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Wirkungsgrad / Wärmeabfuhr?

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  1. Wirkungsgrad / Wärmeabfuhr?

    Autor: mifritscher 16.06.20 - 12:28

    Mich würde mal der Wirkungsgrad und die Wärmeabfuhr im Vergleich zu anderen E-Motoren interessieren.

    Bei 48V sind das ca. 1kA, zusätzlich bedeutet der Verzicht auf Kupfer höhere Widerstände, und der Verzicht auf Permanentmagnete sorgt dafür, dass mehr Zeug mit Strom durchflossen werden muss.

    Oder fällt das nicht merklich ins Gewicht? War die 150 kW Version im Auto auch ein Niedervolttyp? Im Wasser bekommt man Abwärme deutlich leichter weg.

    Ergänzung: Ja, die bauen 48V Dinger für alles bis 150 kW - 300kW sollen möglich sein.



    2 mal bearbeitet, zuletzt am 16.06.20 12:32 durch mifritscher.

  2. Re: Wirkungsgrad / Wärmeabfuhr?

    Autor: mainframe 16.06.20 - 14:46

    Würde mich auch interessieren.

    Man hat schon den Stromfluß im Citystromer bemerkt... 120V und 300-400A

  3. Re: Wirkungsgrad / Wärmeabfuhr?

    Autor: chefin 17.06.20 - 08:02

    Ein Magnetfeld ist nur vom Stromfluss abhängig. Spannung ist für die Berechnung der Feldstärke nicht nötig. Spannung ist nötig um den Strom fliesen zu lassen und den Widerstand zu überwinden. Daher ist wiederum der Widerstand relevant.

    Fast alle Erdleitungen sind inzwischen aus Aluminium, man muss sie nur dicker machen um die Verluste wieder zu begrenzen. Aluminium lässt sich als Kupferersatz gut verwenden. Zerlege mal einen alten Drehstrommotor, der hat auch einen Aluminium-Eisen-Rotor. Nur aussen ist eine Kupferwicklung. Diese Wicklung induziert Ströme in den Rotor die wiederum für das Magnetfeld im Rotor sorgen.

    So wirklich neu ist Aluminium im E-Motorbau also nicht. Auch der Teslamotor hat einen Alu-Eisen-Rotor, weil sie eine Asynchronmotor nutzen.

    https://de.wikipedia.org/wiki/Drehstrom-Asynchronmaschine

    Was nun neu ist, ist das alles aus Aluminium ist. Drähte aus Aluminium um zu wickeln sind eigentlich zu brüchig, ungeeignet. Kupfer ist das bessere Material wenns ums Wickeln und biegen geht.

    Wirkungsgrad ist relativ einfach zu ermitteln: der DC-Widerstand bestimmt die Verlustleistung, der AC-Widerstand die Abgabeleistung. Das Verhältniss dieser zwei Widerstände ist der Wirkungsgrad. AC-Widerstände sind Frequenzabhängig. Macht man die Frequenz höher steigt dieser Widerstand und damit auch der Wirkungsgrad. Folglich hängt viel vom Wirkungsgrad dann am Kontroller und wie schnell er taktet.

    Hier wiederum kommt es zum Ummagnetisieren und damit zu Begrenzungen wie schnell man takten kann. Nutr am mechanischen Aufbau kann man den Wirkungsgrad also garnicht festmachen. Massgeblich ist die Elektronik und die Spannungsquelle.

  4. Re: Wirkungsgrad / Wärmeabfuhr?

    Autor: Amsel 17.06.20 - 18:55

    chefin schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Ein Magnetfeld ist nur vom Stromfluss abhängig. Spannung ist für die
    > Berechnung der Feldstärke nicht nötig. Spannung ist nötig um den Strom
    > fliesen zu lassen und den Widerstand zu überwinden. Daher ist wiederum der
    > Widerstand relevant.

    Oder anderst Ausgedrückt es ist egal ob der Strom in der Nut des Elektromotors sich auf viele oder wenige oder wie hier nur auf eine Leitung aufteilt.

    Die Verluste sind identisch.

    Einen Unterschied macht es aber für die Spannung und den Strom der Wicklung, Hier braucht man für jede zusätzliche Windung entsprechend mehr Spannung aber weniger Strom. (Die Spannung über einer Windung ist immer die Gleiche, der Strom aller Windungsquerschnitten auch.)

    Volabo baut halt einen Motor wo die Einzelspule nur eine halbe Windung macht. Desshalb kleine Spannung aber großer Strom.


    > Wirkungsgrad ist relativ einfach zu ermitteln: der DC-Widerstand bestimmt
    > die Verlustleistung, der AC-Widerstand die Abgabeleistung. Das Verhältniss
    > dieser zwei Widerstände ist der Wirkungsgrad. AC-Widerstände sind
    > Frequenzabhängig. Macht man die Frequenz höher steigt dieser Widerstand und
    > damit auch der Wirkungsgrad. Folglich hängt viel vom Wirkungsgrad dann am
    > Kontroller und wie schnell er taktet.

    > Hier wiederum kommt es zum Ummagnetisieren und damit zu Begrenzungen wie
    > schnell man takten kann. Nutr am mechanischen Aufbau kann man den
    > Wirkungsgrad also garnicht festmachen. Massgeblich ist die Elektronik und
    > die Spannungsquelle.


    Wie Ermittelst du den AC-Widerstand, wie den DC-Widerstand?

    Einfacher gesagt ist der Wirkungsgrad der Bruch aus Ausgabeleistung und der aufgenommen Leistung.
    Die Beiden unterscheiden sich über die Verlustleistungen.
    Verluste sind:

    Ohmsche Verluste.

    Blechverluste
    (Wirbelströme und Hystereseverluste)

    Mechanische Verluste
    (Reibung in Lagern, Luftreibung des Rotors und ganz wichtig Kühlung, sei es der Lüfter oder auch die Wasserkühlung.)

    Alle Drei Verlustarten sind bei Volabo nicht größer aber auch nicht kleiner wie wenn man den Motor normal aufbauen würde.


    Ich habe mir die Website der Firma angesehen und bin nicht wirklich beeindruckt von ihrer Technik:

    Die Tatsache dass sie überall Kupfer vermeiden bedeutet lediglich dass die Leistungsdichte sinkt und/oder die Verlustleistungen steigen!

    Eine Asynchronmaschine hat keine Seltenen Erden Verbaut, egal ob sie von Velabo oder von Siemens/VEM/SEW/... kommt!

    Das "Virtuelle Getriebe" ist nicht das was der Laie sich darunter vorstellt!
    Polumschaltbare Motoren gibt es schon ewig. Allerdings weil man dann ohne Leistungselektronik verschiedene Drehzahlen nutzen kann. Die Drehzahl der Asynchronmaschinen hängt von der Netzfrequenz ab. Mit zunehmender Verbreitung der Leistungselektronik starben die polumschaltbaren Motoren aus.
    Das soll nicht heisen das Volabo Unfug mit der Polumschaltung macht. Eher dass das ein netter kleiner Trick ist den Wirkungsgrad zu verbessern, mehr nicht.

    Ich sehe keinen Sicherheitsgewinn wenn man Kleinspannung verwendet. Außer in einzelnen Spezialanwendungen vielleicht.

    Die erhöhte Ausfallsicherheit ist tatsächlich der einzige Punkt den Sie von anderen Systemen unterscheidet.



    3 mal bearbeitet, zuletzt am 17.06.20 19:04 durch Amsel.

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