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Motorprüfstand (mit Wirbelstrom-Leistungsbremse)

[ 3:25 ]

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Auf den Prüfständen werden hauptsächlich die von SRA&E selbst gebauten Motoren sowie die im Besitz befindlichen eigens modifizierten oder getunten Exemplare von Slot Car Motoren der einschlägigen Hersteller-Marken gemessen.



Für die Prüfung in stationären Betriebspunkten, d.h. mit konstanten Belastungsdrehmomenten über eine Dauer von je ca. 4 Sekunden, wurde eine kleine Wirbelstrom-Leistungsbremse speziell für die Slot-Racing Motoren entwickelt und gebaut. Sie ist in der vorhandenen Ausführung nur für intermittierenden Betrieb mit Kurzzeit-Maximallast-Phasen ausgelegt und hat dabei eine Leistungskapazität von 120 Watt.

Die vom Motor übertragene mechanische Leistung wird von ihr durch Abbremsung aufgrund der gegeneinander wirkenden Magnetfelder von einerseits den erzeugten Wirbelstrom-Schleifen im angetriebenen, d.h. mitrotierenden Scheibenrotor und andererseits vom Stator (im Bremsengehäuse) absorbiert. Dabei wird sie in der Rotorscheibe in Wärme umgesetzt.

Die Leistungsbremse verfügt in der vorhandenen Ausführung über keine Zwangskühlung von außen. Die entstehende Wärme wird während der vergleichsweise längeren Stillstandsphasen zwischen dem Anfahren der einzelnen Messpunkte im intermittierenden praktischen Betrieb durch Abstrahlung an die Umgebung wieder abgegeben.

Drehzahl und Drehmoment werden direkt gemessen. Am hinteren freien Wellenende des Bremsenrotors wird die Drehzahl optoelektronisch über eine Reflexionslichtschranke erfasst.
Die Leistungsbremse ist in zwei Kugellagern drehbar gelagert, so dass sich das Gehäuse über einen als Blattfeder gestalteten Kraftsensor mit applizierten Dehnungsmessstreifen gegenüber dem Boden abstützen kann. Auf diese Weise wird das vom Bremsenrotor auf das Gehäuse übertragene Drehmoment direkt gemessen.
Durch schrittweises Verstellen des Erregerstromes in den Spulen der Magnetkreise kann das Bremsmoment der Leistungsbremse variiert und damit der nutzbare Bereich der Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie des Motors punktweise abgefahren werden.
Auf diese Weise ist es möglich, sämtliche Kenngrößen des Motors inklusive Wirkungsgrad als Funktion des Belastungsdrehmomentes aufzunehmen.

Die Leistungsabgabe eines Motors wird natürlich durch die Leistungsaufnahme bestimmt. Er kann nur so viel mechanische Leistung abgeben , wie er - abzüglich der Verluste beim Umsetzungsprozess - an elektrischer Leistung aufnimmt.
Der Umfang der Leistungsaufnahme ist abhängig von der Ankerwicklung, von der Kapazität der Stromversorgung, der Betriebsspannung sowie den unvermeidlichen Vorwiderständen im Stromkreis in Form von Kabeln, Stecker-Buchsen-Kontakt-Verbindungen, Stromleitern in der Fahrbahn und den Kontakt-Übergangswiderständen zwischen diesen und den Schleifern.

Die Stomversorgung, mit der die Motoren auf dem Prüfstand betrieben werden, basiert auf einer 12 V - KFZ-Batterie.
In die Stromversorgung kann ein exakter Widerstand im - Bereich von 50 bis 400 mΩ eingebaut werden, der den bei der jeweiligen Rennstrecke vorkommenden realen Wert des Verkabelungswiderstandes simuliert. Dieser sorgt damit für eine realistische Leistungsabgabe auf dem Prüfstand - genau so, wie sie auf der Strecke vorkommt.
Wenn der aus der Verkabelung resultierende Vorwiderstandswert einer bestimmten Strecke bekannt ist, läßt sich der entsprechende Wert auf dem Prüfstand einstecken, und man erreicht damit die individuell nur auf dieser Strecke mögliche, ganz authentische Leistungsabgabe des Motors.

Wie sich aus verschiedenen, von SRA&E durchgeführten Höchstgeschwindigkeitsmessungen auf Rennstrecken ergab, bewegen sich die daraus jeweils errechneten Betriebsdrehzahlen der schnellsten Motoren bei den gängigen Getriebeübersetzungen bis hin zu 140 000 1/min. Die Motoren, die dies erreichen können, werden auf dem Prüfstand auch nur bis zu dieser obersten Grenze geprüft, da sie in diesem Bereich erwiesenermaßen standfest sind.

Wer unter den Aktiven im Slot-Racing hat sich nicht schon einmal eine der folgenden Fragen gestellt?
Was hat mein Motor leistungsmäßig eigentlich drauf?
Welcher aus meiner vorhandenen Motorauswahl ist "der beste"?
Wie nah liegt mein Motor zu der Grenze dessen, was ein super getuntes Exemplar der gleichen Leistungskategorie maximal überhaupt leisten kann?
Wie stark ist die exakte, tatsächliche Streuung hinsichtlich der Leistung unter Motorenexemplaren einer bestimmten herausgegriffenen Menge aus der Serienfertigung (Thematik bei Aufstellung von Motorenpools für Wettbewerbe)?
Die Antworten auf solche Fragen - in Form von Zahlen und Diagrammen aus gemessenen Daten - kann man bei SLOT-RACING AKADYNAMIX erhalten.

Gerne führen wir Auftragsprüfungen von Ihnen als Dienstleistung durch.