Welche Geschwindigkeit und Leistung muss der Gleichstrommotor bereitstellen, um einen Rollstuhl mit den oben angegebenen Spezifikationen zu bewegen?
Raddrehzahl = Stuhlgeschwindigkeit / Raddurchmesser x 60
Motordrehzahl = Radgeschwindigkeit / Übersetzungsverhältnis.
Motorleistung = hard_without_more_data.
Faktoren sind: Reibung, Wirkungsgrad des Getriebezugs, Wirkungsgrad des Motors, Teppich-Linoleum-Beton- ..., Gefälle oder Flach, ...
Schauen Sie sich vorhandene Stühle an.
2 x 500 Watt scheinen in vielen Fällen gut zu sein. Niedriger oder sogar viel niedriger kann in Ihrem Fall in Ordnung sein.
In einer Demonstrationsversion auf einem glatten harten Boden mit einem guten Motor und Getriebe und glatten harten Rädern würde ich erwarten, dass 100 Watt wahrscheinlich akzeptabel sein würden.
Bei Ihrem Ziel sind die Geschwindigkeitsverluste durch Luftwiderstand minimal.
Passen Sie eine der folgenden Einstellungen an (erhöhen Sie sie), um Verluste aufgrund des Motorwirkungsgrades (z. B. 80-90%) und des Getriebewirkungsgrades (90-95%?) Auszugleichen.
"Windage"
Die Leistung aufgrund des Luftwiderstands kann aus der Widerstandsgleichung bestimmt werden.
Luftwiderstand = 0,5 x Luftdichte x Fläche x Luftwiderstandsbeiwert x Geschwindigkeitsquadrat
Leistung = Luftwiderstand x Geschwindigkeit.
Woher:
Leistung (Watt) = 0,5 × 1,2 kg / m × 3 × A × 1 × V × 3.
A in m ^ 2
V in m / s
Cd = 1 = flacher Plattenwiderstand - ungefähr richtig für einen Rollstuhl
Bei 1 m / s und 1 Quadratmeter Fläche Leistung = 0,6 x 1 x 1 x 1 ^ 3 = 0,6 Watt!
Bei 2 m / s (7 km / h) Leistung 5 Watt.
Bei 5 m / s (18 km / h) Leistung = 75 Watt
dh in einer "stillen Luft" -Umgebung oder in einer Umgebung, in der geringfügige Luftbewegungen auftreten, liegt der Verlust der Luftleistung wahrscheinlich unter 10 Watt. In Umgebungen mit starkem Wind können erhebliche Leistungsspitzen auftreten.
Klettern:
Wenn der Rollstuhl auf einer nicht ebenen Fläche fährt, ist zusätzliche Kraft erforderlich, um die potenzielle Energie bereitzustellen, die durch den Höhengewinn erzielt wird.
Energie, die erforderlich ist, um m kg gegen die Schwerkraft nach oben zu bewegen ga Höhe h
E = mhg
g id ungefähr 9,8 m / s / s, was für diese Art von Arbeiten auf g = 10 angenähert werden kann. In SI-Einheiten m kg, hm, vm / s, gm / s / s:
Energie = 10.mh Watt, Sekunden.
Um dies in der Zeit t Sekunden zu erreichen, ist
Power = E / t = 10.mh/t.
Erforderliche Leistung = 10 mx die Höhenzunahme pro Sekunde.
Bei einem Rollstuhl, der mit einer
Geschwindigkeit von V m / s bis zu einer Steigung von d Grad fährt, ist eine Erhöhung der Höhe pro Sekunde = v.tan (d).
Leistung aufgrund der Steigung = 10.mV x tan (d)
Für beispielsweise eine 5 - Grad - Neigung auf 1 m / s und 100 kg all up Last
Watt = 10.mvtan (d) = 10.100.1.tan (5) ~ = 90 Watt
dh die Leistung eine Steigung hinauf erforderlich ist nicht trivial oberhalb ein paar grad.
Für eine Neigung von 1 in X ist
x = 1 / (tan (d)).
Also ist eine Neigung von 5 Grad = 1 in 1 / (tan (5)) = 1 in 11,4