uitleg torque rpm curve

Moderator: physicalattraction

Reageer
Berichten: 19

uitleg torque rpm curve

Beste Forumleden,

Online zijn veel voorbeelden te geven van torque rpm curve, hieronder heb ik er een toegevoegd. Deze curve hoort bij een DC motor.
koppel rpm.PNG
Wat ik bij deze curve niet begrijp is het volgende:

1. Hoe het kan dat het maximale/continue vermogen gelijk is aan 0 Watt bij 0 RPM?
2. Waarom is de continuous torque ongeveer constant tot 3kRPM?
3. Waarom is de continuous power een lineaire lijn?

Mijn gedachtegang is als volgt: wanneer de motor geen vermogen ontvangt kan hij ook niet versnellen. Snelheid is namelijk energie. Toch kan de motor bij 0 RPM een torque van 780 Nm leveren terwijl hij maximaal 0 Watt levert. Hoe kan dit?

Mijn gedachten komen niet overeen met de grafiek. Uit online bronnen kan ik niet uitmaken waar ik de fout inga. Zou iemand mij hier verheldering op willen geven? Mocht iets niet duidelijk zijn hoor ik dit ook graag!

Alvast bedankt voor de tijd en de moeite! :D

Auke20

Berichten: 1.349

Re: uitleg torque rpm curve

Auke20 schreef: vr 04 sep 2020, 12:16 Wat ik bij deze curve niet begrijp is het volgende:

1. Hoe het kan dat het maximale/continue vermogen gelijk is aan 0 Watt bij 0 RPM?
2. Waarom is de continuous torque ongeveer constant tot 3kRPM?
3. Waarom is de continuous power een lineaire lijn?

Mijn gedachtegang is als volgt: wanneer de motor geen vermogen ontvangt kan hij ook niet versnellen. Snelheid is namelijk energie. Toch kan de motor bij 0 RPM een torque van 780 Nm leveren terwijl hij maximaal 0 Watt levert. Hoe kan dit?

Mijn gedachten komen niet overeen met de grafiek. Uit online bronnen kan ik niet uitmaken waar ik de fout inga. Zou iemand mij hier verheldering op willen geven? Mocht iets niet duidelijk zijn hoor ik dit ook graag!
1)
vermogen is kracht x snelheid en toegapast op rotatie levert dat vermogen is koppel x toerental. dus bij toerental=0 heb je 0 vermogen. (dat geldt ook voor bv een vliegtuig wat met vol draaiende motoren vanaf stilstand de remmen loslaat) hoewel de motoren dan heel veel vermogen leveren aan het versnellen van een straal lucht leveren ze 0 vermogen aan het vliegtuig immers kracht x snelheid= kracht x 0=0

2) het continue koppel is het maximum koppel wat je continue af mag nemen zonder dat de motor te heet wordt. Koppel en stroom in de wikkelingen is min of meer evenredig met elkaar en vanwege warmteontwikeling is er een bovengrens aan de stroom die je mag trekken. (blijkbaar geen ventilator op de motor die harder kan koelen bij meer toeren) korststondig mage je veel koppel trekken want het duurt even voor de zaak opwarmt, maar langdurig moet je onder het maximum blijven en dat is bij deze motor ongeveer 250 zo te zien.

3) [power= koppel x toerental. als koppel (vrijwel) constant is (max continue koppel grafiek) dan is power= constante x toerental, dus rechte lijn.

Gebruikersavatar
Berichten: 2.746

Re: uitleg torque rpm curve

In tegenstelling tot maximaal koppel (intermediate toepassingen),waarbij de maximaal toelaatbare temperatuur niet bereikt wordt is max continue koppel wel thermisch gelimiteerd. de motor kan dan altijd de ontwikkelde warmte afvoeren zodat schade aan de motorisolatie en de aandrijfelektronica wordt voorkomen. overigens verloopt dat hier aardig niet lineair
koppel.png
koppel.png (44.74 KiB) 4220 keer bekeken

Berichten: 19

Re: uitleg torque rpm curve

@HansH: Bedankt voor de heldere uitleg! Er is toch iets nog niet helemaal duidelijk voor mij. Is het continue vermogen het vermogen dat nodig is om de snelheid te behouden? Of zie ik dit verkeerd? Zou je wat uitleg kunnen geven over wat dit vermogen nu precies is.

Als ik de formule P = T * RPM invul op bv het punt bij 1kRPM kom ik niet uit. Hier lees ik af dat het peak koppel ongeveer 780NM is, en dit geeft: P = 780 * 1000 = 780 000 Watt. Terwijl als ik kijk in de grafiek kom ik uit op ongeveer 550 Watt.

@Ukster: Ook bedankt voor de uitleg! Wat precies bedoel je met thermisch gelimiteerd? Gaat dit over een koelsysteem of word de stroom begrenst?

Berichten: 1.349

Re: uitleg torque rpm curve

De motor kun je op verschillende snelheden laten draaien waarbij het maximale koppel wat je mag leveren met de as steeds 1.8Nm is continue. 1 Newton is de kracht die overeen komt met 1kg/9.81=101gram. dus met die motor kun je als je een arm aan de as zou maken met die arm op 1 meter afstand 1.84 Newton leveren dus dat is ca 188g. het continue vermogen is kracht x snelheid (N x m/s) en op 1 meter afstand heb je bij 1kRPM =1000omw/min= 16.66omw/s een afstand van 2*pi*1m*16.66=`104.7 meter afgelegd, Dus dat is een vermogen van 104.7m x 1.84N in 1 s =192watt continue. met peakkoppel 5.51N kom je dan op 5.51*104.7m=577 watt.

het continue vermogen heeft dus niets te mken met het op snelheid houden, maar gewoon met het maximale koppel wat je van de as mag afnemen samen met het toerental wat je gebruikt.

Berichten: 1.349

Re: uitleg torque rpm curve

ps ik weet niet hoe ver je in de details zit mbt het begrip ''koppel'' maar een koppen van 1Nm betekent dat je met een arm van 1 meter (bv een wiel op de as en op een straal van meter een gewicht optillen) 1 newton kunt leveren=101 gram. maar ook op 10cm kun je 1010gram optillen en op 1 cm wel 10100gram.

Berichten: 19

Re: uitleg torque rpm curve

Ik moest even je uitleg laten bezinken maar snap nu wel wat je bedoelt. Nogmaals bedankt!

Berichten: 1.349

Re: uitleg torque rpm curve

Schroom niet als je nog vragen hebt. Doel is immers niet om te kijken welke minimale uitleg je nodig hebt om het te begrijpen.

Berichten: 19

Re: uitleg torque rpm curve

Beste HansH er schiet mij toch nog wat te binnen.

Als ik de motor op bv 1,8 Nm instel. En ik verander de vorm van de load die ik eraan hang. Dus bv een wiel, driehoek, cilinder of rechte arm. En in al deze gevallen is de hoeksnelheid hetzelfde. Maakt dit een verschil op het vermogen dat verbruikt wordt?

Ik zie dat je in jouw voorbeeld een arm van 1 meter geeft. En vervolgens het verbruikte vermogen alleen berekend aan het uiteinde van de arm. Terwijl er meerdere cirkels mogelijk zijn, namelijk alle cirkels tussen 0 en 1 meter. Waarom berekenen we dan niet het vermogen dat op elk van deze afstanden zit? Ik hoop dat wat ik bedoel in te beelden is.

Berichten: 1.349

Re: uitleg torque rpm curve

Auke20 schreef: ma 07 sep 2020, 10:14 Beste HansH er schiet mij toch nog wat te binnen.

Als ik de motor op bv 1,8 Nm instel. En ik verander de vorm van de load die ik eraan hang. Dus bv een wiel, driehoek, cilinder of rechte arm. En in al deze gevallen is de hoeksnelheid hetzelfde. Maakt dit een verschil op het vermogen dat verbruikt wordt?

Ik zie dat je in jouw voorbeeld een arm van 1 meter geeft. En vervolgens het verbruikte vermogen alleen berekend aan het uiteinde van de arm. Terwijl er meerdere cirkels mogelijk zijn, namelijk alle cirkels tussen 0 en 1 meter. Waarom berekenen we dan niet het vermogen dat op elk van deze afstanden zit? Ik hoop dat wat ik bedoel in te beelden is.
Vermogen kun je op 2 manieren defineren, nl
1 vermogen is kracht x snelheid, bv 1 newton x 1m/s levert 1 watt
2) vermogen is hoeksnelheid x koppel waarbij hoeksnelheid 2*pi*toerental. bv 1 omwenteling per seconde , 1 Newtonmeter=> vermogen = 2 * pi* 1= 6.28 watt

dat 2 hetzelfde is als 1 kun je simpel zien door kracht en afgelegde weg te berekenen langs de cirkelbaan:
1 omwenteling per seconde met een straal van 1 meter geeft snelheid is 2*pi meter per seconde. een koppel van 1 newtonmeter betekent 1 newton op een straal van 1 meter dus vermogen is dan kracht x snelheid= 1 newton x 2*pi* meter/s=6.28 watt.
als je nu hetzelfde vermogen afneemt maar dan met een straal van 10cm dan krijg je
1 newtonmeter geeft 10 newton op 0.1 meter:
v= 2*pi*r *1 omw/s= 2pi*0.1*1=0.2pi m/s
dus vermogen=10Newton*0.2pi m/s=6.28 watt, dus zelfde vermogen.

Dus koppel x toerental bepaalt eenduidig het vermogen, alleen heb je met datzelfde koppel op een grotere straal veel minder kracht
Vergelijk het maar met een fiets. de Kracht die het wiel (grote r) op de weg overbrengt is vele malen kleiner dan de kracht die op de ketting staat (kleine r van het achtertandwiel), terwijl het vermogen wat de ketting levert is vrijwel gelijk aan het vermogen wat het wiel aan de weg levert.

Berichten: 19

Re: uitleg torque rpm curve

Beste HansH jouw uitleg is goed te volgen! Moest het wel weer even laten bezinken.

Ik heb wel nog een vervolgvraag als je dat niet erg vind. Dan weet ik ook meteen of ik het echt begrijp :D

Als er twee motoren een koppel leveren op dezelfde as maar in tegengestelde richting. Waarbij de motoren hetzelfde koppel leveren. Dan komt de as niet tot draaien, wanneer deze geen beginsnelheid had. Hieruit volgt dat er geen arbeid verricht wordt. Kan ik hieruit concluderen dat de enige energie overdracht die plaatsvind in deze situatie die is van het elektrisch verlies. Dus van elektrische energie naar thermische energie?

Berichten: 1.349

Re: uitleg torque rpm curve

Auke20 schreef: wo 09 sep 2020, 13:48 Beste HansH jouw uitleg is goed te volgen! Moest het wel weer even laten bezinken.

Ik heb wel nog een vervolgvraag als je dat niet erg vind. Dan weet ik ook meteen of ik het echt begrijp :D

Als er twee motoren een koppel leveren op dezelfde as maar in tegengestelde richting. Waarbij de motoren hetzelfde koppel leveren. Dan komt de as niet tot draaien, wanneer deze geen beginsnelheid had. Hieruit volgt dat er geen arbeid verricht wordt. Kan ik hieruit concluderen dat de enige energie overdracht die plaatsvind in deze situatie die is van het elektrisch verlies. Dus van elektrische energie naar thermische energie?
als de as niet draait wordt er geen energie geleverd via de as. maar er treden wel verliezen op in de motoren, dus zoals je zegt heb je dan inderdaad alleen maar opwarming. als de as wel draait en beide koppels zijn tegengesteld, dan zal de ene motor energie leveren aan de andere motor. De motor die de energie opneemt kan afhankelijk van hoe die motor werkt de energie (deels) terugleveren aan de elektrische voeding of deels omzetten in warmte.

Berichten: 19

Re: uitleg torque rpm curve

Super! nogmaals bedankt :D

Berichten: 19

Re: uitleg torque rpm curve

Na een tijdje heb ik toch nog besloten om weer terug te komen.

@HansH: hoe weet je dat de energie naar de andere motor toegaat? Wordt het niet kinetische energie in de arm?

Reageer