Discussion:
maximal möglicher Wirkungsgrad E-Motor
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Mark Ise
2009-02-07 14:09:50 UTC
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Hallo,

neulich hat jemand im TV beim Thema Elektroantrieb im Auto über
Wirkungsgrade von 95% gegenüber 35% beim Verbrenner gesprochen.

Das kommt mir etwas unrealistisch vor.

Weiß jemand, welche Wirkungsgrade derzeit typisch sind?
Welche Elektromotoren werden bei E-Cars für gewöhnlich eingesetzt? Sind
das einfache Käfigläufer, oder eher Synchronmaschinen mit Permanentmagneten?
--
Mark
Christoph Müller
2009-02-07 18:58:13 UTC
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Raw Message
Post by Mark Ise
neulich hat jemand im TV beim Thema Elektroantrieb im Auto über
Wirkungsgrade von 95% gegenüber 35% beim Verbrenner gesprochen.
Das kommt mir etwas unrealistisch vor.
Ist es aber nicht.

Allerdings muss man berücksichtigen, von welcher Energieform man als
Basis spricht. Üblich ist, dass man die meint, die unmittelbar in den
Wandler rein geht. Diese setzt man dann ins Verhältnis zu der
aufgewändeten Basisenergie. Dann kriegt man Nutzen/(dafür nötigen
Aufwand) = Wirkungsgrad. (In der Wirtschaft heißt diese Formel
"Wirtschaftlichkeit".) Beim Verbrenner wär's z.B. Benzin oder Diesel.
Beim E-Motor elektrischer Strom. Und eben dieser Strom muss i.d.R. erst
mal per Verbrenner produziert werden.
--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de
Joerg Honerla
2009-02-07 18:58:07 UTC
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Post by Mark Ise
Hallo,
neulich hat jemand im TV beim Thema Elektroantrieb im Auto ÃŒber
Wirkungsgrade von 95% gegenÃŒber 35% beim Verbrenner gesprochen.
95% wÀren fÌr einen Synchronmotor grosser Bauart z.B. fuer Schiffsantriebe
eher schlecht, wo will ich da mit der VerlustwÀrme hin. Bei Asynchronmotoren
kommt es u.a. auf den Schlupf an, aber so bei 95% kann der Wirkungsgrad
schon ungefÀhr liegen.
Post by Mark Ise
Das kommt mir etwas unrealistisch vor.
Weiß jemand, welche Wirkungsgrade derzeit typisch sind?
Je größer der Motor, desto besser.
Post by Mark Ise
Welche Elektromotoren werden bei E-Cars fÌr gewöhnlich eingesetzt? Sind
das einfache KÀfiglÀufer, oder eher Synchronmaschinen mit
Permanentmagneten?
Das wird sich noch herausstellen. Erstere sind preiswerter, die letzteren
hÀtten einen besseren Gesamtwirkungsgrad besonders im dynamischen Betrieb.
Selbst bei der Bahn gibt es dort Philosophien, die ICE's fahren mit
Asynchronmotoren, der TGV mit Synchronmotoren.

Jörg Honerla
Harald Wilhelms
2009-02-08 13:20:44 UTC
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Post by Joerg Honerla
Bei Asynchronmotoren
kommt es u.a. auf den Schlupf an, aber so bei 95% kann der Wirkungsgrad
schon ungefähr liegen.
Hmm, wird der Schlupf eigentlich in
Wärme umgesetzt?
Gruss
Harald
Matthias Dingeldein
2009-02-08 14:02:11 UTC
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(Subject repariert und entumlautet)
Post by Harald Wilhelms
Hmm, wird der Schlupf eigentlich in
Wärme umgesetzt?
ja: durch den Schlupf wird ein Strom im Laeufer induziert, der fuer
das Magnetfeld sorgt, das dann das Drehmoment macht. Da der Laeufer
einen endlichen Widerstand hat, entstehen durch diesen Strom auch
ohmsche Verluste, die durch Induktion aus dem Stator ersetzt werden
muessen. Grob gesagt: je hoeher der Widerstand des Laeufers, desto
groesser der Schlupf bei gegebenem Drehmoment (das wiederum durch
die Staerke des Magnetfeldes bestimmt wird - also Strom im Laeufer
sinkt -> Magnetfeld wird schwaecher -> Schlupf steigt -> induzierte
Spannung steigt -> Strom steigt etc.). Bei einem supraleitenden
Laeufer haette man keine ohmschen Verluste, durch den "ungebremst"
fliessenden Strom ein "eingefrorenes" Magnetfeld, und damit quasi
eine Synchronmaschine.

Gruss, Matthias Dingeldein
--
Nun tut mal nicht so, als ob im Osten die Thyristoren noch mit
Streichhoelzern gezuendet wurden.
(Gerd Belo in debet)
Rolf_Bombach
2009-02-08 20:55:46 UTC
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Raw Message
Post by Matthias Dingeldein
ja: durch den Schlupf wird ein Strom im Laeufer induziert, der fuer
das Magnetfeld sorgt, das dann das Drehmoment macht. Da der Laeufer
einen endlichen Widerstand hat, entstehen durch diesen Strom auch
ohmsche Verluste, die durch Induktion aus dem Stator ersetzt werden
muessen. Grob gesagt: je hoeher der Widerstand des Laeufers, desto
groesser der Schlupf bei gegebenem Drehmoment (das wiederum durch
die Staerke des Magnetfeldes bestimmt wird - also Strom im Laeufer
sinkt -> Magnetfeld wird schwaecher -> Schlupf steigt -> induzierte
Spannung steigt -> Strom steigt etc.). Bei einem supraleitenden
Laeufer haette man keine ohmschen Verluste, durch den "ungebremst"
fliessenden Strom ein "eingefrorenes" Magnetfeld, und damit quasi
eine Synchronmaschine.
Je grösser die Ohmschen Verluste im Läufer, desto grösser aber
auch das Anlaufmoment, siehe auch Schleifringmotor. Überleg
mal, ob ein Motor mit supraleitendem Läufer überhaupt Moment
erzeugt.
--
mfg Rolf Bombach
Matthias Dingeldein
2009-02-09 08:56:40 UTC
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Raw Message
Post by Rolf_Bombach
Je grösser die Ohmschen Verluste im Läufer, desto grösser aber
auch das Anlaufmoment, siehe auch Schleifringmotor.
fast: selber anlaufen kann die Maschine dann genauso schlecht wie
eine Synchronmaschine, aber ueber das Kippmoment kommt man auch
mit noch so grossen Widerstaenden im Laeufer nicht rueber ;-)
Post by Rolf_Bombach
Überleg
mal, ob ein Motor mit supraleitendem Läufer überhaupt Moment
erzeugt.
interessantes Gedankenexperiment :)
Ich gehe mal vom einphasigen T-Ersatzschaltbild aus (Statorverluste
vernachlaessigt):

o---####---+-- --####----RRRR---+
L1 | L2' R2'/s |
| # | | I2'
v U1 # Lh | v
| |
o----------+-- -----------------+
^Luftspalt

Dann ist die ueber den Luftspalt uebertragene Wirkleistung
P = 3*(R2'/s)*(I2')^2 (1)
Die Verlustleistung im Laeufer ist Pv=3*(R2')(I2')^2, die mechanische
Leistung ist der Rest Pmech=P-Pv.
Versucht man, die Maschine anlaufen zu lassen, bekommt man ein Problem,
denn die Leistung, die man ueber den Luftspalt bekommt, ist null, und
damit auch das Drehmoment (R2'/s = 0 in (1)).
Hat man die Maschine anderweitig auf Synchrondrehzahl beschleunigt
(z.B. durch zum Anlauf noch nicht aufgebaute Supraleitung, vgl. Anlauf-
widerstaende beim Schleifringlaeufer), bekommt man wegen s=0 fuer
den Term R2'/s einen Ausdruck der Form 0/0, d.h. man weiss gar nicht
mehr so recht, was P denn jetzt hat. Dafuer bekommt man wegen R2'=0
Pv=0 und Pmech=(1-s)*P=P, also keine Laeuferverluste mehr.
Ob man jetzt ein Drehmoment auf der Synchrondrehzahl kriegt, haengt
davon ab, ob man es geschafft hat, beim Aufbau der Supraleitung ein
Magnetfeld im Rotor "einzufrieren", wenn ja hat man eine Synchron-
maschine mit quasi permanenterregtem Rotor, wenn nein hat man eine
grosse Spule mit einem frei drehbaren Supraleiter in der Mitte, in den
man kein Magnetfeld und damit auch kein Drehmoment hineinbekommt.

Das gleiche Ergebnis kriegt man, wenn man sich die n,M-Kurve anguckt
fuer verschiedene Laeuferwiderstaende (Kippmoment bleibt ja konstant,
nur der Kippschlupf aendert sich), die ist beim Anlauf mit Anlass-
widerstaenden am Schleifring so ein Schlittenhuegel, wird mit kleinerem
Widerstand dann eine Klippe, uebergehend in eine vorspringende Nase,
und bei R=0 hat man ein Sprungbrett (war mir nur auf den ersten Blick
nicht sicher, ob man da nicht noch irgendwelche Fiesitaeten beachten
muss, die einem bei R=0 einen Strich durch die Rechnung machen und das
Moment immer zu null werden lassen).

... oder hab ich was uebersehen?

Gruss, Matthias Dingeldein
--
Das Diganosesystem der BUES2000 Bahnuebergaenge von SchuB kann dir neben
Deutsch auch in Franzoesisch, Englisch, Polnisch und Ungarisch erklae-
ren dass es im Grunde nicht weiss warum die Anlage nicht funktioniert
Ralf G.
Marcel Müller
2009-02-09 17:30:45 UTC
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Raw Message
Hallo,

Matthias Dingeldein wrote:
[...]
Post by Matthias Dingeldein
Ob man jetzt ein Drehmoment auf der Synchrondrehzahl kriegt, haengt
davon ab, ob man es geschafft hat, beim Aufbau der Supraleitung ein
Magnetfeld im Rotor "einzufrieren", wenn ja hat man eine Synchron-
maschine mit quasi permanenterregtem Rotor, wenn nein hat man eine
grosse Spule mit einem frei drehbaren Supraleiter in der Mitte, in den
man kein Magnetfeld und damit auch kein Drehmoment hineinbekommt.
so in der Art. bei einem Typ 1 Supraleiter gibt es grundsätzlich
überhaupt kein Feld im supraleitenden Material. Erst mit Typ 2
funktioniert das Einfangen im Material, weil sich das winzige
normalleitende Vertizes ausprägen können. Ab einer bestimmten Feldstärke
knallt das natürlich, bei Typ 2 üblicherweise später als bei Typ 1. Und
da Supraleiter durchaus beträchtliche Enegriemengen im Feld speichern
können, die dann mehr oder minder instantan frei werden, kann das
durchaus spektakulär werden.

Deshalb würde man einen Supraleiter zu diesem Zweck immer als Luftspule
im Sinne einer Erregerwicklung auslegen. Die ist im supraleitenden
Zustand aber auch nichts anderes als ein Permanentmagnet. Kurzum, damit
ist man wieder bei der Synchronmaschine. Das funktioniert natürlich.
Wenn der Stator auch noch Supraleitend ist, kommt da schon ordentlich
etwas raus. Nur die Kühlung bei gleichzeitiger mechanischer Stabilität
ist i.a. unrentabel.

Das Feld bekommt man in einen Spuraleiter, indem man die Spule an einer
Ecke temporär aufheizt und dann entweder ein äußeres Feld erzeugt oder
beidseitig des normalleitenden Punktes einen Strom einkoppelt.
Da der Rest der Spule nach wie vor supraleitend ist, kann durch die
normalleitende Stelle mangels Spannungsabfall auch stationär kein Strom
abfließen. Nur die Induktionsspannung liegt dort an. Deshalb muss man
den Strom langsam und ziemlich gleichmäßig hochfahren. (Rauschen ist
auch Böse.) Bei keramischen Supraleitern ist die Leitfähigkeit im
normalleitenden Zustand nicht so der Knackpunkt. Da ist dann das
Netzteil begrenzend, dass die ggf. erheblichen Spannungsausschläge der
Spule incl. Polaritätswechsel abkönnen muss. Abhilfe schaffen ein paar
fette Begrenzerdioden parallel zur supraleitenden Spule.
Der Vorteil der Strom-Methode ist, dass man ganz erhebliche Feldstärken
einkoppeln kann (mehrere Tesla).


Marcel
Ralf Kusmierz
2009-02-09 21:41:39 UTC
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Raw Message
X-No-Archive: Yes
Post by Marcel Müller
Post by Matthias Dingeldein
Ob man jetzt ein Drehmoment auf der Synchrondrehzahl kriegt, haengt
davon ab, ob man es geschafft hat, beim Aufbau der Supraleitung ein
Magnetfeld im Rotor "einzufrieren", wenn ja hat man eine Synchron-
maschine mit quasi permanenterregtem Rotor, wenn nein hat man eine
grosse Spule mit einem frei drehbaren Supraleiter in der Mitte, in den
man kein Magnetfeld und damit auch kein Drehmoment hineinbekommt.
Das sehe ich nicht so: Solange bei einer hypothetischen
Asynchronmaschine mit widerstandsfreiem Käfig Schlupf auftritt,
"sieht" eine Käfigmasche eine Induktionsspannung, die sie natürlich
mit einem entsprechenden Strom, der das verursachende Magnetfeld
verdrängt, wieder verschwinden läßt. Ein Ständerfeld induziert also
einen Käfigstrom, und aus der Überlagerung der beiden Felder
resultiert ein Drehmoment. Wenn wir uns gerade mal an das
Ersatzschaltbild der Asynchronmaschine erinnern, so ist der scheinbare
Läuferwiderstand gleich R/s, was bedeutet, daß im synchronen Lauf s=0
kein Käfigstrom fließt und also kein Drehmoment anliegt. Für andere s
ist der Käfigwiderstand endlich, aber es spielt keine Rolle, wenn er
verschwindet, die ASM läuft trotzdem. Der Käfig verdrängt im Betrieb
ohnehin das Feld aus dem Läufer - bei einem supraleitenden Käfig würde
er das eben perfekt tun, so daß kein Eisen erforderlich wäre, denn es
wäre "arbeitslos".

Ein supraleitender Ring wird von einem Magnetfeld abgestoßen, obwohl
es logischerweise in dessen Inneres nicht eindringen kann. Eben der
durch die Annäherung an das Feld induzierte Strom verdrängt das Feld
aus dem Ring und sorgt für die abstoßende Kraft, und genauso liefe
eine ASM mit supraleitendem Käfig. Wenn die Ständerwicklung auch noch
supraleitend wäre, liefe die Maschine elektrisch völlig verlustfrei.
Post by Marcel Müller
so in der Art. bei einem Typ 1 Supraleiter gibt es grundsätzlich
überhaupt kein Feld im supraleitenden Material. Erst mit Typ 2
funktioniert das Einfangen im Material, weil sich das winzige
normalleitende Vertizes ausprägen können. Ab einer bestimmten Feldstärke
knallt das natürlich, bei Typ 2 üblicherweise später als bei Typ 1. Und
da Supraleiter durchaus beträchtliche Enegriemengen im Feld speichern
können, die dann mehr oder minder instantan frei werden, kann das
durchaus spektakulär werden.
Deshalb würde man einen Supraleiter zu diesem Zweck immer als Luftspule
im Sinne einer Erregerwicklung auslegen. Die ist im supraleitenden
Zustand aber auch nichts anderes als ein Permanentmagnet. Kurzum, damit
ist man wieder bei der Synchronmaschine. Das funktioniert natürlich.
Wenn der Stator auch noch Supraleitend ist, kommt da schon ordentlich
etwas raus. Nur die Kühlung bei gleichzeitiger mechanischer Stabilität
ist i.a. unrentabel.
"Im Material", Luftspule?

Stell Dir eine ganz normale Eisendrossel mit oder ohne Luftspalt vor,
mit einer zusätzlichen getrennten kurzgeschlossenen Windung aus
supraleitendem Material oberhalb der Sprungtemperatur. Nun Gleichstrom
durch die (Normal-)Wicklung: -> Magnetfeld im Eisen. Runterkühlen, bis
Windung supraleitend, und solange die Temperatur der Windung niedrig
bleibt, kriegst Du das Magnetfeld aus dem Eisen nicht mehr heraus:
Wenn Du den initialen Strom abstellst, übernimmt die supraleitende
Windung den Strom.
Post by Marcel Müller
Das Feld bekommt man in einen Spuraleiter, indem man die Spule an einer
Ecke temporär aufheizt und dann entweder ein äußeres Feld erzeugt oder
beidseitig des normalleitenden Punktes einen Strom einkoppelt.
Da der Rest der Spule nach wie vor supraleitend ist, kann durch die
normalleitende Stelle mangels Spannungsabfall auch stationär kein Strom
abfließen. Nur die Induktionsspannung liegt dort an.
Verstehe ich nicht: Diese Induktionsspannung sollte dafür sorgen, daß
der Strom auch ein wenig durch den normalleitenden Zweig fließt.
Post by Marcel Müller
Deshalb muss man
den Strom langsam und ziemlich gleichmäßig hochfahren. (Rauschen ist
auch Böse.)
Damit der "Falschrum"-Strom durch den normalleitenden Zweig klein
bleibt?
Post by Marcel Müller
Bei keramischen Supraleitern ist die Leitfähigkeit im
normalleitenden Zustand nicht so der Knackpunkt. Da ist dann das
Netzteil begrenzend, dass die ggf. erheblichen Spannungsausschläge der
Spule incl. Polaritätswechsel abkönnen muss. Abhilfe schaffen ein paar
fette Begrenzerdioden parallel zur supraleitenden Spule.
Der Vorteil der Strom-Methode ist, dass man ganz erhebliche Feldstärken
einkoppeln kann (mehrere Tesla).
Und hier fehlt dann noch: Und dann den normalleitenden Abschnitt auch
runterkühlen und den äußeren Strom wegnehmen. Aber für eine ASM ist es
eben nicht erforderlich, dem Läufer eine Vormagnetisierung zu
verpassen. Wenn man es dennoch täte, um auch einen synchronen Lauf zu
ermöglichen (im Asynchronbetrieb induziert es dann aber
Rotorfrequenzspannungen im Ständer, was das E-Werk übelnimmt), braucht
man aber auch Eisen im Rotor.


Gruß aus Bremen
Ralf
--
R60: Substantive werden groß geschrieben. Grammatische Schreibweisen:
adressiert Appell asynchron Atmosphäre Autor bißchen Ellipse Emission
gesamt hältst Immission interessiert korreliert korrigiert Laie
nämlich offiziell parallel reell Satellit Standard Stegreif voraus
Marcel Müller
2009-02-10 17:19:33 UTC
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Raw Message
Hallo,
Post by Ralf Kusmierz
Post by Marcel Müller
Post by Matthias Dingeldein
Ob man jetzt ein Drehmoment auf der Synchrondrehzahl kriegt, haengt
davon ab, ob man es geschafft hat, beim Aufbau der Supraleitung ein
Magnetfeld im Rotor "einzufrieren", wenn ja hat man eine Synchron-
maschine mit quasi permanenterregtem Rotor, wenn nein hat man eine
grosse Spule mit einem frei drehbaren Supraleiter in der Mitte, in den
man kein Magnetfeld und damit auch kein Drehmoment hineinbekommt.
Das sehe ich nicht so: Solange bei einer hypothetischen
Asynchronmaschine mit widerstandsfreiem Käfig Schlupf auftritt,
"sieht" eine Käfigmasche eine Induktionsspannung, die sie natürlich
mit einem entsprechenden Strom, der das verursachende Magnetfeld
verdrängt, wieder verschwinden läßt.
stimmt, Du hast Recht, es gibt kein Feld im Inneren, weil sich ein
entsprechender, entgegengesetzter Oberflächenstrom ausprägt. Aber
bezüglich des Drehmoments habe ich dennoch bedenken. Es setzt ja voraus,
dass das Feld von Rotor und Stator leicht verdreht sind. Damit hätte man
notwendigerweise ein von Null verschiedenes Restfeld.
Post by Ralf Kusmierz
Für andere s
ist der Käfigwiderstand endlich, aber es spielt keine Rolle, wenn er
verschwindet, die ASM läuft trotzdem. Der Käfig verdrängt im Betrieb
ohnehin das Feld aus dem Läufer - bei einem supraleitenden Käfig würde
er das eben perfekt tun, so daß kein Eisen erforderlich wäre, denn es
wäre "arbeitslos".
Müsste die Maschine unter diesen Umständen (Supraleiter) nicht
notwendigerweise synchron laufen? Irgendwie weiß ich im Moment nicht so
recht, wohin mit der Verlustleistung aus einem Schlupf. Irgendwie
klemmen meine Gedanken noch.
Post by Ralf Kusmierz
Ein supraleitender Ring wird von einem Magnetfeld abgestoßen, obwohl
es logischerweise in dessen Inneres nicht eindringen kann. Eben der
durch die Annäherung an das Feld induzierte Strom verdrängt das Feld
aus dem Ring und sorgt für die abstoßende Kraft, und genauso liefe
eine ASM mit supraleitendem Käfig. Wenn die Ständerwicklung auch noch
supraleitend wäre, liefe die Maschine elektrisch völlig verlustfrei.
Genaugenommen nicht ganz. Das mit der verlustfreien Supraleitung
funktioniert nur für den DC-Fall. Aber zugegeben, bei den erwartbaren
Frequenzen wäre die Annahme gut.
Post by Ralf Kusmierz
Post by Marcel Müller
Nur die Kühlung bei gleichzeitiger mechanischer Stabilität
ist i.a. unrentabel.
"Im Material", Luftspule?
Nicht Luft, es muss nur paramagnetisch (oder von mir aus diamagnetisch)
sein.
Aber letztlich ist das egal. Das supraleitende Material muss mechanisch
angekoppelt werden. Und damit kommt die Konkurrenzsituation zwischen
Wärmeleitung, Stabilität und Sprödigkeit. Und bei realistischen
Temperaturen ist das gar nicht so ohne. Die gern beworbene
Sprungtempertatur von HT-Supraleitern gilt nur im unbelasteten Fall.
Wenn man ordentlich Bumms haben will, braucht man eine deutlich kältere
Umgebung.
Post by Ralf Kusmierz
Stell Dir eine ganz normale Eisendrossel mit oder ohne Luftspalt vor,
mit einer zusätzlichen getrennten kurzgeschlossenen Windung aus
supraleitendem Material oberhalb der Sprungtemperatur. Nun Gleichstrom
durch die (Normal-)Wicklung: -> Magnetfeld im Eisen. Runterkühlen, bis
Windung supraleitend, und solange die Temperatur der Windung niedrig
Wenn Du den initialen Strom abstellst, übernimmt die supraleitende
Windung den Strom.
Ja, das ist der alternative Weg zur Magnetisierung. Mit einer Windung
wird es allerdings nichts, da würde einem die kritische Stromdichte um
die Ohren fliegen, zumal ja sowieso nur die Oberfläche beiträgt. Es muss
also schon etwas breiteres sein.
Post by Ralf Kusmierz
Post by Marcel Müller
Da der Rest der Spule nach wie vor supraleitend ist, kann durch die
normalleitende Stelle mangels Spannungsabfall auch stationär kein Strom
abfließen. Nur die Induktionsspannung liegt dort an.
Verstehe ich nicht: Diese Induktionsspannung sollte dafür sorgen, daß
der Strom auch ein wenig durch den normalleitenden Zweig fließt.
'Der' Strom kann man nicht sagen. Es ist halt die Induktionsspannung
durch magneitische Flussänderung geteilt durch den Übergangswiderstand
an der Heizstelle. Da man die in den Kryostat eingebrachte Leistung
üblicherweise klein halten will, ist dieser Bereich halt eher klein.
Post by Ralf Kusmierz
Post by Marcel Müller
Deshalb muss man
den Strom langsam und ziemlich gleichmäßig hochfahren. (Rauschen ist
auch Böse.)
Damit der "Falschrum"-Strom durch den normalleitenden Zweig klein
bleibt?
Der Rauschstrom muss im Prinzip komplett durch den normalleitenden
Zweig, da die üblicherweise windungsreiche Spule den Stromschwankungen
nicht beliebig schnell folgen kann. Jedenfalls nicht ohne ordentlichen
Spannungshub, den die nur für extrem kleine Ausgangsspannungen
ausgelegten Netzteile nicht so abkönnen. Wenn der normalleitende Zweig
jetzt sehr hochohmig ist, hat das Netzteil kaum eine Möglichkeit seine
Rauschleistung loszuwerden. Ein dicker Kondensator tut da Not. Der
bildet mit der Spule aber einen Resonator mit durchaus höherer Güte,
sofern sich keine magnetisch dissipativen Materialien im Feld der Spule
befinden. Das alles macht die Regelung des Netzteils nicht ganz einfach.
Post by Ralf Kusmierz
Post by Marcel Müller
Der Vorteil der Strom-Methode ist, dass man ganz erhebliche Feldstärken
einkoppeln kann (mehrere Tesla).
Und hier fehlt dann noch: Und dann den normalleitenden Abschnitt auch
runterkühlen und den äußeren Strom wegnehmen.
Ja, klar. So endet die Prozedur. Dann hat man einen extremst konstanten
Permanentmagnet. Allerdings nur bei Typ 1 Supraleitern. Denn bei Typ 2
können die Vertizes noch wandern, was das Feld verändert. Alle
HT-Supraleiter sind Typ 2.

Jetzt muss man das Teil nur noch kalt halten, da sonst sämtliche
Feldenergie auf einen Schlag frei wird - und zwar in der Spule.
Post by Ralf Kusmierz
Aber für eine ASM ist es
eben nicht erforderlich, dem Läufer eine Vormagnetisierung zu
verpassen. Wenn man es dennoch täte, um auch einen synchronen Lauf zu
ermöglichen (im Asynchronbetrieb induziert es dann aber
Rotorfrequenzspannungen im Ständer, was das E-Werk übelnimmt), braucht
man aber auch Eisen im Rotor.
Wieso Eisen im Rotor?


Marcel
Ralf Kusmierz
2009-02-10 21:55:22 UTC
Antworten
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Raw Message
X-No-Archive: Yes
Post by Marcel Müller
Post by Ralf Kusmierz
Für andere s
ist der Käfigwiderstand endlich, aber es spielt keine Rolle, wenn er
verschwindet, die ASM läuft trotzdem. Der Käfig verdrängt im Betrieb
ohnehin das Feld aus dem Läufer - bei einem supraleitenden Käfig würde
er das eben perfekt tun, so daß kein Eisen erforderlich wäre, denn es
wäre "arbeitslos".
Müsste die Maschine unter diesen Umständen (Supraleiter) nicht
notwendigerweise synchron laufen? Irgendwie weiß ich im Moment nicht so
recht, wohin mit der Verlustleistung aus einem Schlupf. Irgendwie
klemmen meine Gedanken noch.
Die Verlustleitung ist nur ein "Dreckeffekt". Für das Drehmoment ist
nur der Läuferstrom I_L verantwortlich; bei endlichen
Läuferwiderständen R_L verbrät der nebenbei auch eine Verlustleistung
I_L^2*R_L/s, aber wenn R_L->0 geht, ändert sich an der Funktion der
ASM gar nichts (mal abgesehen davon, daß wegen der Reihenschaltung von
R_L/s und j*omega_L*L_L sich die Phasenlage des Läuferstroms
geringfügig ändert, aber da R_L/L_L<<omega, ist das ziemlich wurscht.

Der Unterschied zwischen einer ASM und einer SM ist, daß bei einer ASM
für s=0 (synchroner Lauf) I_L verschwindet (weil bei omega_L=0
natürlich kein Strom induziert wird) und die ASM daher ohne Schlupf
auch kein Moment hat. Bei einer SM wird natürlich auch kein Läuferstom
induziert, sondern von außen reingesteckt (oder Permanenterregung
verwendet).
Post by Marcel Müller
Post by Ralf Kusmierz
"Im Material", Luftspule?
Nicht Luft, es muss nur paramagnetisch (oder von mir aus diamagnetisch)
sein.
Es kann sehr wohl auch ferromagnetisch sein (also: natürlich nicht das
supraleitende Material, sondern der "Kern" bzw. das Blechpaket).
Post by Marcel Müller
Aber letztlich ist das egal. Das supraleitende Material muss mechanisch
angekoppelt werden.
* MÖÖÖP! *

Beliebter Anfängerfehler: Die magnetischen Kräfte in einer
elektrischen Maschine wirken _nicht_ auf die Leiter, sondern auf das
Eisen. Für µ = oo ist der Wicklungsraum feldfrei - wie sollen da
Kräfte auf stromdurchflossene Leiter wirken, für "IxB" fehlt da dann
"B". Die mechanische Befestigung der Wicklung ist gewissermaßen dazu
da, daß die Leiter nicht runterfallen bzw. im Wicklungsraum
herumklötern - natürlich muß sie auch noch die Stromkräfte zwischen
den Leitern aufnehmen, aber da die Wicklungstränge (meist pro Nut
sowieso bloß ein Ober- und ein Unterstab) von parallelen Strömen
durchflossen werden, ziehen die sich an.
Post by Marcel Müller
Und damit kommt die Konkurrenzsituation zwischen
Wärmeleitung, Stabilität und Sprödigkeit. Und bei realistischen
Temperaturen ist das gar nicht so ohne.
Klar, Maschinen rappeln und rumpeln, mit gläsernen Leitern kommt man
da nicht weit, vor allem, wenn die Vergußmasse wegen der Wärmeleitung
möglichst auch noch aus Vakuum bestehen sollte.
Post by Marcel Müller
Post by Ralf Kusmierz
Aber für eine ASM ist es
eben nicht erforderlich, dem Läufer eine Vormagnetisierung zu
verpassen. Wenn man es dennoch täte, um auch einen synchronen Lauf zu
ermöglichen (im Asynchronbetrieb induziert es dann aber
Rotorfrequenzspannungen im Ständer, was das E-Werk übelnimmt), braucht
man aber auch Eisen im Rotor.
Wieso Eisen im Rotor?
Na, um Flußdichte in den Luftspalt zu kriegen: Der Strom im
Supraleiter macht ja erst einmal nur Gesamt-Durchflutung, aber von den
vorhandenen A/m möchte man natürlich möglichst viel in die paar mm
unter den Ständerpolschuhen kriegen und sie nicht nutzlos als
Streufeld verbraten, also wird der restliche Feldlinienweg mit µ=oo
kurzgeschlossen.


Gruß aus Bremen
Ralf
--
R60: Substantive werden groß geschrieben. Grammatische Schreibweisen:
adressiert Appell asynchron Atmosphäre Autor bißchen Ellipse Emission
gesamt hältst Immission interessiert korreliert korrigiert Laie
nämlich offiziell parallel reell Satellit Standard Stegreif voraus
Rolf_Bombach
2009-02-19 20:30:15 UTC
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Raw Message
Post by Ralf Kusmierz
Beliebter Anfängerfehler: Die magnetischen Kräfte in einer
elektrischen Maschine wirken _nicht_ auf die Leiter, sondern auf das
Eisen.
Nicht oder nur fast nicht? Siehe auch eisenloser Glockenanker.
--
mfg Rolf Bombach
Ralf K u s m i e r z
2009-02-19 21:03:39 UTC
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Raw Message
X-No-Archive: Yes
Post by Rolf_Bombach
Post by Ralf Kusmierz
Beliebter Anfängerfehler: Die magnetischen Kräfte in einer
elektrischen Maschine wirken _nicht_ auf die Leiter, sondern auf das
Eisen.
Nicht oder nur fast nicht? Siehe auch eisenloser Glockenanker.
Stehen die magnetischen Feldlinien auf dem Eisen senkrecht oder nur
fast senkrecht?

Spaltet man Haare genau in der Mitte oder nur fast genau in der Mitte?


Gruß aus Bremen
Ralf
--
R60: Substantive werden groß geschrieben. Grammatische Schreibweisen:
adressiert Appell asynchron Atmosphäre Autor bißchen Ellipse Emission
gesamt hältst Immission interessiert korreliert korrigiert Laie
nämlich offiziell parallel reell Satellit Standard Stegreif voraus0
Rolf_Bombach
2009-03-27 20:39:51 UTC
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Raw Message
Post by Ralf Kusmierz
X-No-Archive: Yes
Post by Rolf_Bombach
Post by Ralf Kusmierz
Beliebter Anfängerfehler: Die magnetischen Kräfte in einer
elektrischen Maschine wirken _nicht_ auf die Leiter, sondern auf das
Eisen.
Nicht oder nur fast nicht? Siehe auch eisenloser Glockenanker.
Stehen die magnetischen Feldlinien auf dem Eisen senkrecht oder nur
fast senkrecht?
Maxwell lässt da ja kaum noch Zweifel, oder? Es sind magnetische
Feldlinien, keine elektrischen. Es gibt keine magnetischen "Ladungen"
und damit keine magnetischen Leiter im engeren Sinne.
Und wie gesagt, bei eisenlosen Rotoren wirkt die Kraft vollständig
auf die Leiter. Schau doch mal einen mittelprächtigen Scheibenläufer
an, die wissen schon, warum das alles so massiv verpappt wird.
Post by Ralf Kusmierz
Spaltet man Haare genau in der Mitte oder nur fast genau in der Mitte?
Fragte der Haarspalter Nr1. weit und breit.....
--
mfg Rolf Bombach
Ralph A. Schmid, dk5ras
2009-02-10 14:14:42 UTC
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Raw Message
Post by Harald Wilhelms
Hmm, wird der Schlupf eigentlich in
Wärme umgesetzt?
Verluste sind praktisch immer in Wärme flüchtig...


-ras
--
Ralph A. Schmid

http://www.dk5ras.de/ http://www.db0fue.de/
http://www.bclog.de/
Harald Wilhelms
2009-02-10 16:50:48 UTC
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Raw Message
Post by Ralph A. Schmid, dk5ras
Post by Harald Wilhelms
Hmm, wird der Schlupf eigentlich in
Wärme umgesetzt?
Verluste sind praktisch immer in Wärme flüchtig...
Nun, ich hatte überlegt, das der "Verlust"
vielleicht in Form von Blindleistung auftritt.
Ich muss aber zugeben, das ich mich in
Elktromaschinentechnik nicht besonders
gut auskenne.
Gruss
Harald
Ralph A. Schmid, dk5ras
2009-02-10 18:08:31 UTC
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Post by Harald Wilhelms
Ich muss aber zugeben, das ich mich in
Elktromaschinentechnik nicht besonders
gut auskenne.
Das gilt fast überall, daß sich Verluste in Wärme zeigen :)


-ras
--
Ralph A. Schmid

http://www.dk5ras.de/ http://www.db0fue.de/
http://www.bclog.de/
Helmut Hullen
2009-02-10 20:44:00 UTC
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Hallo, Harald,
Post by Harald Wilhelms
Post by Ralph A. Schmid, dk5ras
Hmm, wird der Schlupf eigentlich in Wärme umgesetzt?
Verluste sind praktisch immer in Wärme flüchtig...
Nun, ich hatte überlegt, das der "Verlust"
vielleicht in Form von Blindleistung auftritt.
Verluste sind immer Wirkleistung.

Viele Gruesse!
Helmut
Marcel Müller
2009-02-09 07:23:55 UTC
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Hallo,
Post by Joerg Honerla
Welche Elektromotoren werden bei E-Cars für gewöhnlich eingesetzt? Sind
das einfache Käfigläufer, oder eher Synchronmaschinen mit
Permanentmagneten?
Das wird sich noch herausstellen. Erstere sind preiswerter, die letzteren
hätten einen besseren Gesamtwirkungsgrad besonders im dynamischen Betrieb.
da im Kontext E-Auto fast immer auch über Rekuperation gesprochen wird,
ist die Asynchronmaschine doch raus, oder?


Marcel
Ralf Kusmierz
2009-02-09 11:43:23 UTC
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X-No-Archive: Yes
Post by Marcel Müller
Post by Joerg Honerla
Welche Elektromotoren werden bei E-Cars für gewöhnlich eingesetzt? Sind
das einfache Käfigläufer, oder eher Synchronmaschinen mit
Permanentmagneten?
Das wird sich noch herausstellen. Erstere sind preiswerter, die letzteren
hätten einen besseren Gesamtwirkungsgrad besonders im dynamischen Betrieb.
da im Kontext E-Auto fast immer auch über Rekuperation gesprochen wird,
ist die Asynchronmaschine doch raus, oder?
Oder.


Gruß aus Bremen
Ralf
--
R60: Substantive werden groß geschrieben. Grammatische Schreibweisen:
adressiert Appell asynchron Atmosphäre Autor bißchen Ellipse Emission
gesamt hältst Immission interessiert korreliert korrigiert Laie
nämlich offiziell parallel reell Satellit Standard Stegreif voraus
Michael Marx
2009-02-09 22:33:48 UTC
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Post by Marcel Müller
da im Kontext E-Auto fast immer auch über Rekuperation gesprochen wird,
ist die Asynchronmaschine doch raus, oder?
wenn du damit sagen willst dass Asynchronmaschinen sich nicht als Generator
eignen würden liegst du falsch. Auch Windgeneratoren können damit arbeiten,
siehe auch --> läufergespeiste Asynchronmaschine

http://de.wikipedia.org/wiki/Doppelt_gespeiste_Asynchronmaschine

PS. Darüber habe ich meine Ing.Arbeit geschrieben ;))

PPS. Ich habe keine Ahnung welche Technik in E-Autos verwendet wird :(

Michael
Emil Naepflein
2009-02-10 06:23:59 UTC
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On Mon, 9 Feb 2009 23:33:48 +0100, "Michael Marx"
Post by Michael Marx
PPS. Ich habe keine Ahnung welche Technik in E-Autos verwendet wird :(
Dort wird je nach Leistungsanforderung und Kosten alles mögliche
eingesetzt:
- Gleichstrommotoren mit und ohne Permanentmagneten
- Drehstrommotoren mit und ohne Permanentmagneten

Die Wirkungsgrade bei den besten Motoren liegen bei etwa 95 %.
Thomas Heier
2009-02-08 21:25:05 UTC
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Post by Mark Ise
neulich hat jemand im TV beim Thema Elektroantrieb im Auto über
Wirkungsgrade von 95% gegenüber 35% beim Verbrenner gesprochen.
Das kommt mir etwas unrealistisch vor.
Weiß jemand, welche Wirkungsgrade derzeit typisch sind?
Zu meiner Berufsschulzeit (1977-81) kam eine fast gleiche Frage auf. Die
Antwort des Fachkundelehrers war sinngemäß: "Je nach Größe des Motors
von 0,1% bis 99,9%. Wobei die 99,9%ter eher die Ausmaße eines LKW haben
und die 0,1er kaum ohne Lupe zu sehen sind."
--
Gruß aus Henstedt-Ulzburg, Deutschlands größtem
Dorf (Schleswig-Holstein, Kreis Segeberg).
Mein kleiner privater Flohmarkt:
http://www.thomas-heier.de/flohmarkt/flohmarkt.html
Rolf_Bombach
2009-03-27 20:43:28 UTC
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Post by Thomas Heier
Post by Mark Ise
Weiß jemand, welche Wirkungsgrade derzeit typisch sind?
Zu meiner Berufsschulzeit (1977-81) kam eine fast gleiche Frage auf. Die
Antwort des Fachkundelehrers war sinngemäß: "Je nach Größe des Motors
von 0,1% bis 99,9%. Wobei die 99,9%ter eher die Ausmaße eines LKW haben
und die 0,1er kaum ohne Lupe zu sehen sind."
Auch grosse Motoren können beliebig schlechten Wirkungsgrad haben.
Die Freihand-Bastelmotörchen (siehe Youtube) sind schon so gross,
dass man sie ohne Lupe gut sieht, so was wie Wirkungsgrad haben
die nicht. Und den Motor mit 99.9% Wirkungsgrad möchte ich mal
sehen. 50MW synchron vielleicht knapp 99%, aber sicher nicht
nochmals einen Faktor 10 weniger Verluste.
--
mfg Rolf Bombach
Bunyip
2017-08-12 15:18:02 UTC
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replying to Mark Ise, Bunyip wrote:
95% sind realistisch, aber Verbrenner kommen selten über 20%.

--
for full context, visit http://www.polytechforum.com/elektrotechnik/maximal-mglicher-wirkungsgrad-e-motor-53802-.htm
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