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Das 1 × 1 der Antriebsauslegung

Ein Wegweiser zur Antriebstechnik und Komponentenauswahl

Friedrich Wilhelm Garbrecht

Diese Publikation zitieren

Friedrich Wilhelm Garbrecht, Das 1 × 1 der Antriebsauslegung (2019), VDE Verlag, Berlin, ISBN: 9783800748501

Getrackt seit 05/2018

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Beschreibung / Abstract

Um eine ideale Antriebslösung zu finden, ist eine eingehende Analyse der durch die Anwendung gegebenen Anforderungen nötig. Anschließend ist aus der Reihe der verfügbaren Motorarten derjenige Typ auszuwählen, dessen Eigenschaften mit den Anforderungen der Anwendung die größte Überdeckung ergibt.

Im Zuge der Analyse der durch die Anwendung gestellten Anforderungen sind verschiedene Fragen zu klären, z. B. nach der Form der Bewegung, welche Dynamik wird beim Beschleunigen und Abbremsen verlangt, sind die einzelnen Bewegungsabschnitte mit hoher Präzision auszuführen, sind Positioniervorgänge erforderlich, sind koordinierte Bewegungen mit anderen Antrieben vorgesehen. Wenn diese Fragen geklärt sind, ist anhand der Vorgaben durch die Anwendung für die ausgewählte Motorart die notwendige Baugröße mit dem erforderlichen Drehmoment und der notwendigen Antriebsleistung zu bestimmen. Neben der direkten Motorauswahl ist noch zu klären, ob für den projektierten Betriebsablauf noch Frequenzumrichter und Regelungen erforderlich sind und welche Eigenschaften diese haben müssen.

Wesentliches Werkzeug für die Analyse der Anwendungen sind die Grundlagen der Kinematik und Kinetik. Ihre Anwendung wird an zahlreichen praktischen Beispielen gezeigt. Sehr hilfreich für den Praktiker ist die Zusammenstellung der wichtigsten Formeln und Tabellen mit häufig notwendigen Konstanten für die Antriebsauslegung im Anhang; ferner sind dort noch herstellerbezogene Motorlisten für einige Motorarten angefügt.

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

  • Das 1 x 1 der Antriebsauslegung
  • Ihre Meinung zählt!
  • Impressum
  • Vorwort
  • Inhalt
  • 1 Einleitung
  • 2 Projektieren von Antrieben
  • 2.1 Auswahl des passenden Antriebs für die Anwendung
  • 2.2 Bestimmung der optimalen Baugröße des gewählten Motortyps
  • 2.3 Motorschutz
  • 3 Antriebselektronik
  • 3.1 Endstufe
  • 3.2 Modulationsverfahren
  • 3.3 Verluste in der Leistungselektronik
  • 4 Regelung elektrischer Maschinen
  • 4.1 Regelung des Gleichstromotors
  • 4.2 Feldorientierte Regelung der Asynchronmaschine
  • 4.3 Polradorientierte Regelung der Synchronmaschine
  • 5 Sensoren für die Antriebstechnik
  • 5.1 Drehzahlmessung
  • 5.2 Positionsmessungen
  • 5.3 Vergleich von Positionsgebern
  • 6 Motoren
  • 6.1 Asynchronmotor
  • 6.2 Synchronmotoren
  • 6.3 Torquemotoren
  • 6.4 Linearmotoren
  • 7 Getriebe
  • 7.1 Kraftschlüssige Getriebe
  • 7.2 Formschlüssige Getriebe
  • 7.3 Auswahlkriterien von Getriebemotoren
  • 8 Kriterien für die Zusammenschaltung von Antriebsregler, Motor, Geber und Getriebe
  • 8.1 Geregelte Mehrachsantriebe
  • 9 Grundlagen der Kinematik
  • 9.1 v,t-Diagramme
  • 9.2 s,v-Diagramm
  • 9.3 Wahl der Beschleunigung und Verzögerung
  • 10 Grundlagen der Kinetik
  • 10.1 Ableitung des reduzierten Massenträgheitsmoments
  • 10.2 Antriebsmoment und Antriebsleistung
  • 10.3 Effektive Drehmomente von Motoren
  • 11 Definition von Massenträgheitsmomenten
  • 11.1 Massenträgheitsmoment einer Einzelmasse
  • 11.2 Massenträgheitsmoment eines dünnwandigen Hohlzylinders
  • 11.3 Massenträgheitsmoment eines Zylinders mit Vollkreisquerschnitt
  • 11.4 Massenträgheitsmoment eines dickwandigen Hohlzylinders
  • 11.5 Massenträgheitsmomente von dünnen, langen Stäben
  • 11.6 Massenträgheitsmoment einer Rechteckscheibe mit dem Drehpunkt im Schwerpunkt
  • 11.7 Massenträgheitsmoment einer massiven Kugel mit der Drehachse durch den Schwerpunkt
  • 11.8 Massenträgheitsmoment einer dünnwandigen Kugelschale mit der Drehachse durch den Schwerpunkt
  • 11.9 Steiner’scher Satz
  • 12 Berechnungsbeispiele für Massenträgheitsmomente von technisch häufig verwendeten Rotationskörpern
  • 12.1 Laufrad aus Vollmaterial
  • 12.2 Laufrad mit minimalem Gewicht
  • 13 Reibung
  • 13.1 Coulomb’sche oder trockene Reibung
  • 13.2 Rollreibung
  • 13.3 Reibung in Gewindespindeln
  • 14 Auslegung der Antriebe
  • 14.1 Fahrantrieb
  • 14.2 Spindelantrieb
  • 14.3 Drehtischantrieb
  • 14.4 Kurbeltrieb
  • 14.5 Wickelantrieb
  • 14.6 Antriebe in der Verfahrenstechnik und Umwelttechnik
  • 15 Wahl von Motor, Zwischenkreiskondensator und Bremswiderstand
  • 15.1 Rechenschema zur manuellen Berechnung von Antrieben
  • 15.2 Demoprogramm zur Motorauswahl
  • 15.3 Auslegung einer Kondensatorbatterie
  • 15.4 Auslegung eines Bremswiderstands
  • Anhang
  • 1 Gleichungen
  • 2 v,t-Diagramme
  • 3 Wirkungsgrade, Reibwerte und Dichte
  • 4 Motorlisten
  • Literatur
  • Stichwortverzeichnis
  • Über den Autor

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