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elweb Technik
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Erster Beitrag:
vor 1 Jahr, 3 Monaten
Letzter Beitrag:
vor 1 Jahr, 2 Monaten
Beteiligte Autoren:
Bernd Schlueter, omitreligion

Dynamobleche wie ein rohes Ei behandeln

Startbeitrag von Bernd Schlueter am 16.07.2016 02:26

Für unsere Motorbastler eine Bemerkung vorweg:
Man mache nie den Fehler und setze die Bleche, die die Wechselstromwicklung tragen, auch nur dem geringsten Stress aus.
Das Material unserer Motorbleche ist eh schon schlecht genug, als dass wir uns auch noch die geringste Verschlechterung gönnen könnten. Ein einziger Hammerschlag genügt, um die Motorverluste im oberen Drehzahlbereich zu vervielfachen, und da liegt die Crux bei unseren getriebelosen, permanentmagnetischen Antriebskonzepten.

Die Bundesregierung hat Untersuchungen in die Welt gesetzt, die statistisch erfassten, um wieviel die Ummagnetisierungsverluste in unseren Elektromotoren im Durchschnitt anwachsen, nur durch die nicht ideale Montage, Laserschneiden oder Stanzen. Denn nachbehandelt und schlussgeglüht wird im Allgemeinen nicht. Der Durchschnittswert lag bei einer Verschlechterung um etwa 200%. Dies zur Mahnung an alle,die unsere Motoren auseinandernehmen.

Schrauben, die die Dynamobleche zusammenhalten, bitte nie feste anziehen, am besten gleich weglassen, wenn möglich. Es ist bekannt, dass, wenn man Transformatorenbleche mit den Halteschrauben anknallt, diese fast zum Glühen gebracht werden können. Aber auch geklebte Bleche unterliegen dieser Durchschnittsverschlechterung, beim Abbinden von zum BeispielEpoxyharz bauen sich Spannungen auf. Nur manche acrylbasierten Kunsstoffkleber verhalten sich da friedlicher.

Kurz, es wird zu viel geschlammt und das vertragen getrieblose Motoren für unsere Fahrzeuge überhaupt nicht. Wir sind auf den vollen Drehzahlbereich und die volle Magnetisierung beim Anfahren angewiesen. Nur fremderregte Motoren , dazu zählen die Asynchron-Synchronmotoren, sind in dieser Hinsicht unempfindlich, sind aber sehr viel größer und schwerer bei gleichem Wirkungsgrad.

Für die Waldmühle benötigte ich eigentlich Dynamobleche, die es gar nicht gibt und ich überlege, wie ich schonend die Schnitte bewerkstellige, denn Laserschneiden und Stanzen fallen aus, um bei geringer Wasserführung nicht 1 kW in Ummagnetisierungsverlusten zu verballern und bei hoher Wasserführung trotzdem 15 kW ernten zu können.

Unser mieses Material aus den Fabriken ist eben auf konstant 50 Hz ausgelegt, da ist überhaupt kein Drehzahlbereich vorhanden. Auf Schiffen verwendet man 400Hz, ich werde mich mal erkundigen, aus welchem Land dieses Material kommt.
In Deutschland nimmt man auch hier gerne das gängige 50Hz-Material und baut darum unnötig größer.

Wichtige Lizenzen wurden in alle Welt verkauft, insbesondere nach Japan und an US-Firmen, wo sie in Schubladen ruhen, um den Markt zu regulieren. So will ich es einmal ausdrücken. Die Marktaufteilung ist nicht immer zu unserem Vorteil und dem der Weiterentwicklung.
So müssen wir mit 10 bis 20% Wirkungsgradverlust bei der Höchstdrehzahl leben, alternativ Bleiklötzen von Motoren.

Dabei waren Wissen und alle Möglichkeiten vorhanden und sind in Vergessenheit geraten.
Wenn da noch etwas vorhanden ist, dann wird es gleich vom Militär oder für Spezialanwendungen absorbiert. An eine Preis- und Produktionsänderung ist da kaum zu denken.

Es gibt Verlegenheitslösungen, so wurde beim Asynchronmotor des Twike der Stator abgespeckt und die eigentlich 50Hz-Drehzahl verdoppelt und der getriebeverlust in Kauf genommen. Noch krasser bei Siemens, die gleich die Drehzahl der Asynchronmotoren über Nacht von 3000/min auf 22.000/min heraufsetzten. Das sind gleich gut zwei Getriebstufen mehr mit entsprechendem Verlust, Verschleiß und Lärm. Dafür geringerem Gewicht.
Nunja, für Elektro-SUVs spielt Gewicht schließlich keine Rolle. Weniger ist in diesem Falle nicht Mehr.

Beim Cityel erlaubt man sich immerhin, die Compoundwicklung zu missbrauchen. Wir können es uns schließlich erlauben, aus dem Vollen zu schöpfen.

Antworten:

Hallo Bernd,

schönen Gruß!

Soweit ich weiß fährt das Twike mit 400 Hz. Der Motor selbst ist mit 3kw und 10 kw max Dauerstrom ganz schön unterdimensioniert, wenn man aber nicht schneller als 60km/h fährt geht es wieder. Der Motor selbst wird nicht richtig angesteuert, allein hier verpuffen etwa 20% Energie. Problemlos könnte man mit heutiger Technik den Energieverbrauch im Twike um 50% reduzieren (der 90er Jahre Umrichter und der Motor auf Waschmaschinentechnik-Niveau).

Nach Umbau von von Nicd auf Lithium bin ich dann auch mal schnelle 80 kmh rümgedüst aber dann kann man beim Fahren nicht mehr sinnvoll mitttreten und auch die Fahrtzeiten sind für einen sportlichen Effekt oft zu kurz.

Daher fahre ich mit dem Twike meist nur 50-60kmh und wer will kann mich überholen.
Insofern ist das Twike genau nach Bedarf dimensioniert worden.

Ich wüschte mir einen besseren Motor im Twike der weniger verbraucht. Aber tatsächlich ist die eigentliche Revolution in den letzten Jahren die Verabschiedung der alten Akkus gegen Lithium.

Mit dem Nebeneffekt dass durch große Reichweite und entsprechender Belastung bei schneller Fahrt selbst die Überlastfähigeren, ruhigeren 3x3 Motoren im Hochsommer den Hitzetod sterben können.

Gruß, Dragan

von omitreligion - am 16.07.2016 15:50
Nur der mit höherer Frequenz betriebene Stator dürfte die höheren Verluste aufweisen, Die des Läufers nehmen mit wachsender Frequenz und dabei geringer werdender Belastung ab.
Der Stator wäre ein Kandidat für die in Entwicklung befindlichen amorphen weichmagnetischen Materialien.
Schade, dass es keine verlustarmen mechanischen Getriebe gibt.

von Bernd Schlueter - am 18.07.2016 05:23
Noch mal zur Bedeutung der Untersuchung der vermeidbaren Verluste durch die Montage:
Die Ummagnetisierungsverluste sind im Durchschnitt bei allen in Deutschland gefertigten Motoren ca drei mal so hoch, wie möglich. Bei 50 Hz und fremderregten Motoren spielt das keine Rolle, erst neuerdings bei der Elektromobilität, weil gerne voll mit Neodymmagneten erregt wird. Bei hoher Drehzahlschlagen die vermeidbaren Verluste voll zu.
Ungünstig: Stanztechnik und Laserschreiben, ferner die Kräfte, die bei der Montage auftreten.

Materialien, die relativ unempfindlich gegen Verformungen sind, sind erst in der Entwicklung und noch nicht zu annehmbarem Preis auf dem Markt eingeführt.

von Bernd Schlueter - am 24.07.2016 06:00
Vergessen, herauszustellen. Die mir von der Vakuumschmelze angekündigten, erschwinglichen amorphen Materialien sind nicht nur für viel höhere Frequenzen geeignet, sondern auch fast völlig unempfindlich gegen mechanische Spannungen. Also ideal für Vielpolmotoren. Wahrscheinlich müssen aber die Lizenzen der Vakuumschmelze erst zurückgekauft werden. Solche merkwürdigen Geschäfte mit dem steuerfreien Ausland werden ja gerne gemacht. Jedenfalls ist man sich wohl noch nicht "handelseinig". Vielleicht sind die "Partner" ja auch vetterlich verwandt. Bei 4300 Mitarbeitern in 50 Ländern sind die Strukturen oft ein wenig verzahnt. Jedenfalls sucht die Vakuumschmelze zur Zeit Mitarbeiter für die Metallurgie.

von Bernd Schlueter - am 02.08.2016 11:01
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