Drehstrom-Synchronmotor versus Drehstrom-Asynchronmotor?
Der Hintergrund: Ich möchte mir ein Gefährt bauen, welches rechtlich als Fahrradtandem gelten soll. Dazu muss es nur eine Höchstgeschwindigkeit von 25 km/h haben und eine Nenndauerleistung von 600 Watt haben. Und außerdem soll es mehrere Personen transportieren können.
Dazu überlege ich mir gerade, welchen Motor ich dafür nehme. Er soll wenn möglich eine Rekuperationsbremse haben, eine sehr hohe Effizienz haben und außerdem wäre es am besten, wenn er eine immer konstant bleibende Drehzahl hat, auch, wenn ich viele Personen im Gefährt habe, oder wenn ich einen Berg hochfahre (ich möchte dies mit voller Geschwindigkeit), und nicht, dass er den Berg mit nur 3 km/h herauf fährt. Irgendwie ist das doch technisch möglich, oder?!
Mit wie viel Volt wäre es ratsam, diesen anzutreiben? Ist es besser, eine höhere Voltzahl zu haben? Wie wirkt sich dies auf das Fahrverhalten aus?
Ach ja, mit Drehstrom ist Dreiphasenwechselstrom gemeint, und dieser soll aus einem Akku kommen.
Ich danke schon im Voraus für eure Antworten!
5 Antworten
Synchronmotor kannst Du vergessen... Wenn Du versuchst, mit voller Felddrehzahl den Berg hoch zu fahren, und der Motor schafft es nicht, die Drehzahl synchron zu halten, dann kommt der aus dem "Tritt" und Du kommst gar nicht mehr vorwärts... Der verhält sich nicht, wie ein Asynchronmotor, der noch versucht, nachzudrehen... Der ruckelt und hoppelt nur noch, statt sich vernünftig zu drehen... Bleibt also nur ein asynchronmotor und einen vernünftigen passenden Regler...
da geht es um kleinere leistungen.
du willst doch mit Personen fahren und nicht nur Accus transportieren
Soweit stimmt das auch. Ein Synchronmotor dreht z.B. mit 1500Umin.. Das macht er im Leerlauf, wie auch unter Volllast. Aber bei Überlast, also, wenn mehr Leistung benötigt würde, wie er schafft, dann sackt er direkt ab und brummelt nur noch, statt sich zu drehen. Wenn Du mit 20km/h Bergauf fährst, und der Motor das Leistungsmäßig noch schafft, ok... Wenn Du aber den Motor überlastest, weil der Berg zu steil ist, dann steht der Motor. Der Asynchronmotor würde aber noch versuchen, langsam weiter zu fahren, so wie er es noch schafft. Nicht aber der Synchronmotor.
Kann da der Motor durchbrennen? Wie verhindere ich das durchbrennen, und wie finde ich heraus, was der Motor maximal verträgt, also dass er nicht überlastet wird?
Wenn der Motor 600W Nennleistung hat, verträgt er diese dauerhaft. Kurzzeitig auch mehr, muss dann aber abkühlen. Bei Asynchronmotoren klappt das auch. Wenn das Drehmoment, das er abgeben kann niedriger ist, wie das gewünschte, wird er halt langsamer.
Der Synchronmotor kann auch überlastet werden, soweit die Quelle das hergibt (Akku und Regler). Wird das max Drehmoment des Motor überschritten, ist er aber aus dem Tritt.
Also überlasten kann man beide, verhindern kann man das nur, in dem man die Leistungsaufnahme überwacht, bzw die Temperator des Motor und zeitig warnt, runterregelt, oder begrenzt...
Ok, vielen Dank für deine Antwort! Sonst hat der Synchronmotor keine Vorteile gegenüber dem Asynchronmotor, oder. Das heißt, mit einem Asynchronmotor wäre ich am besten bedient.
Mit wie viel Volt sollte man so einen Asynchronmotor antreiben? Ist der Motor stärker bzw. schafft der Motor eine höhere Steigung, wenn die Voltzahl höher ist?
Entscheidend ist die Leistung und der Wirkungsgrad. Ein Motor mit 600W ist bei gleichem Wirkungsgrad immer gleich stark. Egal ob bei 10V oder 100V. Jedoch ist der zu händelnde Strom bei 100V geringer. So nimmt ein Motor, wenn er 600W Leistung aufnimmt, bei 10V 60A, und bei 100V nur 6A. Bedeutet geringere Kabelquerschnitte, geringere Verluste auf den Zuleitungen ect. Deshalb haben die E-Bikes auch meine ich 48V, vlt auch mehr. 12V wäre nicht effektiv, weil die Leistungselektronik den Strom aushalten müsste, die Kabel alle dicker sein müssen ect...
Im Regelfall ist bei einem Motor die abgegebene Leistung angegeben. Denke, das sollte bei den brushless Async-Motoren für 48V (also E-Bikegängig) genauso sein. Bin mir aber nicht ganz sicher... Also 600W Abgabeleistung an der Welle, bedeutet eine entsprechend höhere Leistungsaufnahme. Das bestimmt der Wirkungsgrad. Wenn der Motor dann 70% Wirkungsgrad hat, nimmt er also entsprechend mehr auf, also ca 857W. Das ist bei der Wahl des Regler zu beachten. Da musst Du also Datenblätter der Motoren wälzen ect, genauso von Reglern dafür..
Denkst du, dass das etwas für mich wäre, von den Leistungsdaten her? Mir kommt die Nm-Zahl verdächtig niedrig vor. http://www.elektroantrieb.at/HTML/a-600.html
Das einzige blöde ist, dass es diesen Motor nicht mehr gibt. Wo bekomme ich denn solche Motoren?
Drosseln wäre nicht das Problem. Entweder durch die Leistungselektronik, in dem diese z.B. einen Phasenanschnitt/Phasenabschnitt beinhaltet, oder durch niedrigere Spannung. Jedoch leidet darunter auch das Drehmoment.
Das angegebene Drehmoment ist ja bei den 2000-3000Umin. Die gehen ja erst über eine Übersetzung auf niedrigere Drehzahl. Bei 20:1 wäre also das Drehmoment 20x so groß, und die Drehzahl nur noch 1/20... 3000Umin bei einem 18"-Reifen (z.B. 1429mm Umfang) wären sonst ca 4,3km/Minute also 257km/h ^^
Deswegen gab es diese ja auch mit Planetengetriebe. Inwiefern leidet das Drehmoment darunter? Bei einem Motor mit 3000 Watt/10Nm sind das dann 600W/2Nm, oder?! Wie viel Drehmoment ist ratsam, wie berechne ich dies?
Ist doch klar. Das Drehmoment ist bei Nennleistung, also bei 1kW, wenn der Motor so stark ist. Gibst Du ihm effektiv nur noch 600W, ist auch das Drehmoment entsprechend geringer... Somit bringt ein 600W-Motor wohl genauso viel Drehmoment, wie ein gedrosselter 1000W-Motor. Bleibt also soweit wohl alles gleich, sofern die Verluste durch das drosseln vernachlässigt werden können. Wie genau sich so ein Motor verhält, wenn er Leistungsreduziert betrieben wird, weiß ich aber nicht wirklich. Hab mich damit nie beschäftigt... Sind Grundlagen aus der Lehrzeit... Die schon bisschen her ist... ^^
Danke für deine Antwort, etwas wage ich trotzdem einzuwenden: Bei Wikipedia steht: "Daher eignen sich Synchronmotoren für Stellantriebe und andere Anwendungen, bei denen eine belastungsunabhängige, stabile Drehzahl gefordert ist." Wenn man einen versucht, einen Rampe nach oben zu fahren, dann vermehrt sich ja die Belastung. Da steht aber belastungsunabhängig. Oder irre ich mich da?
Woher bekommst du denn den Drehstrom?
Aus einem Akku?!?! Drehstrom ist kein Starkstrom, wie es viele nennen, sondern es ist eine Abkürzung für Dreiphasenwechselstrom.
LG
zuerst glaube ich nicht dass du genügend Vorkenntnisse hast, erkennbar aus der Fragestellung.
Um mit Drehstrom aus Akkus zu fahren brauchst mal eine Elektronik die dir den Drehstrom erzeugt. Der Drehstrom muss in der Spannung zum Motor passen und sowohl in der Leistung als auch in der Frequenz regelbar sein.
Das mit dauernd gleicher Geschwindigkeit ist echt ganz schlecht da es Schlaglöcher, Steine Äste und Kurven gibt.
Die mögliche Geschwindigkeit wird von der Leistung des Motors, der Steilheit, dem Gewicht usw bestimmt. Ein Synchronmotor bleibt stehen wenn die geforderte Leistung zu hoch wird.
Energierückgewinnung ist ein Komplexes Thema und bringt kaum Reichweitenerhöhung. Soweit ich weiß gibt es das bei E-Bikes kaum noch. BIONIX wurde zurückgezogen.
Nun die Volt: je höher die Spannung umso dünner können die Kabel für gleiche Leistung sein und umso geringer sind die Verluste bei gleicher Kabelstärke. Aber je höher die Spannung ist umso gefährlicher wird es bei Berührung wenmn irgendwo ein Kabel aufgescheuert ist, ein Kontakt offen liegt usw. 36V sind ein guter Wert.
wenn das gerät wirklich rekupperieren soll, dann bleibt eigendlich fast nur ein syncronmotor.
was die effizienz angeht, sind permanentmagentmotoren eigendlich eine feine sache. wird jedenfalls so öfter praktiziert...
fertige antriebssätze gibts auch zu kaufen z.b. bei www.oekoantriebe.de
lg, Anna
Hallo,
grundsatzfrage ist : Wieviel Ahnung hast Du davon?
Macht es Sinn zu antworten oder bringst du dich selber damit um
Nicht sehr viel, aber ich habe bereits viel dazugelernt. Man lernt nie aus^^. Übrigens wurde die Frage schon beantwortet ;-).
Lg
Außerdem ist es mir egal, wie schnell die Achse sich dreht. Ich würde nur gerne wollen, dass das Gefährt dann zumindest 20 schafft. Und bei Asynchronmotoren wäre es möglich, bei mehr oder weniger gleichbleibender Geschwindigkeit, eine Rampe hoch zu fahren?