Mühlenprojekt 'Mella'

Ein Vekleben gg axiales Spiel müsste ja nicht unlösbar sein?

 

Gewiss. Das ist aber nichts anderes als ein Maß für das (Anlauf-) Drehmoment, und das wurde jetzt doch wirklich genügend thematisiert

Die nur dann was nützen, wenn sie korrekt sind, und andererseits die Anforderungen richtig eingeschätzt werden können.

Man muss sogar, in jeder Branche. Unter anderem um Fehler und Schwachstellen der Konkurrenten zu erkennen und eigene zu vermeiden. Ohne VL gäbe es keine Titus, und ohne Pharos keine MG1. Die Idee, den Kranz und nicht den Kegel drehen zu lassen, ist relativ neu, stammt aber nicht von den Designern der Mella, und den Antrieb mittels Zahnriemen kenne ich nur von der VL M3 (sowie deren Nachahmern Titus und Honne) und der CB1. Beide Konzepte haben eine starke Untersetzung und drehen langsam.

Verkleben kommt bei mir kurz nach verschweißen.

 

Ich erhöhe. Obel fertigt u.a. Gastromühlen mit 370W Motor und 75mm (Scheiben-)Mahlwerk. Funktioniert auch mit harten Bohnen ohne jegliche Probleme.

Aber (natürlich) mit Startkondensator zur Drehmomenterhöhung beim (befüllten) Anlauf.

Ob das der Mella allerdings gut täte, steht auf einem anderen Blatt. Die Obel-Mühle ist um einiges massiver, der Motor weit schwingender aufgehängt und trotzdem braucht's die rutschhemmenden Füsse, damit's die beim Starten nicht durch die Gegend wandern lässt...
Aber wie gesagt, Power ist da, auch bei "nur" 370W. (Bei 900 U/min lt Typenschild)

Viele Grüße,
Dominic

 

Das Problem ist nicht die Leistung, sondern das Drehmoment, insbesondere im Anlauf. Der 68er Italmillkegel mahlt bei 350/min schon rund 4g/s an Bohnen.

Der ausgesuchte Motor hat eine zu hohe Drehzahl (die sich mit einem einstufigen Riemengetriebe jedoch nicht ausreichend reduzieren lässt). Weiterhin ist das Anlaufmoment mit 0,5Nm verdammt gering. Es gibt eine achtpolige Variante von diesem Motor, der dann nur halb so schnell dreht. Davon verdoppelt sich das Anlaufmoment aber leider nicht.

In diesem Diagramm sieht man das Dilemma (und man sieht auch warum diese Kondensatormotoren nur für Kurzzeitbetrieb geeignet sind, der Wirkungsgrad ist im Großteil des Diagramms unter 50%. Das wiederum zeigt auch warum pauschale Leistungsangaben von Elektromotoren rein gar nichts aussagen.


Bis jetzt hat Holger noch jedes Problem lösen können, ich bin da ganz optimistisch. Schade ist eher, dass die Mühle geradezu um den ausgewählten Motor konstruiert wurde. Der Bauraum ist dadurch klar vorgegeben.

 

4kgcm macht zwar wenig Sinn, aber vermutlich ist 4kgcm*g gemeint, was knapp 40Ncm wären, wie der Motor oben also.

 

Hallo Holger,
der Wirkungsgrad des Motors sollte sich vom ursprünglichen Typen gleicher Bauart mit geringerer Polzahl nicht um Größenordnungen unterscheiden. Zusätzlich wird das Drehmoment noch durch die Untersetzung des Zahnriemen erhöht. Auf die Drehrichtung hast Du jetzt aber geachtet
Gruß, Götz

 

Das Anlaufmoment mit 0,4Nm ist doch noch geringer als beim alten Motor (0,5Nm). Und wenn ich die Grafik von @SchlagRat ansehe liegt das Maximale Drehmoment auch nur bei 0,9Nm ansatt 1,6Nm beim vorigen Motor

 

Wäre ein Blick auf die Umsetzung in der EtzMax von Nutzen - dort hat man doch ähnliche Verhältnisse (Riemenantrieb)?

 

Hallo Holger,

Da stimmt grundsätzlich etwas nicht. Leider habe ich im Netz keine Angaben über Deinen Motor gefunden, der Web-Auftritt von RPM gibt auch nicht viel her.
Grundsätzlich: Wird die Drehzahl eines Drehstrom- oder Kondensatormotors durch Erhöhung der Polzahl erniedrigt, steig proportional auch das Drehmoment *1). Durch den mechanischen Aufbau gegebene Abweichungen sind in der vergleichbaren Leistungsklasse im einstelligen prozentualen Bereich. Die angegebenen Drehmomentwerte stelle ich in Frage. Ich habe mal die Daten des CB1-Motor vom Typ ABS80A4/HT als Beispiel genommen, da sie mir vorliegen:
Drehzahl: 1400U/min
Nennleistung: 550W
Wirkungsgrad: 68%
Nenndrehmoment: 3,75Nm
Anzugs-/ Nenndrehmoment: 2,5
Anzugs-/ Nennstrom: 5,6
Dieser Motor hat zusätzlich zum Betriebskondensator einen über ein Fliehkraftschalter betriebenen Anlaufkondensator. Hierdurch wird kurzzeitig ein um den Faktor 2,5-fach höheres Anzugsmoment erreicht. Der gleiche Motor ohne Anlaufkondensator hat eine Anzugs-/ Nenndrehmoment von 0,35 und einen Anzugs-/ Nennstrom von 3,5. Daher ist die Version mit einem Anlaufkondensator unbedingt zu empfehlen. Sollte kein Fliehkraftschalter für den Motor verfügbar sein, tut es auch ein elektronisches Abschaltrelais.
http://www.kemmerich-elektromotoren.de/fileadmin/A192/A192_Wechselstrommotoren_Datenblatt.PDF
Bei 500 U/min solltest Du mit einem 400W-Motor in die Größenordnung von 8,2Nm kommen. Mit Betriebskondensator ist ein Anlaufmoment von 2,9Nm, mit Betriebs- und Anlaufkondensator von 20Nm zu erwarten. Das sollte mehr als ausreichen. Ist es möglich, das Datenblatt des Motors hier vollständig zu posten?
Gruß, Götz

Nachtrag *1) Hierfür habe ich gerade auch noch eine Abschätzung gefunden, wonach das Drehmoment überschlagsweise wie folgt berechnet werden kann:
M = (P x 9550) / n
M: Drehmoment [Nm]
P: Leistung [kW]

n: Drehzahl [1/min]​

Aus S.3: http://www.elektromotoren.de/Produkte/E143/E143_Wechselstrommotoren.pdf

 

Das spezifische Drehmoment (auf den Motorstrom bezogen) steigt. Nicht jedoch das maximale Anlaufmoment. Das ist durch den magnetischen Fluss im Luftspalt begrenzt und der vervielfacht sich nicht mit der Polzahl.
Bei gleicher Bauart weichen Motoren mit ähnlichen Rotorabmessungen nicht wesentlich voneinander ab. Das ist prinzipiell richtig. Ein Anlaufkondensator kann sehr hilfreich sein. Grundsätzlich muss aber die Betriebsdrehzahl des Mahlwerks in einen sinnvollen Bereich gebracht werden. Und da würde ich um 150/min anstreben, nicht 700/min

 

Hallo SchlagRat,
was verstehst Du unter "spezifischem Drehmoment auf den Motorstrom bezogen" und wieso soll das maximale Anlaufmoment durch den Luftspalt begrenzt sein? So lange das Eisen nicht in die Sättigung gerät, dürfte es keine Probleme geben und dies dürften die Konstrukteure wohl im Griff haben, da es sonst keinen Sinn machen würde, Motoren mit höherer Polzahl zu bauen. Der von Holger vorgestellte Motor mit 500U/min sollte sich leicht mit einer Zahnriemenuntersetzung auf 300 - 400 U/min reduzieren lassen, was auch den üblichen Drehzahlen des Mahlwerk entsprechen dürfte. Bei 150U/min könnte ich auch fast wieder eine Handmühle oder gleich die MoLa nehmen und beim Mahlen für einen Bezug 40sec warten.
Gruß, Götz

 

Hallo Holger,

in meinen letzten Posts hatte ich schon einiges hierzu geschrieben. Wir haben es mit einem 68mm Kegelmahlwerk zu tun. Dein Motor hat eine Leistung von ca. 450W.
Im Vergleich mit bekannten Mühlen (Mazzer Kony 350W / 420U/min, CB1 550W /300U/min) sollte man hiermit hinkommen. Der 16-Pol Motor hat die gleichen Abmessungen wie der schon bestellte, so dass ich von einer ähnlichen Leistungsklasse ausgehe. Mit einer Drehzahl von 500U/min und der vorgesehenen Riemenscheibenuntersetzung 42Zähne / 56Zähne entspricht 0,75 kommt man auf eine Mahlwerksdrehzahl von 375U/min, was zwischen der Kony und CB1 liegt. Ich halte diese Drehzahl für zielführend da ich davon ausgehe, dass sich die Mahlwerkshersteller Gedanken über den Schliff in Bezug auf die Drehzahl gemacht haben. Zusätzlich könntest Du bei dieser Auslegung die geplante Taper-Spannbuchse einsetzen, was die Montage vereinfacht.
Noch einmal zum Anlaufmoment. Beim Anlaufen hat man das Problem, dass man zumindest im Hopperbetrieb noch Bohnen im Mahlwerk hat, die erst einmal gebrochen werden müssen, ohne dass der Motor schon in Schwung gekommen ist. Die normalen Kondensatormotoren mit einem Betriebskondensator haben daher wie schon ausgeführt ein Anlaufmoment, dass ca. um den Faktor 0,3 kleiner als das Nenndrehmoment ist. Wird ein zusätzlicher Anlasskondensator hinzugeschaltet, kann das Anlaufmoment für eine kurze Zeit sogar um den Faktor 2,5 Das Nenndrehmoment übersteigen. Der hierfür benötigte Anlasskondensator ist um ein vielfaches größer als der Betriebskondensator. Bei der CB1 sind es für Cb 16uF und für Ca 100uF. Diese kurzzeitige Erhöhung des Anlaufmoment ist genau dass was wir brauchen. Da der Motor keinen Fliehkraftschalter hat, muss ein Abschaltrelais eingebaut werden. Dies gibt es in unterschiedlichen Ausführungen, stromgesteuert, als Thermorelais oder als elektronisches Zeitrelais (z.B. Fa. Reissmann ERAOW). Letzteres würde ich Dir dringend empfehlen, da es verschleißfrei ist und die Integration sehr einfach ist, da es nicht auf die Motorkennlinien abgestimmt werden muss. Der Anlaufkondensator beansprucht jedoch die Hilfswicklung sehr stark. Ich würde in jedem Fall bei dem Hersteller anfragen, ob die Hilfswicklung hierfür ausgelegt ist und wie hoch der Anlaufkondensator bemessen werden soll. Zusätzlich solltest Du prüfen, ob ein zweiter Kondensator in dem Gehäuse noch Platz hat. Das Anlaufrelais ist relativ kompakt.
Gruß, Götz

 

Worin ich mir nahezu 100% sicher bin ist, dass unabhänigig davon, welcher konkrete Motor verwendet wird, du auf einen Anlaufkondensator nicht verzichten kannst. Ein geeigneter Anlaufkondensator sorgt ungefähr für ein 6-7 faches Anlaufmoment im Vergleich zum Betrieb ohne dieses Bauteil.

Da war @sokrates618 schneller. Das wollte ich auch gerde ungefähr so schreiben .

 

Ich bin mir ziemlich sicher das man nicht von gleicher Leistungsklasse ausgehen kann wenn man in gleicher Baugröße bleibt. Bei Industrie Asynchronmotoren führt eine Erhöhung der Polzahl zu einer Erhöhung der Baugröße bei Beibehaltung der Leistung. D.h. ein 250W 4-poliger Motor mit 1500U/min Baugröße 63. Ein 6-poliger 250W mit 1000U/min hat schon Baugröße 71 und wenn verfügbar als 8-poliger dann schon Baugröße 80...
Ich schau mal ob die Kondensatoren noch passen würden.

 

Ich gebe SchlagRat recht. Die Drehmoment eines Motors kann man durch die Tangentialkraft im Luftspalt mal dem Rotorradius
ausdrücken. Die Kraft wiederum ist das Produkt der Kraftdichte im Luftspalt mal der Luftspaltfläche.
Wenn man die Luftspaltfläche mit dem Rotorradius multipliziert erhält man das Rotorvolumen.

Drehmoment ist also proportional Rotorvolumen * Kraftdichte.

Die Kraftdichte ist bei hochpoligeren Motoren auch nicht wesentlich höher, da der Fluss pro Pol abnimmt.
Allerdings kann die Dicke des Statoreisenrückschlusses verringert werden, der Rotor kann also etwas größer sein und damit erhöht sich
bei gleichen Aussenabmessungen das Drehmoment.

Also bräuchte eine getriebelose Mühle ein entsprechend des Übersetzungsverhältnisses des eingesparten Getriebes größeres Rotorvolumen.