Teststand für Nabenmotoren

Runde 1

• existiert seit 03/2008
  • in H-Profil Stahl
  • mit einer 26" Gabel falschrum auf geschweißt
  • Bremssockel für Kantilever und Fehlgenbremse an einem 26" vorhanden
  • Blog: http://elektronenrad.de/blog/index.php/2008/03/12/prufstand/

Messung ohne Last - Crystalyte 209, 16" (d = 40,64cm) )Rad

• mit dem Cycle Analyst [1]

• wichtig für richtige Distanz/ Geschwindigkeitsmessung: Anbringen des Hallsensors vom Analyst am Teststaender und des zugehörigen Magneten an den Speichen, Ausmessen des Radumfangs u um diesen in den Analyst einzutragen!

Amerkung: es kann nicht mit einem üblichen Tacho auf reiner Zählbasis gearbeitet werden, da der Zähler vom Magnetfeld beeinflusst wird.

• volle Geschwindigkeit, d. h. der Tastgrad/Pulsbreite/Pulsdauer der PWM ist D = 1

• Ergebnisse: Leistung P₀ = 24 W, Strom I_batt = 0.63 A, Spannung U_batt = 38 V, Endgeschwindigkeit v₀ = 32.2 km/h

Berechnungen

Zugrunde gelegt wird ein simples Model [1], welches die Kommutation und somit die Induktivitäten der Motorspulen nicht gesondert beachtet, sondern von einem reellen Innenwiderstand des Motors ausgeht.

• Berechnung der Rotationsfrequenz/Drehzahl n₀ [1/s] bzw. der Kreisfrequenz/Winkelgeschwindigkeit w₀ [rad/s] im Leerlauf:

w₀ = v₀/u₀ = 8.94 m s⁻1/1.282 m = 7 rad/s

n₀ = 2*PI*n₀ = 47.6 s⁻¹

• Berechnung der Motorkonstanten K [1] bzw. der spezifischen Drehzahl N [min⁻¹/V]:

Motorstrom: I_motor = I_batt/D

Motorspannung: U₀ = D*U_batt -(1-D)*U_Diode - I_motor*R_ctr

Unter Vernachlässigung des Innenwiderstands des Controllers dessen Realitätsnähe erstmal nicht zur Debatte steht:

U₀ = U_batt und I_motor = I_batt

K = U₀/n₀ = 38 V/47.6 s⁻¹ = 0.8 Nm/A

N = n₀/U₀ = 75.16 (1/min)/V

• Berechnung des Drehmoments M₀ [Nm], der am Rad angreifenden Kraft F₀ [N]:

M₀ = K*I_motor = 0.504 Nm

Und da gilt Moment = Kraft x Hebelarm (Drehmoment wirkt an der Achse, der Hebelarm entspricht also dem Radius des Rads r [m]):

F₀ = M₀/r = 0.504 Nm/0.2032m = 2.48 N

wer sich über die Einheiten wundert: 1 V = 1 W/A = 1 J/As = 1 Nm/As

Runde 2

• definiert Bremsen
• messen

Weitere Tools

• Tool HALL Test Board
• Tool Teststand

Sources

[1] http://www.ebikes.ca/simulator/