Elektromotorkonzepte

[Wiese]

Als relativ neues Mitglied hier bin ich gelegentlich beeindruckt vom Fachwissen mancher Mitglieder. Hier Bernd Schlüter.
Dass der I3 einen excelenten Elektromotor hat, muss man anerkennen, die Frage ist aber ob das sinnvoll ist. Eine Gewichtseinsparung von 50 kg hört sich gut an, und auch ein verbesserter Wirkungsgrad im oberen Drehzahlbereich mag überzeugen, aber in der Praxis hat das keine echten Vorteile.
Der Gewichtsvorteil hat beim Elektroantrieb schon mal keinen nennenswerten Vorteil, denn die aufgewendete Energie beim Beschleunigen der größeren Masse kann zu 3/4 wieder rekuperiert werden.
Der maximal 5% bessere Wirkungsgrad im hohen Drehzahlbereich wird kaum genutzt, weil man selten schneller als 100 km/h fährt, vor allem dann, wenn man das Auto im Nahbereich oder sogar in der Großstadt einsetzt. Ein Asyncronmotor der hier leichte Nachteile hat ist in der 30er Zone, nachdem was ich herausfinden konnte, sogar besser als die Syncronmaschine.
Insgesamt, so wird aus Fachkreisen berichtet, ist der BMW-Motor etwa 2% besser als der Teslamotor. Für diesen kleinen Vorteil nimmt man aber nun in Kauf, dass seltene Erden (Neodym) in nicht unerheblichen Mengen verbraucht werden.

Für die Großserienproduktion ist der Asyncronmotor, der keine seltenen Erden verbraucht und nur aus Eisen und Kupfer besteht der sinnvollste Antrieb.

[Solarstromer]

Ein Asyncronmotor der hier leichte Nachteile hat ist in der 30er Zone, nachdem was ich herausfinden konnte, sogar besser als die Syncronmaschine.

Da fehlt mir jegliche Logik dafür, da gerade im Teillastbereich bei kleineren Drehzahlen bei einem Permanentmagnetmotor die nicht erforderliche, elektrische Erregung des Rotors besonders durchschlägt. Aus diesem Grund sind drehzahlgeregelte Hocheffizienzpumpen immer mit Permanentmagnetmotor.

[Wiese]

Da habe ich mich etwas missverständlich ausgedrückt. Es geht weniger um die Drehzahl, sondern um die Last. Ein Syncronmotor hat bei voller Leistung einen höheren Wirkungsgrad als ein Asynconmotor. Bei Teillast die natürchlich vor allem bei niederen Geschwindigkeiten und damit auch niedern Drehzahlen anliegt, ist der Asyncronmotor besser.
Der Syncronmotor ist also in dem Bereich am Besten, in dem die Leistung am Besten zur Feldstärke der Magnete passt. Da der Asyncronmotor keine Magnete hat, sondern die Feldstärke des Rotors von der Leistung abhängig ist, hat er bei kleiner Leistung geringere Verluste. Dazu kommt noch, dass der Asyncronmotor wesentlich stärker überlastet werden kann, denn er erzeugt sich sein Magnetfeld selbst, und verträgt höhere Temperaturen.
Eines muss man aber bedenken, bei kleinen Motoren gilt das nicht, deshalb wird wahrscheinlich auch für Heizungspumpen kein Asyncronmotor verwendet. Auch die Steuerung des Asyncronmotors ist aufwändiger als die des Syncronmotors.

[Ahvi5aiv]

Die Steuerung eines Asynchronmotoren ist die simpelste.Technik die man braucht bei Drehstrom.Motoren, im Prinzip keine. Eine Steuerung mittels Drehfeldfrequenz und Auswertung der Ist Leistung zur Sollleistung bei bekannten Motorkenndaten reicht aus. Bei Synchronmotoren muss MN aufpassen das die Phase bei Last sich nicht zu sehr verschiebt da der der Motor sonst außer tritt kommen kann. Frage an die.Experten: Lässt sich das.eigentlich auch inzwischen passiv im Inverter ermitteln ohne eine extrakanal wie einen Drehwinkelmesser zu benutzen? Müsste sich ja aus Strom/Spanungsmessungen ermitteln lassen.

Jedenfalls muss.man bei einem.Asynchronmotor nur dafür sorgen das die Frequenz knapp ueber passende Drehzahl gehalten werden und Spannung bzw. Strom im moeglichen Arbeits Bereich bleiben.
Sorry, ich habe die passenden Begriffe nicht mehr alle auf dem Schirm. Man möge mich korrigieren bzw. Verbessern.

[Bernd_1967]

BLDC Motoren, also permanent erregte Motoren können schon lange ohne Sensoren angetrieben werden.
Allerdings funtkioniert das gut bei höheren Drehzahlen, beim Anfahren ist es schwieriger.
Nun weiß ich nicht, ob diese Technik der Ansteuerung beim Auto bei niedrigen Geschwindigkeiten ausreichen würde.

Du meintest doch Synchronmotoren mit Permanentmagneten, nicht mit einer stromdurchflossenen Spule, oder?
Beim e-Golf ist glaube ich ein BLDC Motor drin.

[E-lmo]

VW hat bei seinen Motoren definitiv einen Sensor für die Rotorposition eingebaut. Vom Modellbau kenne ich auch diese BLDC-Motore. Für Flug- oder Bootsmodelle ist die sensorlose Variante super. Bei Fahrzeugmodellen ist ein Anfahren sensorlos nicht immer erfolgreich!

[Ahvi5aiv]

Ich bin.mir nicht sicher ob Da nicht einfach nur eine Frequenz ohne Rückmeldung abgefahren wird. Wenn der.Motor ausser tritt gekommen ist scheint das eine interne elektronik zu erkennen und einfach neu zu starten. Allerdings kenne ich das nur von kleinstmotoren die.für ihre.Aufgabe dann doch recht Ueberdimensioniert sind.

Ich halte.es.durchaus für denkbar das.man über die Strom Spannungszustände zur zu jeder Zeit heraus fi den kann welchen zustand ei. Motor hat. Naja aber das ist vielleicht doch in einem eigenen Trost besser aufgehoben.

[E-lmo]

Bei vielen e-Bike Controllern wird das Anfahren mithilfe des integrierten Rotorpositions-Sensors gesteuert und ab einer bestimmten Drehzahl wird auf Sensorlosen Betrieb umgeschaltet. Das ist recht gut am Motorgeräusch zu hören. Zuerst ein recht hartes Summen bei geringer Geschwindigkeit und plötzlich ein deutlich weicheres Summen bei höherer Drehzahl.
Der sensorlose Betrieb geschieht durch Auswertung der aktuell nicht bestromten Phasenwicklung des Motors (Stichwort: Back-EMF) und funktioniert erst ab ca. 5-10% der Nenndrehzahl, da diese auszuwertende Spannung drehzahlabhängig ist und bei geringen Drehzahlen somit recht klein ausfallen würde.
Um diese Mindestdrehzahl zu erreichen legt der sensorlose Controller wirklich ersteinmal eine Standard-Frequenzrampe auf die Motorwicklungen. Wenn dann die Last zu groß ist, kann der Rotor dieser nicht schnell genug folgen und kommt außer Tritt, was in lautstarkem Rattern endet.

[Ahvi5aiv]

Ah danke für die Erklärung.

[Karlsson]

Ich bin.mir nicht sicher ob Da nicht einfach nur eine Frequenz ohne Rückmeldung abgefahren wird.

Mein Pedelec macht das so und das funktioniert auch. Klingt aber nicht gut.

BLDC Motoren, also permanent erregte Motoren können schon lange ohne Sensoren angetrieben werden.
Allerdings funtkioniert das gut bei höheren Drehzahlen, beim Anfahren ist es schwieriger.

BLDC beschreibt einen Motor, der nach außen eine Gleichstromaschine vorgaukelt und wohl in der Regel nur eine Blockkommutierung hat (eben wie ein Gleichströmer mit mechanischem Kommutator). Daher auch die nicht so tolle Geräuschkulisse. Mit Sinuskommutierung kehrt dann die Ruhe ein.

Die Steuerung eines Asynchronmotoren ist die simpelste.Technik die man braucht bei Drehstrom.Motoren, im Prinzip keine.

Das gilt nur bei Netzbetrieb an AC, dann mit fester Drehzahl. Im Fahrzeug hast Du ja nur DC und musst AC erst erzeugen. Der Mehraufwand für die Synchronmaschine ist lediglich die genaue Rotorlageverfolgung. Das ist nicht soooo der Große Aufwand.

Die Asynchronmaschine ist halt sehr robust und kommt ohne teure Magnete aus.