LRD Motortester

  • Der Prototyp meines Motortesters ist fertig, den ich hier mal vorstellen möchte:


    Noch ist alles lose und in der Testphase. Fertig soll dann alles in eine kleine Box, so dass er leicht mitzunehmen ist.


    Die Funktionsweise:
    Der Tester misst das, was auch die Zeitnahme der Strecke misst... die Zeit!


    Der Tester wird an ein externes Netzteil angeschlossen (9-18V)
    Zur Einstellung werden bis zu 10 Drehzahlen im Menü eingegeben, die jeweils einen Marker setzen.
    Beim Start der Testprozedur wird die Spannung an den Motor freigeschaltet, der entweder direkt mit der Welle auf die Schwungscheibe gesteckt wird, oder über ein Getriebe die Schwungscheibe antreibt.
    Ab dem Erreichen der ersten Drehzahlmarke beginnt eine Zeitmessung, die die Zeit bis zum Erreichen jeder weiteren Drehzahlmarke misst.
    Nach Beendigung der Messung listet das Display jede Sektorzeit auf. Evt. gibt es auch noch einen Excel-Export, mal sehen...


    Davon verspreche ich mir, Motoren gut miteinander vergleichen zu können und auch herauszufinden, welcher Motor in welchem Drehzahlbereich am Stärksten ist...


    Des Weiteren kann ich auch einen Motor als Bremse verwenden und dann die Maximaldrehzahl unter Last messen, oder das Gerät zum passiven Einlaufen lassen verwenden...

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  • Hallo GMS,


    das sieht sehr gut aus.
    Allerdings fände ich es besser, wenn Du die Last steuern könntest.
    Wenn man einen Motor testen möchte sollte das über das Drehmoment des Motors gehen.
    Dies kann man erreichen wenn man in bestimmten Drehzahlbereichen eine Last zuführt. Bedingt durch die Stromaufnahme und die Drehzahlen müsste sich das Drehmoment sehr gut auslesen lassen.
    Hier kommt auch Deine Zeitmessung wieder zum tragen, die könnte man dann in das Ergebnis mit einfließen lassen.


    Es gibt soweit ich weiß im Netz auch freie Oszillographen, die sollten am besten für so ein Gerät geeignet sein.


    Viele Grüße
    Dieter

  • Hallo GMS


    So ein ähnliches Teil habe ich auch in der Planung bin aber noch nicht soweit einen Prototyp vorzuweisen. Daher würde ich mich freuen, wenn Du es mit unseren Ideen zu Ende führst, dann würde ich mir die ganze Arbeit sparen und du hättest deinen ersten Kunden.


    Also wir hatten zwei Motoren geplant, welche über ein Getriebe verbunden sind. Der eine Motor ist schon im richtigen Chassi und der andere Motor dient, wenn nicht gemessen wird, zum passiven Einlaufen. Ist das einlaufen abgeschlossen, dann kommt die eigentliche Leistungsmessung für den richtigen Einsatzmotor. Sprich die Verorgung wird umgeklemt und die eigentliche Messvorrichtung angeschlossen.


    Hierbei wird der zweite Motor, welcher getrieben wird, mit einer in 3-4 Stufen einstellbaren Last versehen, welche den wirklichen Lasten (wollten wir ausmessen) beim Beschleunigen von einem 160g, 180g bzw 200g schweren Autos mit dem jeweiligen Motor entsprechen.


    Für die Messung war geplant, eine in 6 Stufen einstellbare Spannungen (8, 10, 12, 16, 18, 20V) vorzugeben und über einen Messzeitraum von 1, 2 oder 3 Sekunden (Spannung an und messen) die Fläche unter der Drehzahlkurfe zu bestimmen. Die Drehzahl wollten wir über die Spannungfluktation bestimmen, welche einfach von der Anzahl der Magnete im Motor (in der Regel zwei) abhängt, messen.


    Mit dieser Methode hast du wirklich eine Kennzahl für die Leistung. Mann könnte sogar die Anfangspannung noch einstellbar machen. Es könnte auch eine Messung erfolgen, welche nach erreichen der Maximaldrehzahl automatisch abbricht, usw. Aber die Messung über 1 Sekunde entspricht rund 5 Meter Wegstrecke, über die das Ansprechverhalten, das Drehmoment und die Maximaldrehzahl am Ende die Leistung des Motors in einer realen Rennsituation (rausbeschleunigen einer Masse aus einer Kurve (vom Ende des Kurzschluss und dann Maximalspannung)) Mein Freund war sogar der Meinung, dass man die Kurzschlussbremsung bis zu einer gewissen Anfangsdrehzahl simulieren kann und dann den Saft zuschaltet, so dass der Motor nicht bei 0 Anfangen muss, was ja nur beim Start oder nach dem Einsetzen der Fall ist.


    Die festen Spannungen, Zeiten und Lasten sind wichtig, um reproduzierbare Ergebnisse zu erziehlen. Die Reibung der Lager und des Getriebes ändert sich von der einen zu anderen Vergleichmessung von zwei Motoren (unterschiedliche Chassis) kaum. Nur über die Zeit kann es hier zu einer leichten Verfälchung kommen, da ja dieser Wiederstand (Last) nicht richtig 100% konstant gehalten werden kann. Allerdings muss man hier ja auch sehen, dass ich das richtige Chassi nehmen will, wo halt die Leistungsmessung das eigentliche Getriebe und die eigentlichen Lager (sprich diese Verlustleistung) mit einbezieht. Damit bleibt eigentlich nur die Reibung zwichen dem Zahnrad und dem Motorritzel des getriebenen Motor (der simulierten Last), wenn man ganze Fahrzeuge vergleicht.


    Ich persönlich bin kein Freund von Schwungscheien und schon gar nicht, wenn sie direkt auf die Motorwelle geschraut werden, das diese Form der Messung den Motor mehr kaputt macht, als zu einen Vernüpftigen Ergebniss führt.


    Gruß


    Falk

  • Hallo!


    Die von Euch angeregten Lasten sind sicher sehr sinvoll. Ich weiss nur nicht, wie ich diese konstant halten kann. So bin ich mir bei Falks Variante z.B. nicht sicher, wie lange der Motor ein gegenläufiges Drehen unter Spannung aushält, ohne sich in seinem Widerstand zu verändern. Daher hatte ich mich letztendlich doch für die Schwungscheibe entschieden. Vielleicht ist meine Sorge da aber auch unbegründet...


    In den nächsten Wochen werde ich mal 10 Motoren durchtesten und diese dann alle in dem selben Auto verbauen und testen um zu sehen, ob die Testergebnisse auf der Strecke verifiziert werden können.


    Gruss,
    Gerd

  • Hallo Gerd


    Wenn Du einen Motor antreibs, hast Du einen Generator. Wenn Du außen eine Wiederstand ranhängst wird dies zu einer Last. Ich hatte vergessen zu erwähnen, dass natürlich auch der getriebene Motor durch die sich veränderende Reibung (Gleitlager, Kohlen usw.) die größte Unbekannt ist.


    Ich hatte mir auch schon überlegt, ob man nicht die erzeugte Leistung des eigentlichen Motors beim Einlaufen misst. Sprich die Leistung als Generator (oder halt der Wirkungsgrad) sollte doch auch gut auskunpft über die Güte eines Motors geben.


    Ich bin kein Elektronikfreak, soweit ich aber Jens verstanden habe, wird es sich um eine geregelte Last am Motor handeln, welche der gemessenen Last von Testfahrzeugen entspricht. (Wir wollten einfach mal eine kleine Aufzeichungselektroning auf den H-Träger machen und auf den Body hierbei verzichten.) Das heist Du kannst am Ende 3 oder 4 Lasten einstellen, welche über eine Schaltung geregelt werden. Dummerweise, kann man nur den Strom regelen, die Reibungsverluste als Last sind hierbei eine unbekannte Größe.


    Mein Problem ist die Zeit. Jens braucht eine Testplatte mit Motor zum Einlaufen (Fox10 oder ggf. Brushless mit Walzlager aus dem RC-Bereich (weniger Eigenwiederstand)) und messen. Dann noch 4 Chassis mit den verschiedenen Motoren (Fox10, FoxII, Carrera Schwarz, Bison), um testen zu können. Des weiteren müssten die Testfahrten für die Lastbestimmung gemacht werden. Hierbei ist, so glaube ich, die Stromaufnahme der Motoren die wichtige Größe.


    Wenn man dass hat, ist der Rest eine Frage der Sensoren, Elektronik, AD-Wandlung und des Programms für einen kleinen Controler, der den Spass (die Leistung in J/s bzw. MiniWatt) berechnet. Die Konstantspannungsquelle muss auch mindestens 3A liefern usw.


    Vieleicht können wir uns hier reinteilen. Man muss natürlich erstmal das Grundprinzip auf Machbarkeit überprüfen. Die Energien und Leistungen der Motoren sind so klein, dass die Reibung eines Kugellagers ggf. schon für eine genaue Messung zu groß ist. Die Frage ist halt, ob das was man misst, sich dann wirklich auf der Bahn wiederspiegelt.


    Grundsätzlich gefällt mir die Idee, das einlaufen und die Leistungsmessung mit dem Selben Aufbau zu machen. Des weiteren bin ich dafür, das gesamte Chassi (ohne Räder, Leitkeihl, H-Träger und Vorderbau) fürs Einlaufen und Messen zu verwenden. Da man den Motor dann dort misst, wo er auch zum Einsatz kommt.


    Das Problem ist die Entwicklung der Elektronik hier hätte ich jemanden bei der Hand, der gute Jens müsste halt mit den Material (pyhysischer Aufbau (zwei Motoren ein Getriebe)) und den Lastmessung versorgt werden, dann könnte er loslegen.


    Gruß


    Falk

  • Hi Falk!


    Das ist auf jeden Fall auch ein interessanter Ansatz bei Euch. Verfolgt den doch mal und haltet uns auf dem Laufenden!


    Für mich ist die Schwungscheibe bisher noch 1ste Wahl es sei denn, die Messungen stellen sich als nicht aussagekräftig heraus. Aber im Grunde simuliert diese Scheibe sehr gute die Beschleunigung der trägen Masse eines Autos. Daher denke ich sind auch die Gegenlasten nicht unbedingt notwendig.


    Im Grunde bin ich da, wie in anderen Bereichen auch, etwas pragmatischer. Anstatt eine Fülle von Daten zu bekommen, die ich auch erst mal wieder verstehen und einschätzen können muss, reicht mir, SOWEIT BISHER DIE THEORIE, die Angabe der Zeit die ein Motor benötigt, um eine fixe Masse auf auf eine festgelegte Geschwindigkeit zu beschleunigen. Wenn diese Ergebnisse auf der Strecke tatsächlich bestätigt werden können, reicht mir das eigentlich schon aus.


    Aber wie gesagt, das muss sich jetzt erst noch rausstellen ;)


    Gruss,
    Gerd

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  • Hi Gerd


    Einfach und Prakmatisch will ich es auch. Unser Teil soll einfach nur die Leistung anzeigen. Eine Kennzahl für jeden Motor, um gut vergleichen zu können. Dabei soll aber ein Drehmoment starker der nicht so hoch dreht und ein nicht so starker der aber besser dreht ungefähr die gleiche Kennzahl liefern.


    Mir geht es primär um eine Zusammenarbeit, da ich kein interesse an der Vermarktung habe. Mir reicht ein so'n Teil für mich. Die Schwungscheibe kannste schlecht außtauschen und die optische Drehzahlmessung brauchste dann auch. Allerdings hat eine Schwungscheibe mit vielen Schlitzen eine riesen Vorteil bezüglich der Auflösung. Unsere Motörchen bewegen sich so zw. 0 und 500 Umdrehungen pro Sekunde. Bei zwei Magneten kommste da auf rund 500 Messpunkte in einer Sekunde. Wenn ich in eine Schwungscheibe 10 Löscher mache sind es rund 2500 Messpunkte pro Sekunde. Allerdings musste halt dieses Präzesionsteil anfertigen lassen, was auch nicht billig ist. Die Induktionsspitzen eines Motors zu zählen ist etwas Elektronik bzw. Software.


    Natürlich ist die Zeit, welche von Drehzahl A bis Drehzahl B vergeht, direkt proportional zur Leistung des Motors in diesem Bereich. Was Du vor hast ist das gleiche was wir machen, wir wollen einfach die Leistung eines Motors wie auf einem Rollenprüfstand bestimmen. Nur kennst Du deine Last nicht wirklich (Trägheitsmasse), was eine Umrechnung der Zeit in Leistung schwer macht. Frank Beierlein hat diese Umrechnung für eine genormte Schwungscheibe mal in einem Motortester abgebildet.


    Wenn wir die Last kennen (mal von der Reibung abgesehen) können wir direkt die Leistung bei jeder Drehzahl ausrechnen. Dass heist rein theoretisch können wir die maximale Leistung und das maximale Drehmoment bei der jeweiligen dazugehörigen Drehzal angeben. Man könnte auch beide Kurven für den Motor ausgeben.


    Die Frage ist, ob eine elektronisch geregelte gleichbleibende Last, gute Ergebnisse liefert. Dies müsste halt getestet werden.


    Was ich ich vermeiden will, ist, dass wir beide den gleichen Aufwand in ungefähr das gleiche Messgerät stecken. Die Frage ist, wie wir ggf. den Aufwand verteilen können, um mal etwas wirklich Gescheites in diesem Umfeld entwickeln zu können.


    Ich werde mal versuchen den Testaufbau mit der geregelten Last und die Drehzahlbestimmung über den Generator zu realisieren. Mal sehen, ob dieses Verfahren an die Schwungscheibe rann kommt.


    Wenn Du schon mit dieser Vereinfachten Methode, dass erreichst, was wir alle wollen, dann haste hiermit schon mal eine Bestellung von mir, und ich lass meine Ideen einfach in der Schublade liegen.


    Gruß


    Falk

  • Hi Falk!


    Zunächst mal, ob dieser Tester, wenn er denn gute Ergebnisse liefert, jemals über den "Kleinstserienstatus" hinausgeht, weiss ich noch gar nicht. So oder so berücksichtige ich Dich gerne ;)



    Als ich mir den Aufbau überlegt habe, wurde zugrunde gelegt dass
    - Die zu bewegende Masse nicht zwingend exakt der eines zu beschleunigenden Slotcars entsprechen muss, um 2 oder mehrere Motoren miteinander zu vergleichen.
    - Es für mich wichtig war, zu wissen, in welchem Drehzahlbereich der getestete Motor stark ist. Das gibt mir direkt Hinweise auf die zu wählende Übersetzung.


    Wenn man wie von Dir angesprochen, anhand der Last Drehzahl UND Drehmoment in 2 Kurven ausgibt, hat man natürlich den Königsweg.
    Ich wollte allerdings auch wegen des kleinen Diplays einfache numerische Werte, die direkt im jeweiligen Drehzahlbereich miteinander verglichen werden können.


    Aber um mal auf Zusammenarbeit zu kommen: Die Platine ist gefertigt worden und es müssen noch letzte Programmierungen vorgenommen werden (mach ich nicht selbst).
    Ein Teil umzuprogrammieren so dass es anstatt der Lichtschranke einen anderen Geber für die Drehzahlmessung akzeptiert, kann nicht so ein Problem sein.
    Von daher sollten wir das mal imAuge behalten. Da aber der jetzige Aufbau so gut wie fertig ist, wollen wir erst mal sehen, was diese Konstruktion für Werte liefert.


    Ich halte Dich auf dem Laufenden!!


    Gruss,
    Gerd

  • So, das Gerät ist fertig und hat schon einige Messungen durchlaufen. Ich habe einmal alle meine schwarzen Carrera (11 Stück) und für eine Clubserie 25 Fox 1 gemessen.
    Die Unterschiede waren zum Teil recht auffällig und gut heraus zu filtern.


    Die Messungen der Carrera habe ich auf der Strecke verifizieren können. Am schnellsten waren die Motoren, die auch auf dem Tester die kürzeste Zeit zum beschleunigen der Masse brauchten.


    Ich lasse jetzt noch eine grössere Schwungscheibe machen und packe das Ganze dann mal in ein schönes Gehäuse.


    Gruss,
    Gerd

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