ans

-reales System 7 Schwingungsmodell = Modellentwicklung
-Berechnungsmodell so einfach wie möglich, so umfassend wie nötig
- 2 Phasen: Strukturfestlegung und Parameterbestimmung
-Elemente: - Masse
-Feder
- Dämpfer
-Erreger
=> Speicher für kinetische Energie
=> Speicher für potentielle Energie
=> Elemente zur Energieabfuhr
=> Elemente zur Energiezufuhr
-durch Systemgrenze wird das zu entwickelnde Modell von seiner Umgebung
abgegrenzt (gegeben aus Aufgabenstellung)

-Bwgl. aus gewöhnlichen DGL aufstellen
- Lösen mit Rechentechnik => Simulation

- Aussagen zum dynamischen Verhalten eines modellierten Systems
-Informationen zum Anwendungsbereich des Modells und zur Wirkung von Parameteränderungen

-Anzahl der Freiheitsgrade
-Art der Differentialgleichung
- Koeffizienten der Differentialgleichung
-der Entstehungsmechanismus

-Betrachtung von Schwingern
mit mehr als einem, aber endlich
vielen Freiheitsgraden.
-beschränkt auf diskrete lineare
zeitinvariante Systeme
- Bwgl. Lassen sich durch
gewöhnliche lineare DGL mit
konstanten Koeffizienten beschreiben

a

-konstanthalten oder vermindern von Geschwindigkeit
- kraftschlüssiges Element
-große Drehzahlunterschiede zwischen den fest stehenden Teil (Bremsbelag) und
dem abzubremsenden Bauteil (Aufnahme Gegenmoment)
-Sonderfälle von schaltbaren Kupplungen
-permanenter Schlupf (außer im Stillstand)

-Einsatzart -Bremsleistung
- Schaltzahl - Betriebseigenschaften
-Bremsmoment

a

a

-Schließbremsen -7 immer geöffnet, z.B. Auto
-Lösebremsen -7 immer geschlossen, z.B. Kran
- selbstwirkende Bremsen, z.B. Fliehkraftbremse
- Regelbremse -?Verminderung von Rotations-oder
Translationsgeschwindigkeit, z.B. Senkbremse beim Kranhubwerk
-Stoppbremse -7 Verminderung bis zur Ruhelage
- Haltebremse -7 Gewährleistung des Stillstands
-Leistungsbremse -7 Umwandlung von Bewegungsenergie
über längere Zeit zur Erzeugung zusätzlicher
Belastungen, z.B. Prüfstandsbremsen

=> zwischen Motor und Getriebe: -kleine Bremse, geringe Kosten
-keine Bremswirkung bei Wellenbruch im Getriebe

=> zwischen Getriebe und Arbeitsmaschine:-große Bremse, hohe Kosten
-langsames Einfallen der Bremse notwendig
(sonst zu hohe Belastung des Antriebstrangs)
- Regelung der Bremse notwendig

Messung der Bremstemperatur
ca. O,Smm unter der Oberfläche

- Dauerbremsung D:
- einmalige Stoppbremsung E:
- gehäufte Stoppbremsung G:
- nähert sich asymptotisch dem oberen Grenzwert TGo
- kann beliebig groß werden
- z.B.: Senkbremse bei Kranen, Talfahrt von Fahrzeugen
- sofortige Erwärmung auf T Go, danach genügend Zeit um auf
Umgebungstemperatur abzukühlen
- z.B.: Sicherheitsbremse in Windenergieanlagen
- unstetige Temperatur-Zeit-Funktion
- z.B.: bei Antrieben mit Aussetzbetrieb

-bei Überschreiten von Tgzul beginnt ab B die thermische Schädigung des Reibbelags
- starker Abfall von llml -7 Reibbelag hat jetzt nur noch Reibungszahl mü m2
-Regeneration des Bremsbelags in einigen hundert Bremsungen möglich, falls
Schädigung nicht zu hoch ist

-Einlaufen
-Normalbelastung
-Extrembelastung mit Schädigung
- Regeneration
-wieder Normalbelastung

Stationäre Anteile ohne zeitliche Änderung:

-Last-bzw. Widerstandsmomente, die sich
nach Einschalten des Antriebes zeitlich
nicht verändern

-für einzigen Betriebspunkt mit konstanter
Drehzahl oder bei Antrieben, die bei
konstantem Lastmoment variable
Drehzahlen aufweisen
-Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge
unberücksichtigt
- Bsp.: Maschinen mit reiner Reib-oder
Hubarbeit-7 z.B. Kranhubwerke

-Annäherung durch Fourier-Ansatz oder abschnittsweise konstante Momente
-eine Verlaufsperiode bezeichnet als Lastspiel
-meist konstante Drehzahl über Verlauf einer Periode
- Vergleichmäßigung über Drehmassen (.,Schwungräder")
-Bsp.: Pressen, Scheren, Kolbenarbeitsmaschinen

-instationäre Anteile mit nicht periodischem Charakter überwiegen
-Beschleunigungs-und Verzögerungsvorgänge einbezogen
-überlagerte, veränderlichen Anteile stammen aus Arbeitsprozess
und aus Drehzahländerungen

-erfordert Fahrdiagramm bei Förderanlagen/Bahnantriebe, Q)

Fertigungsprogramm bei Werkzeugmaschinen oder

Walzprogramm bei Umformmaschinen

-bei Antrieben mit schnell veränderlicher Drehzahl oder

Drehrichtungsumkehr sind aus Drehzahldiagrammen erforderliche

Zusatzmomente zu ermittel

Beispiele: -Zeitabhängigkeit Pressen und Walzgerüste MA(t)
- Winkelabhängigkeit Kolbenpumpen MA(phi)
-Wegabhängigkeit Schwebeseilbahn MA(s)

a

Aufbau: -Antriebs- bzw. Kraftmaschine,
-Antriebsstrang bzw. Zwischenschaltung,
-Arbeitsmaschine,
-Steuerungs-bzw. Regeleinrichtungen

Anforderungen: -Berücksichtigung aller Wirkungsgradverluste
-eventuell benötigter Leistungsbedarf für Nebenantriebe beachten

- stellt Antriebsenergie
-häufig Elektromotoren (aber auch Verbrennungs-oder Strömungsmaschinen)

-sichert Übertragung der Antriebsenergie
- Möglichkeit der Energieanpassung

Elemente: -Wellen
-Getriebe
-Wandler
- Kupplungen/Bremsen (schaltbar/nicht schaltbar)

-wandelt zugeführte (und angepasste) Energie in Ausgangsenergie um
-Klassifizierung über Merkmale wie Kennlinie, Kennfeld, Arbeitsspiel

-bedarfsgerechte Anpassung der Leistungsflusses
-mittels Informationsverarbeitung und Akteren bzw. Sensoren
-Vergleich von SOLL-und IST-Werten

- Mw=konstant - kein Drehzahlabfall bei zunehmender Last
-elektrische Maschinen besitzen dies nicht, lässt sich
aber über Regelantriebe erreichen
-reine Hubarbeit (ohne Beschleunigungsanteile),
Reibungsarbeit oder reine Formänderungsarbeit
- Bsp.: Aufzüge und Hebezeuge, Ventile und Schieber

-ähnelt Konstant-Moment-Verhalten, da sich Synchronmaschine bis
zu Maximalwert drehzahlstarr verhält
-dabei arbeitet sie aber nicht drehwinkelgenau, sondern verändert Polradwinkel
-Grenze des stabilen Betriebsbereiches durch Kippmoment der Synchronmaschine begrenzt

- Nachgiebigkeit der Drehzahl mit wachsendem Motormoment
-geringe Nachgiebigkeit - "harte" Kennlinie - GSNSM
-größere Nachgiebigkeit - "weiche" Kennlinie - GSRSM
-Stabiler Arbeitsbereich durch MKipp begrenzt

-Mw = f(n, v)
-Geschwindigkeitsproportionale Reibarbeit
- Bsp.: Papier-und Textilmaschinen

- Mw = f(n2)
-Bsp.: Strömungsmaschinen, Schiffsschrauben, Kreiselmaschinen (Pumpen, Verdichter, Gebläse)

-Lastmoment steigt quadratisch mit Drehzahl

-Mw=f(l/n2)
-bei kontinuierlich veränderndem Wickelradius
und konstanter Umfangsgeschwindigkeit ist
konstanter Bandzug nötig
- Bsp.: Wickelantriebe für Bleche, Kunststoffoder
Papierbänder

-Mw=f(1/n²)
- Überlagerung der nicht linearen Kennlinie mit Arbeitszyklen
-ständige Veränderung der Drehzahl n und Moment M
 - drehwinkelabhängiges, periodisches Verhalten bei
verschiedenen mittleren Drehzahi/-Drehmomenthorizonten
- Bsp: Kurbel-und Kolbenarbeitsmaschinen
(Verdichter, Pressen, Scheren)

- stabiles Verhalten: dMm/dn < dMw/dn
- instabiler Verhalten: dMm/dn > dMw/dn - Regelung erforderlich
- labiles Verhalten:-in eine Richtung stabil, in andere Richtung instabil - Regelung erforderlich
-Schnittpunkt zwischen den Kennlinien von Arbeits-und Antriebsmaschine
-im stat. Betriebsfall ist Drehmoment Antrieb MM = Widerstandmoment Abtrieb Mw  Mm-Mw=0
-nur statische Drehzahlstabilität im Kennlinienfeld ungeregelter Antriebe
-Kennlinien abhängig von Drehzahl, nicht von Winkelbeschleunigung

- zusätzliche Beschleunigungs-und Verzögerungsvorgänge notwendig
- Änderung der kinetischen Arbeit Wkin durch Änderung der Winkelgeschwindigkeit w und des
Trägheitsmomentes J

- um hohen Wirkungsgrad bei Eelek => Emech zu erzielen
-bei Nachführung vom Arbeitsprozess gegbener Werte (Kräfte, Momente, Drehzahlen, Wege}
- bei Einhaltung von Toleranzbereichen + Überlastungsschutz
-zur Abgrenzung des Antriebs gegen äußere und innere Störeinflüsse

wandelt Drehzahlen und Drehmomente entlang des Antriebsstrangs um, mit Ziel der
größtmöglichen Effizienz des Motors

Maß für die Drehzahldifferenz:

s= (n1-n2)/n1 = (w1-w2)/w1