Drehstrom-Synchronmotor im City-El - Elektroauto Forum

Drehstrom-Synchronmotor im City-El

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Karl W

Aktives Mitglied
16.05.2005
707
Guckst Du Mal hier:

http://www.baumueller.de/motoren.htm

beim Schwiegervater vom Söder!

Sonnenelektrische Grüße von einem Brusa-Fahrer

Karl
 

Sascha Meyer

Bekanntes Mitglied
18.05.2007
5.521
Auf der Seite war ich auch mal.

Ich hatte mich damals auf Motoren von Bosch-Rexroth versteift. Sollte 300 Taken fuer 15KW kosten. Ich glaub 50 Kilo schwer. Pro Motor...

 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
10.248
Hallo

Es kommt einfach darauf an was man vergleicht, beim Vergleich mit dem Thrige ist der bürstenlose klar im Vorteil. Beim Perm und beim Lynch wirds schwierig die sind absolut auf Effizienz getrimmt, das wird aber damit erkauft daß sie ziemlich sensibel sind, der Lynch noch mehr als der Perm, beim bürstenlosen hängt viel vom Controller ab.

Gruß

Roman
 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Hallo
Ein paar missverständliche Vereinfachungen beim BLDC und seiner Ansteuerung sind mir aufgefallen:
"Steuerung SM:
Drehzahl über Frequenz."
Das stimmt meiner Meinung nach nicht. Bisher kenne ich nur Steuerungen, die das Timing ändern, also die Zeit zwischen dem Eintreffen des Sensorsignals (beim BLDC Sensor less der Nulldurchgang der induzierten Spannung) und dem Umschalten von einer Spulenkombination auf eine andere nach Eintreffen der Positionsmeldung bei steigender Drehzahl verkürzen. Sensorless Steuerung ist bisher nur ab einer Mindestdrehzahl zuverlässig möglich. Bei stark wechselnder Last (Schlagloch) kann sich die Steuerung auch mal irren und der Motor hoppelt oder bleibt stehen. Das ist bei Schrittmotoren nicht anders. Und im Auto nicht akzeptabel.
Wenn zuverlässig, dann Sensoren, gibt es übrigens im Fahrzeugmodellbereich zu kaufen, bei C gesehen. FAHRTREGLER SPHERE BRUSHLESS/BRUSHED

Der Aufwand für Sensoren sinkt bei großen Motoren relativ, deshalb sollte man sich den Schuh Sensorless nicht auch noch anziehen.

An den Daten wird sich auch bei neuartigen Motorkonzepten nicht mehr viel bewegen, das konstruktive Maximum stellt meines Wissens der Scheibenläufer und der Aussenläufer, bei beiden bewegen sich Neodymmagneten im Feld von Feststehenden Spulen. Das Verhältnis Drehmoment/Gewicht ist bei diesen Motoren am höchsten.
Trotzdem reichen die derzeitigen Motoren nicht für einen Direktantrieb in der Radnabe. Es kommt aber auch auf die Anwendung an. Einen PMSM statt dem Perm einzubauen ist aber sicher möglich, eine Frage von Zeit und Geld.
Dass die Suche im Elweb nichts hergibt erstaunt mich. Das Thema ist gefühlt mindestens dreimal diskutiert worden.
Gruß
andreas
 

Berlingo-98

Administrator
23.11.2004
4.188
91365 Reifenberg
Hallo Synchron- zu Asynchron-Vergleicher,
vor vielen Jahren, genau 1987, haben wir in Erlangen unser Vespa Piaggio Solarmobil umgebaut. Die zwei kleinen Deltamat Gleichstromantriebe kamen raus, ein Drehströmer rein. Und zwar eine Siemens 1FT5 Maschine mit einem 6 SC Wechselrichter. Sowas wird normalerweise als Vorschubantrieb in Werkzeugmaschinen eingebaut. Lief dann problemlos, und wird sind in damit erfolgreich die Tour de Sol in der Schweiz gefahren. Überraschung: Die Kollegen Josef Brusa und Axel Krause, damals noch bei Landys und Gyr, hatten ebenfalls einen Siemens Drehstrom-Synchronmotor aus der 1 FT5 Reihe genommen und damit zwei Rennsolarmobile ausgestattet. Allerdings mit eigenem selbst gebautem Wechselrichter. Sie haben damit den 1. und den 3. Platz belegt in der Klasse der Rennsolarmobile und in der Folge die Firma Brusa gegründet, die bis heute recht erfolgreich Antriebe für Elektrofahrzeuge macht: http://www.brusa.biz

Wir wollten seinerzeit wissen, was der Drehstrom-Synchronmotor so bringt und haben ihn an einem Samstagmorgen in der Uni Erlangen auf dem Prüftisch vermessen, vorwärts und rückwärts. Also als Motor und als Generator. Die Kurven sind alle veröffentlicht, sowohl in den Solarmobil Mitteilungen von damals als auch in dem Buch "Solarmobile und ihre Komponenten" (1993, mittlerweile vergriffen). Der Motor war übrigens extra für uns gewickelt, um mit rund 100 Volt Zwischenkreisspannung zu arbeiten. Das erfuhr ich allerdings erst viel später im Werk Bad Neustadt von dem Entwickler, der sich in der Zwischenzeit mit einem ähnlichen Motor einen Porsche 924 umgebaut hatte (gibt allerdings nicht mehr).

Unseren Synchronmotor Antrieb haben wir später mit einem Zweiganggetriebe ausgerüstet, mit zwei geschalteten Kupplungen. Dies Prinzip (von uns 1987 oder 88 eingebaut) kocht derzeit als der letzte Schrei wieder hoch. Scheint also doch gut zu sein..
Warum Getriebe: Der Schwachpunkt der permanenterregten Synchronmotoren ist, dass man das Feld nicht so beeinflussen kann, dass man die gewünschten Drehmomente bei niedrigen Drehzahlen hinbekommt. Entweder passt der Antrieb oben, also bei flotter Fahrt, oder unten, also am Berg oder bei der Beschleunigung. "Unser Motor" im sogenannten noch immer fahrbereiten "Erlanger Solarmobil" hat so um die 12 kW.

Erlanger Solarmobil, Erstzulassung Juni 1986, Drehstromumbau 1987:


Später (1993) fuhr ich dann einen ATW Ligier mit der damals üblichen 25 kW Thien Maschine aus Österreich (war auch im Hotzenblitz). Auch Brusa hatte mittlerweile auf Asynchron umgestellt. Grund: man konnte über den Wechselrichter mehr Drehmoment unten herausholen und trotzdem die Drehzahl auf 8000 bis 10.000 "hochjubeln" (der Thien machte das mit). Damit waren die Ligiers und Hotzenblitze ausgesprochen munter in der Beschleunigung und gingen Berge bis 25 % hoch, und das alles ohne Schaltgetriebe. Diese Erfahrungen hätte sich Tesla eigentlich reinziehen sollen, dann hätten die jetzt nicht soviel Stress..

Also: Synchron mit Permanentmagneten ist etwas besser im Gesamtwirkungsgrad, aber eigentlich braucht man ein zwei oder dreistufiges Getriebe - oder einen recht gut überdimensierten Motor.
Asynchron bekommt man ohne Schaltgetriebe hin. Der Gesamtwirkungsrad ist geringfügig schlechter, vor allem bei niedrigen Drehzahlen. Hatte sich aber lange Zeit als Standardlösung durchgesetzt. Die Brusa Antriebe, die u.a. auch an Solectria in die USA geliefert wurden, waren meist Asynchronantriebe.

Audi hatte in den Duo vor 10 Jahren erst Siemens Synchronmotoren eingebaut. In der Serie war dann eine Siemens Maschine drin, die 20 kg wiegt, wassergekühlt, dreht bis 8000 hoch und macht 20 kW Dauer und 35 kW Spitze. Eine liegt noch bei mir, der Siemens Umrichter, den ich dazu habe, ist mir zu gross.

Hier die Audi Duo Synchronmaschine von Siemens/Elbtalwerk Heidenau:


Mittlerweile gibt es so viele vielversprechende Entwicklungen. Lynch und Perm, Gleichstrom und Perm auch Drehstrom, PML flightlink Radnabenmotoren und auch Magnetmotore aus Starnberg. ... und viele andere. Die Flieger - sowohl Modell als auch UL und bemannt - nutzen vielfach die sogenannten Torquemotoren. Sind prinzipiell eine Abart der Synchronmotoren.

Übrigens damit wir uns richtig verstehen: alle diese Motoren brauchen ganz speziell auf die Motoren abgestimmt Frequenzumrichter. Sonst läuft nichts. Stimmt schon mit den Fliegern: die sind auf Drehzahlen um die Nenndrehzahl getrimmt, und die Elektronik macht den Hochlauf nicht so, dass das für Fahrzeuge wirklich was taugt. Da ist noch ein bisschen Anpassung nötig.

Die letzte Entwicklung von der ich gehört habe, ist eine 7 kg 20 kW Maschine. Wollen mal probieren, ob wir damit einen Fahrzeugantrieb hinbekommen, evtl. mit mehr als einem Motor. War eigentlich für einen UL Flieger gebaut, und der ist damit erfolgreich geflogen. Das wäre fast ein Supermotor für den CityEl. Habe leider den Kontakt etwas verloren, muss ihn wiedersuchen. Nach Weihnachten...

Es tut sich was bei den Antrieben. Wer hat den grossen Plettenberg schon mal probiert ? Ich wäre an Erfahrungen interessiert. Die grossen Plettenberg haben sechs Anschlüsse, also sollte Stern-Dreieckschaltung möglich sein. Leicht und klein und stark genug für einen El dürften sie sein.

Ansonsten habe ich in der bsm Linkliste mal ein paar Adressen zu Antrieben zusammengetragen.

Gruss, Roland
 

inoculator

Bekanntes Mitglied
19.04.2006
5.044
Hallo Andreas, Hallo Team.

Soweit ich den kleinen Magic Torque richtig vermessen habe, wird hier mit zwei in Abhängigkeit stehenden Werten gearbeitet:

1. die Taktfrequenz
Sie steigt mit Erhöhung des Eingangssignales
2. der Vorlaufwinkel
Er wird mit steigender Last und somit auch bei Erhöhung des Eingangssignales größer.

Lasse ich den Motor mit Luftschraube drehen, so habe ich bei Vollgas dieselbe Frequenz, wie ohne. Der Vorlaufwinkel wird aber größer, was in einem höheren Strom resultiert -mit Last natürlich.

Was für einen Schluss ziehe ich daraus:
Bei den Brushless Reglern wird die Taktfrequenz gesteuert und somit die Drehzahl.

Wann der Regler -ein Sensorloser; das Signal für den Sync holt, kann ich nicht sagen. Ich nehme aber mal an, das es kontinuierlich aus dem Gegenindunktionsimpuls einer Wicklung geholt wird.
Über einen Winkelvergleich -Differenztimer; kann der Regler unmittelbar auf die Stellung des Rotors zurückschließen.

Der Verwendete Motor ist eine Außenläufer mit 11,1V/12A maximal Leistung.
Halte ich den Rotor beim Anlaufen feste -mit der Rohrzange, spüre ich, wie der Regler immer wieder den Anlaufimpuls abgibt. Lasse ich den Rotor dann anlaufen, hat er bei etwa 120 Umdrehungen pro Minute bereits maximales Drehmoment und ich keine Chance ihn mit der Rohrzange ohne Beschädigung der Welle wieder anzuhalten.

Das Bestätigt auf der einen Seite die These, das ein Synconmotor beim Anlaufen kein Drehmoment hat, aber IMHO auch, das ein solcher Motor bereits im unteren Drehzahlbereich sofort Drehmoment aufbaut. Sozusagen: wehe wenn er losgelassen.

In der Praxis würde ich jetzt vermuten, ist so ein Motor zum Anfahren am Berg nicht geeignet.

Aber jetzt mal eine Frage:

Kann man Asyncron und Syncronmotor nicht im Motor und Regler kombinieren?

Ich rede von einem Motor mit einer Wicklung im Rotor. Diese Wicklung wird beim Anlaufen stromlos gehalten und das Drehfeld mit niedriger Frequenz aber hohem Strom angefahren.
Der Rotor wird jetzt asyncron angezogen Bleche in der Wicklung können hier die Wirbelstrominduktion fördern.
Erreicht der Rotor eine gewisse Drehzahl, wird die Wicklung unter Saft gesetzt und das Drehfeld mit dem Rotor syncronisiert. Jetzt wird die Leistung im Drehfald zurückgenommen -soweit nötig; und die Frequenz des Feldes analog zur Anforderung gesteuert.

Und jetzt sagt mir nicht, daß gibt es noch nicht!

Gruss

Carsten
 

Mr. Horsepower

Mitglied
07.06.2006
271
Die von Dir erwähnte Methode nennt sich Dämpfer-Wicklung und dient lediglich dem Hochlauf von größeren Synchronmaschinen.
 

SB

Aktives Mitglied
19.05.2006
1.841
Ganz verstehe ich den Sinn der Disk nicht:
Kostet alles sehr viel. Mehr als NiCd. Dabei ist unser Hauptproblem doch das Akkugewicht.
Wenn das nicht wäre könnten wir auch mit 60V Blei fahren. Also NiCd damit sind doch fast alle sehr zufrieden, oder? Ich beim Twike jedenfalls sehr.

Wenn am Motor schrauben, dann könnte man für den Thrige statt der Wicklung einen Permanentmagnet bauen lassen, dann wird der Motor leistungsfähiger bei höherem Wirkungsgrad. Wer macht eine Anfrage bei einem NeFe Hersteller. Stückzahl 50 müssten wir schaffen oder?
 

Friedhelm Hahn

Aktives Mitglied
19.06.2005
1.483
Hallo Sebastian,

die Diskussion hatten wir doch schon durch.
Auf den Nenner gebracht: Der Thrige ist für Perm.-Magnete nicht geeignet.
Mit hoher Wahrscheinlichkeit kommt es zu überhöhten Wirbelströmen.

Gruß
 

d!rk

Aktives Mitglied
05.12.2007
518
Hallo
benötigen die Motoren den Graugusskörper für die magnetische Feldstärke?
Sonst könnte man evtl. eine neues leichteres Gehäuse herstellen.
dirk
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Für Deutschland hast Du recht , Gero. Weltweit arbeiten sonst die Synchronmotoren auch ohne Hallgeber. trotzdem, die Kontrolle über Geber ist einfacher, das Anfahren unproblematischer.
Jeder Computerventilator hat einen Synchronantrieb. Beide Verfahren sind üblich. Mehrheit: Hall.
Auch die direkt angetrieben Waschmaschinen. Demnächst baue ich mir ein Cityel mit drei Waschtrommeln als Antrieb. Da passen dann auch meine Traumslicks mit 500mm Breite drauf.
Bis zur Schleuderdrehzahl!
Hab solch einen LG-Waschmaschinenantrieb hier. Muss nur noch die Socken herausnehmen, ehe ich damit starte.36 Pole.3 Phasen.Ferrit.
 

d!rk

Aktives Mitglied
05.12.2007
518
Hallo Roland,

deine Antwort hat mir sehr weitergeholfen. Ich finde sie so gut, dass ich sie (in abgewandelter Form) für das Elwiki vorschlagen möchte!


Gruß
dirk
 

d!rk

Aktives Mitglied
05.12.2007
518
Hi
und welchen Motor haben finden wir im Twike?
:Der Link wurde entfernt (404).

Gruß
dirk
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Klar, der magnetische Rückschluss ist schwer und verlustreich. Der Grauguss ist nur Gehäuse, also völlig überflüssig. Asynchronmotoren kann man sehr drehzahlfest ausführen, braucht dann aber hochwertiges, verlustarmes und spannungsfrei (mechanisch) montiertes Statorblech. Die Drehzahl machts, siehe Twike. Das Motorgewicht hält sich, trotz gutem Winkungsgrad, in Grenzen.
Synchronmotore größeren Kalibers sind noch so sündhaft teuer in Deutschland, dass man an einem vernünftigen Schaltgetriebe eigentlich nicht vorbeikommt, siehe Perm im Cityel. Jedes Kilo wird da mit Gold aufgewogen. Ohne Grund. Neodym ist billig.
Die billig zu erstehenden Vierquadrantenantriebe für Asynchroner arbeiten übrigens mit bis zu 400 Hertz, das sind 24.000 Umdrehungen in der Minute. Statorbleche gibt es auch mit unter 0,1mm Dicke und Siemens hat leider die Produktion von Pulvereisen (Corovac und so) eingestellt, seitdem dort in Hanau der Plutoniumzylinder hochgegangen ist. Die Produktion wurde praktisch gleichzeitig eingestellt.

Reinhold, wir müssten mal so etwas bauen. Der Dirk macht sicher auch mit. Pah, und dann juckt es uns überhaupt nicht mehr, dass wir keine Berge vor der Tür haben, wie der Manfred, und wir rupfen dann den Adlern die Federn aus. Ihr könnt ja schon mal welche vorbestellen. Mist, hier fliegen nur Hühner herum. Mit Gänsefedern könnte ich auch dienen. Braucht jemand eine warme, flugtaugliche Verkleidung fürs Cityel?

 

d!rk

Aktives Mitglied
05.12.2007
518
Hallo Roland,

zum Plettenberg (meintest du den Predator 37 ???) gibt es leider keine Datenblätter auf der homepage.
Hat dieser Motor nicht auch das Problem, im unteren Drehzahlbereich nicht ausrreichend Drehmoment zur Verfügung zu stellen?

Gruß
dirk
 

SB

Aktives Mitglied
19.05.2006
1.841
[quote wachno]Hi
und welchen Motor haben finden wir im Twike?
:Der Link wurde entfernt (404).

Gruß
dirk[/quote]

Drehstrom. Das ist ja eben der Witz.
Da kosten schon Motor mit Getriebe + die Elektronik mehr als der ganze El...

Ich plädiere für möglichst einfach. Also ein Permanentmagnetmotor.
Am besten einen den es häufig gibt. Aber da wäre ich sicher nicht der einzige, der da sucht. :-(
 

Friedhelm Hahn

Aktives Mitglied
19.06.2005
1.483
Moin,

da wir ja alle den besseren Wirkungsgraden hinterherjagen, hier noch mal ein Tipp, der mit dem EL nun nichts gemeinsam hat, aber sehr wohl mit Drehstrom-Synchronmotoren:
Die Stromkosten im Haushalt lassen sich erklecklich verringern, wenn man eine (oder mehrere) Heizungspumpen gegen die "WILO Stratos" austauscht.
Bei gleicher Pumpenleistung konnte ich die Belastung um mind. 60W (2 Pumpen) verringern.
Das armotisiert sich, je nach Bezugsquelle, innerhalb ganz weniger Jahre!
Die grottige Stufenschaltung der Asynchronpumpen wurde durch Synchronantriebe mit integriertem Frequenzumrichter und Erfassung der Strömungsverhältnisse ergänzt.
In der Grundstellung braucht so eine Pumpe nur 5(!) Watt. Das ist doch was, oder?

Munter bleiben!
 

Kjeld Holm

Mitglied
14.07.2007
176
Hallo e-freunde

Ohne am TÜF und umfangreiches umbauendes zu denken. Ich sehe weitere vorteile mit burstenlose motor:
1. Reku, Vor- und rückwärts ohne schurten ist möglich = simpel Verdrahtung, weniger Teile und besseres zuverlässigkeit.

2. Wenn gros genug burstenlose (inwheel motor) im Vorderrad einsetzbar ist = Keine: Riemen, Kette, Zahnräder und Differential = hoher efficienz, weniger Teile und besseres zuverlässigkeit + besseres Gewichtverteilung.


Ich hatte zum beispiel ein elektro Fahrrad vor 2 Jahren gebaut, mit einem burstenlose Vorderradmotor: Crystalyte-408 400W und kleinen Crystalyte 20A mosfetcontroller von USA. Batteriesatz 36V 10Ah NiMh von Deutchland. Einfache mechanische und elektrische Installation.

Dieses Fahrrad läuft leise und wie ein Traum. Auch freiwillig ob Ich mittreten will. Das Fahrrad läuft 30kmh am flachen Land ohne mittreten. Villeicht 10Km ohne mittreten und 35Km mit.
Netter Beschleunigung am Hügeln und gegen Wind. Nur Notwendig an den steilen Hügeln mittreten. Start ohne mittreten ist möglich aber nicht mit super Beschleunigung. Aber einen 750W Crystalyte Fahrrad Motor ist auch erhaltlich.
(NOTIZ: Nur 250W Motor ist im Dänemark, wie pedallec, ohne Versicherung und Steuer erlaubt)

Fröhliches Weinachten und Ein Glückliches Neujahr
 

Friedhelm Hahn

Aktives Mitglied
19.06.2005
1.483
Hallo Kjeld,

Du schreibst es schon:
Das Manko des Radnabenmotors ist das zu geringe Anfahrmoment.
Das EL hat recht große und schmale Räder, das macht es doppelt schwer...

Gruß
 

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