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Was ist SWAP? Größe, Gewicht und Leistung (Size Weight and Power)

12 Apr 2019
Randy Wilson

Diese drei Merkmale sind für die Auslegung eines Motors von grundlegender Bedeutung – in allen Anwendungsbereichen von der Verteidigung bis zur Industrie und darüber hinaus. In einer Zeit, in der alles kleiner und kompakter zu werden scheint, möchten wir alle, dass unsere Spielzeuge weniger Platz benötigen, jedoch ohne Kompromisse bei der Leistung einzugehen. Nehmen wir als Beispiel Autos. Wenn jemand einen Sportwagen kaufen will, achtet er in der Regel auf Merkmale wie hohe Geschwindigkeit, schnelle Beschleunigung, einen niedrigen Schwerpunkt, kompakte Abmessungen usw. Das alles ist für einen Sportwagen nichts Ungewöhnliches. Doch wenn jemand daherkommt und sagt, „Ich brauche einen zweitürigen Sportwagen, der 250 km/h fährt, jedoch auch meinen 10.000 Pfund-Anhänger ziehen kann“, haben wir möglicherweise ein Problem. Dasselbe gilt, wenn wir von Motoren reden. Ähnlich wie bei Autos sind kleinere Motoren in der Regel mit deutlich höheren Drehzahlen schneller unterwegs als große Motoren. Die großen Motoren sind jedoch diejenigen, die den 10.000 Pfund-Anhänger ziehen, oder in unserem Fall das höchste Drehmoment erzeugen.

 
Ich rede in diesem Fall von der Ausgangsleistung, die hauptsächlich vom Drehmoment und der Drehzahl abhängt. Die Ausgangsleistung eines Motors wird in Watt gemessen und entspricht dem Drehmoment in Newtonmeter multipliziert mit der Winkelgeschwindigkeit in Radiant pro Sekunde (Pout = τ * ω). Es ist sehr schwierig, einen Motor nur auf der Grundlage der Ausgangsleistung auszulegen. Wenn wir auf diese Gleichung das Kommutativgesetz anwenden, ist 1 Nm multipliziert mit 1000 rad/s gleich 1000 Watt, doch das gleiche gilt für 1000 Nm multipliziert mit 1 rad/s. Die Größe dieser beiden Motoren wäre jedoch sehr unterschiedlich. Daher sind die wichtigsten Kenndaten, die man bei der Auslegung eines Motors benötigt, das Drehmoment und die Drehzahl. Die Größe des Motors beruht auf diesen Daten, da sie festlegen, wie groß oder klein der Motor ausfällt.


Als allgemeine Leitlinie möchte ich das Verhältnis verwenden, das in der folgenden Abbildung dargestellt ist.


Die Vergrößerung der Länge des Motors ist direkt proportional zur Drehmomentkapazität. Das mag zwar großartig klingen, doch ein größerer Durchmesser des Motors erhöht die Drehmomentkapazität um das Verhältnis der Durchmesserzunahme im Quadrat. Wie bereits erwähnt, verringert eine größere Auslegung die Drehzahl, sodass auf jeden Fall ein Kompromiss für die jeweilige Applikation gefunden werden muss.



Und wo kommt bei alledem das Gewicht ins Spiel? Ich könnte nun sagen, dass man leichtere Materialien verwenden oder überflüssiges Material entfernen könnte, doch am Ende läuft es auf eins hinaus: Je größer der Motor, desto mehr wiegt er, und je kleiner er ist, desto geringer ist das Gewicht. Zusammenfassend kann man sagen, dass das Drehmoment sich auf die Drehzahl auswirkt, was wiederum die Leistung beeinflusst, die sich auf die Größe auswirkt, welche das Gewicht beeinflusst. Vielleicht hätte ich das gleich so sagen sollen. Ganz einfach, oder?

Über den Autor

Randy Wilson

Randy Wilson - Author
Randy Wilson ist Antriebstechnik-Ingenieur mit über 16 Jahren Erfahrung und entwickelt Lösungen für gewerbliche Branchen und die Verteidigungsindustrie. Randy ist gegenwärtig der regionale Vertriebsleiter Luftfahrt und Verteidigung von Kollmorgen für die asiatischen Märkte. Wenn er nicht gerade an Antriebslösungen arbeitet, entspannt er sich mit nachhaltiger Landwirtschaft und ist begeisterter Imker. Um Kontakt mit Randy aufzunehmen, schreiben Sie an: [email protected]

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