werden.

Hangabtriebskraft:

Rollreibung:

Gesamtkraft: 2534N + 14519N = 17053N

Mit dem Radius der Räder und der gewünschten Geschwindigkeit ergibt das eine Drehzahl von 167u/min

Daraus errechnet sich die Leistung:

Diese Leistung wäre ausreichend um das Fahrzeug bei 13m/s konstant in Bewegung zu halten.

2. Scenario: Anfahren

Die Zugkraft muss grösser sein als die Reibungskraft und die Hangabtriebskraft.

Reibungskraft:

Hangabtriebskraft: 2534N
Gesamtkraft: 653342N + 2534N = 655876N

Diese Kraft muss also an den Rädern wirken um die Haftreibung zu überwinden.

Wie komm ich nun damit auf die benötigte Leistung? Die Formel von oben funktioniert nicht da die Drehzahl beim Anrollen ja null ist?
Ausserdem erscheint mir die benötigte Kraft von über 650kN sehr hoch im vergleich zu den 17kN beim Rollen. Stimmt die Rechnung soweit?

Danke und mit freundlichen Grüssen
snuff

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5862 Wohnort: jwd

Scenario 1

Ich rechne

Das Fahrzeug muss auf die gegebene Geschwindigkeit beschleunigt werden d.h. die Trägheitskraft ist zu berücksichtigen, Sie ist grösser als die Rollreibungs- und die Hangabtriebskraft!

Scenario 2

Die Leistung bei Geschwindigkeit = 0 ist 0. Du musst das notwendige Drehmoment ermitteln, das der Motor bei Drehzahl = 0 aufbringen muss.

Brillant · Anmeldungsdatum: 12.02.2013 Beiträge: 1973 Wohnort: Hessen

snuff · Anmeldungsdatum: 30.11.2016 Beiträge: 2

Hallo vielen Dank für die rasche Antwort.

Also wenn ich das soweit richtig verstanden haben:

Drehmoment ist Kraft mal hebel.

also: [latex] M = F \cdot r = 655876 \cdot 0.75 = 491907Nm

Der Motor muss also dieses Drehmoment liefern können.

Aber wie nun weiter? Die Leistung ist das Drehmoment mal die Drehzahl (in 1/s). Auch hier wieder das Problem dass die Drehzahl null ist. Wo liegt mein Denkfehler?

Es ist keine konkrete Beschleunigung verlangt. Je "stärker" der Motor desto schneller erreicht er die 13m/s. Die Kraft des Motors muss einfch grösser sein als beim Kräftegleichgewicht damit überhaupt eine Beschleunigung stattfindet. Soweit glaub ich das verstanden zu haben.

Wie ich aber nun die "Grenze" berrechne bei der er überhaupt anfängt zu Rollen ist mir nicht ganz klar.

Danke für die Hilfe und mfg

VeryApe · Anmeldungsdatum: 10.02.2008 Beiträge: 3247