Praxishandbuch Antriebsauslegung - Grundlagen, Formelsammlung, Beispiele

Vorwort und Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

1.1 Aufgaben der Antriebsauslegung

1.2 Lastkennlinien von Arbeitsmaschinen

1.3 Kennlinien von Motoren

1.4 Motor und Arbeitsmaschine

1.5 Erwärmung und Abkühlung elektrischer Maschinen

1.6 Betriebsarten elektrischer Maschinen

1.7 Charakteristiken der Anwendungen

1.8 Topologie des mechanischen Antriebsstrangs

1.9 Grundlegende Vorgehensweise bei der Antriebsauslegung

2 Berechnung der Bewegungsabläufe

2.1 Allgemeines

2.2 Beschleunigungsphase

2.3 Konstantphase

2.4 Verzögerungsphase

2.5 Dreieckprofil

2.6 Trapezprofil

2.7 Trapezprofil nach Drittel-Regel

2.8 Relative Einschaltdauer

2.9 Fahrbereich

2.10 Ruck und Ruckbegrenzung

2.11 Bewegungsgesetze höherer Ordnung

2.12 Optimierung des Bewegungsablaufs

3 Berechnung der Kräfte und Drehmomente

3.1 Allgemeines

3.2 Gewichtskraft

3.3 Hangabtriebskraft

3.4 Aufstandskraft

3.5 Anziehungskraft

3.6 Haftreibkraft

3.7 Gleitreibkraft

3.8 Rollreibkraft

3.9 Prozesskräfte

3.10 Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte

3.11 Windkräfte

3.12 Sonstige Zusatzkräfte

3.13 Wirksames Gewichtsdrehmoment

3.14 Haftreibdrehmoment

3.15 Gleitreibdrehmoment

3.16 Rollreibdrehmoment

3.17 Prozessdrehmomente

3.18 Beschleunigungs- und Verzögerungsdrehmomente

3.19 Sonstige Zusatzdrehmomente

3.20 Zusammenfassung der Kräfte und Drehmomente

4 Umrechnung am Abtriebselement

4.1 Allgemeines

4.2 Ritzel mit Zahnstange

4.3 Rad

4.4 Rolle

4.5 Seiltrommel

4.6 Zahnriemen

4.7 Gewindetrieb

4.8 Schubkurbel

5 Umrechnung bei Übertragungselementen

5.1 Allgemeines

5.2 Stirnradgetriebe

5.3 Schneckengetriebe

5.4 Planetenradgetriebe

5.5 Keil- und Flachriemen

5.6 Zahnriemen und Ketten

5.7 Kupplungen und Gelenkwellen

5.8 Auswahl und Optimierung des Übersetzungsverhältnisses

5.9 Auswahl der Getriebegröße

5.10 Lineare Übersetzung

6 Motorauswahl

6.1 Drehzahlen und Geschwindigkeiten

6.2 Drehmomente und Kräfte

6.3 Arbeitspunkte der Anwendung

6.4 Externes Massenträgheitsmoment

6.5 Auswahl des Motors

7 Auswahl des Stellgerätes

7.1 Für Nenndaten des Motors

7.2 Für den tatsächlichen Strombedarf des Motors

7.3 Nach Kennlinie für Motor mit Stellgerät

7.4 Erforderliche Ausgangsfrequenz

8 Berechnung der Werte am Zwischenkreis

8.1 Leistungen

8.2 Energie

9 Auslegung der Netzversorgung und des Bremswiderstandes

10 Berechnung der Netzgrößen

10.1 Wirkleistung

10.2 Scheinleistung

10.3 Netzstrom

11 Auslegung der Motorbremse

11.1 Allgemeines

11.2 Berechnung und Überprüfung der Bremsmomente

11.3 Berechnung und Überprüfung der Bremsenergie

11.4 Weitere Hinweise

12 Berechnungen rotativer Motoren bei direktem Netzbetrieb

12.1 Möglichkeiten zur Berechnung der Hochlaufzeit

12.2 Auslegung verschiedener Anlaufverfahren

12.3 Verlustenergie bei Anlauf, Reversieren und Gegenstrombremsen

12.4 Zulässige Schalthäufigkeit für S1-Motoren

12.5 Berechnung der erforderlichen Motornennleistung bei verschiedenen Betriebsarten

13 Projektierungshinweise

13.1 Fehlervermeidung

13.2 Leistungssteigerung durch Betrieb an höherer Eckfrequenz

13.3 Energiespeicher für Netzspannungsausfall

13.4 Energiespeicher für dynamische Anwendungen

13.5 Lastpendeln

13.6 Rutschgrenze

13.7 Kippgrenze

13.8 Optimierung der Hochlauframpe

14 Energieeinsparung

15 Beispiele

15.1 Fahrantrieb mit Frequenzumrichter

15.2 Drehantrieb mit Frequenzumrichter

15.3 Linearmotor nach relativer Einschaltdauer

15.4 Wickelantrieb mit Asynchronmotor in Feldschwächung

15.5 Betrieb an 87-Hz-Eckfrequenz

15.6 Bewegungsablauf für eine mitlaufende Bearbeitung

15.7 Ruckbegrenzung

15.8 Auslegung mit Polynom 5. Ordnung

15.9 Anlasswiderstände für Schleifringläufermotor

15.10 Optimierung der Hochlauframpe

16 Technischer Anhang

16.1 Grundbeziehungen physikalischer Größen

16.2 Einheiten und deren Umrechnungen

16.3 Physikalische Konstante

Stichwortverzeichnis