Bauteilbeschreibung

[herby87]

@Mathias: Damit Du ohne Blutdruck den Artikel lesen kannst , habe ich jetzt, da der Duden dies auch zulässt, die alte Schreibweise für Potentiometer verwendet.

[MEroller]

Och Herby, jetzt machst Du mich aber gaaaanz verlegen

[herby87]

An alle: das nächste Projekt, der Synchronmotor wurde online gestellt. Dieses Kapitel ist aber noch nicht zu Ende, weitere interessante Details zum Synchronmotor folgen bald. Es gilt wieder, Feedback und Kritik ausdrücklich erwünscht.
Und ich habe schon lange keine Reklame mehr für meinen alten Fernsehauftritt gemacht, der Link ist jetzt über die erste Seite "Home" zu erreichen.

[MEroller]

Der Synchronmotor-Artikel gefällt mir schon sehr gut! Am Ende von Seite 2 ist vielleicht noch der Hinweis wichtig, dass im Fahrzeugeinsatz wegen höherem Wirkungsgrad die Sternschaltung bevorzugt wird. Die Sendung sehe ich mir noch an, aber Du bist gerade echt oberfleißig am Werk

Ah, diese Sendung ahbe ich schon vor Jahren angeschaut. Wenn doch nur die E-Roller so Fuß gefasst hätten wie am Anfang der Sendung postuliert... Ich hoffe das kommt, mit solideren Importueren als die bisherigen Normal- und Edelkistenschiebern und bezahlbaren und zuverlässigeren E-Rollern der etablierten Rollerhersteller.

[MEroller]

Hmmm... Man nimmt gern eine Art Drehmomentkonstante zum Vergleich von verschiedenen E-Motoren mit Permanentmagneten. In mNm/A für die Spielsachen und in Nm/A für Antriebe wie unsere.

Was dann bei einem Vergleich von Stern- zu Dreiecksschaltung klar wird ist, dass diese Drehmomenkonstante in Dreiecksschaltung eine Menge kleiner sein muss als bei Sternschaltung, weil weniger Windungen pro Phase zur Verfügung stehen und somit weit mehr Strom für ein z.B. Anlaufmoment nötig wird. D.h. für mich schlicht: miserabler Wirkungsgrad...

War es Puffki, der schon mal einen Sternschaltungs-Radnabenmotor auf Dreieck umkonfigueriert hat? Das Ergebnis: enorme Hitzeentwicklung (=schlechterer Wikrungsgrad), aber wesentlich höhere Drehzahl wegen weniger Gegeninduktion.

Und ACHTUNG: es geht im Fahrzeug nicht um im Drehstromnetz betriebene E-Maschinen mit konstanter Frequenz von 50Hz und 400V zwischen den Phasen, sondern von in Frequenz und Bestromung flexiblen Umrichtern, unseren Controllern.

[herby87]

Achtung! Ich habe zwei neue Seiten zum Thema Synchronmotor hinzugefügt

[herby87]

MEroller:

weil weniger Windungen pro Phase zur Verfügung stehen und somit weit mehr Strom für ein z.B. Anlaufmoment nötig wird. D.h. für mich schlicht: miserabler Wirkungsgrad...

Wenn ich mir das Schaltbild ansehe, dann sind in beiden Fällen immer die gleiche Anzahl von Wicklungen pro Phase vorhanden.

Bei der Dreieckschaltung hat man eine höhere Spannung pro Strang und da sich der ohmsche Widerstand der Spulen nicht ändert einen höheren Strom (I=U/R) und dadurch eine höhere Leistung. Bei E-Maschinen, die ans Netz angeschlossen sind, können die höheren Ströme ein Problem sein. Bei uns könnte das doch egal sein, da wir das Hochlaufen mit dem Gasgriff, äh Drehgriff regulieren. Wenn man einen Roller-Motor von Stern auf Dreieck umbaut und unter Vollast betreibt, dann ist das klar, dass er bei der deutlich höheren Leistungsentfaltung für die er nicht ausgelegt ist sehr schnell heiß wird. Wenn er aber grundsätzlich mit einer Dreieckschaltung ausgelegt ist, dann müsste das doch funktionieren.

[MEroller]

Wenn ich mir das Schaltbild ansehe, dann sind in beiden Fällen immer die gleiche Anzahl von Wicklungen pro Phase vorhanden.

Wenn ich mir das Schaltbild ansehe, dann sehe ich, dass bei Sternschaltung je ZWEI Spulen (=doppelte Windungszahl, doppelter Widerstand gleich welcher Art und doppelte Durchflutung) zwischen den Phasen hängen, während bei Dreicksschaltung jeweils nur EINE Spule zwischen den Phasen hängt. Deshalb fließen dort exorbitant hohe Anlaufströme, wobei auch bei höheren Drehzahlen höhere Ströme fließen müssen, um dieselbe Durchflutung und somit Drehmoment zu erzeugen wie mit Sternschaltung.

[Peter51]

Oh, Leute,
bei einem 3-Phasensystem (Drehstrom) Stern-/ Dreiecksschaltung spielt der Verkettungungsfaktor = Wurzel 3 = 1,732 eine Rolle.
Ein in Stern geschalteter Radnabenmotor der für 72VDC Controllerspannung und 100A ausgelegt ist, benötigt in Dreieck geschaltet 72VDC : 1,732 = 41,6VDC Controllerspannung und 173A.
Die Controllerspannung ist maßgeblich für die max, erreichbare Drehzahl - bei konstantem Feld (Magnete)
Der Controllerstrom ist maßgeblich für das max. erreichbare Drehmoment - bei konstantem Feld (Magnete)
Puffky hat seine Motorwicklung von Stern auf Dreick geändert, ergibt schon einmal 1,732 fache Drehzahl. Bei gleichen 100A Controller sinkt aber das Drehmoment um den Faktor 1,732. Leistung bleibt also gleich.
Grundsätzlich gibt es Asynchronmotoren und Synchronmotoren.
Unsere Radnabenmotoren mit 6-fach Kommutierung (3 Hallsensoren) gehören zur Untergruppe der BLDC-Motoren. Ja, sie gehören zu den Synchronmotoren, da der Rotor sich im Normalbetrieb so schnell dreht, wie das umlaufende Drehfeld.
Trotzdem haben sie bis zu 20% Schlupf. Schafft ein Fury 100 auf dem Haupständer 100km/h sind es auf der Landstraße noch 80km/h.
Der Wirkungsgrad einer Elektromaschine, egal ob in Dreieck oder in Stern geschaltetet, ist grundsätzlich gleich. Das unsere Radnabenmotoren in Stern geschaltet sind, hat andere Gründe.
Bei einem Fury 100 hat der Radnabenmotor eine Außenleiterspannung von 72V : 1,7 ~ 42veff. Die Spannung läßt sich auch gefahrlos mit einem Vielfachmeßgerät messen - größere Schaltspitzen an den mit Freilaufdioden beschalteten MosFets sind nicht zu befürchten.

[MEroller]

Unsere Radnabenmotoren mit 6-fach Kommutierung (3 Hallsensoren) gehören zur Untergruppe der BLDC-Motoren. Ja, sie gehören zu den Synchronmotoren, da der Rotor sich im Normalbetrieb so schnell dreht, wie das umlaufende Drehfeld.
Trotzdem haben sie bis zu 20% Schlupf. Schafft ein Fury 100 auf dem Haupständer 100km/h sind es auf der Landstraße noch 80km/h.

Widerspruch: Der Grund für die höhere Lehrlaufdrehzahl als auf der Straße hat mit BLDC/Synchronmotoren überhaupt garnichts mit Schlupf zu tun, es liegt schlicht am weit höheren Strom, der benötigt wird, um die 80km/h real zu erreichen. Reichen für den Leerlauf bei 100km/h auf dem Ständer noch 2A, um Reibung und Profil-Luftwiderstand zu überwinden, braucht es für 80km/h auf der Straße etwas über 40A aus der Batterie, und die fließen dank Gegeninduktion erst bei unter 80km/h. Egal ob 1km/h oder 100km/h, egal ob auf Hauptständer oder Straße, dreht sich das Drehfeld des Stators mit genau derselben Drehzahl wie der Rotor, wenn auch mal mit mehr, mal mit weniger Vorlauf, je nach Belastung. Aber das sind nur ein paar °, immer INNERHALB der jeweiligen Kommutiereung. Sobald echter Schlupf auftreten würde, würde es furchtbare Kommutierungsschläge tun und der Roller ganz schnell zum Stillstand kommen. Genau wie bei einem defekten Hallschalter. Synchron heißt zu Deutsch "gleichzeitig". Wenn der Rotor langsamer wird wegen höherer Last, "sagen" die Hallschalter das dem Controller, und er komutiert dann auch langsamer, eben synchron - ohne Schlupf.

Den anderen Ausführungen widerspreche ich erstmal nicht, das ist ja erst mal Mathematik mit der Wurzel 3. Dennoch kommt es am Ende beim Wirkungsgrad darauf an, wieviel Nm pro A Phasenstrom x V Phasenspannung bei einer gegebenen Drehzahl rauskommen. Je mehr Nm/Umdrehung das sind, desto höher der Wirkungsgrad des Elektromotors.