ELEKTRISCHE ANTRIEBE - Berechnungsanleitung mit wichtigen Formeln

Zur elektromechanischen #Energieumwandlung werden hauptsächlich rotierende Maschinen und zur Drehzahlanpassung verschiedene Getriebearten, die häufig aus mehreren Getriebestufen aufgebaut sind, mit dem Übersetzungsverhältnis i_G = n_Antrieb / n_Abtrieb und dem Getriebewirkungsgrad η_G eingesetzt.
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Getriebearten: Planeten-, Stirnrad-, Schnecken-, Riemen-, Ketten- und Reibradgetriebe.
Für Stirnradgetriebe gilt bspw.:
i_G ≤ 8 und η_G = 0,96 ... 0,99 einstufig,
i_G ≤ 45 und η_G = 0,91 ... 0,97 zweistufig
i_G ≤ 250 und η_G = 0,85 ... 0,95 dreistufig

Zur Umsetzung rotatorischer Bewegung in translatorische und umgekehrt werden folgende Übertragungsglieder eingesetzt: Spindeln, Seilscheiben, Trommeln, Haspeln, Walzen, Rollen, Räder und Schubkurbeln.

Widerstandskraft, Widerstandsmoment
Bei der gleichförmigen Bewegung (a = 0) sind die antreibende Kraft F und die Widerstandskraft der Arbeitsmaschine F_AM gleich groß. Entsprechendes gilt bei Rotationsbewegungen für das Motordrehmoment M und das Widerstandsdrehmoment M_W (M = M_W).

Das #Widerstandsmoment wird positiv gezählt, wenn es dem Moment des Antriebsmotors entgegenwirkt.

Im folgenden Schritt werden sämtliche Größen der Arbeitsmaschine (des technologischen Prozesses) auf die Welle der elektrischen Maschine (Motorwelle) transformiert.
Voraussetzung hierfür ist, dass es sich um ein starres, nicht elastisches System handelt.

Die Transformation der Parameter der #Arbeitsmaschine auf die Motorwelle vollzieht sich meist in zwei Schritten:
Im ersten Schritt wird die translatorische Bewegung auf die Getriebewelle umgerechnet
(translatorisch – rotatorisch)
Im zweiten Schritt werden die rotatorischen Parameter von der Getriebewelle auf die Motorwelle
transformiert (rotatorisch – rotatorisch). Bei diesen Transformationen ist die Energieflussrichtung
von Bedeutung.

Mechanische Hauptkenngrößen sind:
Drehzahl,
Drehmoment,
Leistung,
Trägheitsmoment

Bei gleichförmiger Bewegung ist das Drehmoment an der Motorwelle gleich dem auf die Motorwelle transformierten Widerstandsmoment des technologischen Prozesses. Die Berücksichtigung der Wirkungsgrade (Seilscheibe, Getriebe, Lager) ist abhängig von der Energieflussrichtung (M -- AM, AM -- M)