Erstellung eines Simulationsmodells für pneumatische Lamellenmotoren

Abstract

Zur Wandlung pneumatischer in mechanische Energie kommen Druckluftmotoren zum Einsatz. Es existieren verschiedene Bauformen wie z.B. Lamellenmotoren und Radialkolbenmotoren. Im Vergleich zu Elektromotoren haben die Luftmotoren ein höheres spezifisches Drehmoment. Sie sind robuster als andere Arten von Motoren und brauchen weniger Wartung. Die Möglich-keit, das Drehmoment und die Drehzahl nur mit dem Eingangsdruck und dem Abluftmassen-strom zu regeln, ist ein weiterer Vorteil. Die verschiedenen Bauformen unterscheiden sich ins-besondere durch ihr maximales Drehmoment wobei die Kolbenmotoren das höchste spezifische Drehmoment liefern. Ziel der Arbeit ist die Erstellung eines Lamellenmotormodells in Matlab/Simulink. Es wird ein mathematisches Modell für einen Motor mit einer veränderlichen Anzahl von Lamellen imple-mentiert. Außerdem werden die Reibung und auch die Leckage berücksichtigt. Es soll ein Mo-dell entwickelt werden, das die Variation von Parametern wie der Anzahl von Lamellen, des Eingangsdruck sowie des Ausgangsdrucks ermöglicht. Berechnet werden die Leistung, das Drehmoment und die Drehzahl des Lamellenmotors. Die Erstellung des Modells erfolgt in Matlab/Simulink. Vor den entsprechenden mathematischen Analysen und der Implementierung wird eine Literaturrecherche über den Stand der Technik von Lamellenmotoren und bisherige Simulationsansätze durchgeführt. Um die Überprüfung des Modells durchzuführen, wird das Drehmoment eines Lamellenmotors an einem Prüfstand in Abhängigkeit vom Versorgungsdruck und dem zugeführten Luftmassen-stromgemessen. Auf Basis der experimentellen Daten kann das erstellte Modell validiert wer-den.