optimaler Wirkungsgrad City El



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d!rk

Aktives Mitglied
05.12.2007
518
Hallo

Ich überlege schon seit geraumer Zeit, ob es eine bestimmte Stromstärke oder eine bestimmte Geschwindigkeit gibt, bei der ich mein El im optimalen Wirkungsgrad fahre.

Wie halten es denn die Langstreckenfahre unter euch:
konstante Geschwindigkeit oder konstanter Strom oder wie?

Gruß
 

Thomas.Keller

Aktives Mitglied
16.01.2007
842
Bei meinem 36 V El war es eigentlich immer am besten vollgas rumzubrettern.

Beim neuen 48 V werd ich mal schaun, welche Dampfrdeinstellung am besten taugt.
Ich denk das Vollgasfahren ist da nicht mehr so optimal (das Teil läuft um die 70 km/h)
 

weiss

Administrator
15.01.2004
2.260
hallo dirk :)
beim trigge mit riemen läuft am sparsamsten zwischen 35-40km/h.
 

Friedhelm Hahn

Aktives Mitglied
19.06.2005
1.483
Moin zusammen,

das Thema Wirkungsgrad hatten wir vor einiger Zeit mal aufgegriffen, hier ein Vorschlag von mir, wie man das messtechnisch erfassen könnte: http://forum.mysnip.de/read.php?363,280110,281598#msg-281598 .

Hach ja, Zeit müsste man haben :rolleyes: .

Gruß
 

hk12

Aktives Mitglied
06.01.2009
1.695
Hallo,

[quote Friedhelm Hahn]die ganze Wirkungsgrad-Diskussion ist gespickt von Mutmaßungen, subjektiven Beurteilungen und ein paar objektiven Messversuchen.[/quote]
so ist es.

[quote wachno]..oder eine bestimmte Geschwindigkeit gibt...[/quote]
und dann kommt der Rücken oder Gegenwind...

[quote wachno]Wie halten es denn die Langstreckenfahre unter euch:
konstante Geschwindigkeit oder konstanter Strom oder wie? [/quote]
schau mal hier:
http://forum.mysnip.de/read.php?569,305045,305084#msg-305084
so kann es gehen, oder auch nicht...

Ich kann natürlich nicht für alle Langstreckenfahrer antworten, aber grundsätzlich, ich bin kein Bleifußfahrer und versuche Ampeln, Hügel oder sonstiges vorausschauend zu fahren um eine gute Reichweite zu bekommen. Darüber hinaus ist es mir aber vollkommen Hupe ob mein EL gerade den absolut besten Wirkungsgrad bei z.B. einer Geschwindigkeit von 45,539 km/h hat oder nicht. Wenn ich 350km am Tag fahre, muß die Kiste da wo geht, ohne Wenn und Aber, konstante 70 laufen und das ist ganz klar nicht der beste Wirkungsgrad! Das Weitere wird über die Streckenplanung gemacht und u.a.die Ladepunkte so eingeplant das Luft in der Reichweite bleibt. Es ist halt auf Strecke vorteilhaft wenn man nicht voll-laden muß und sich somit die lahme Nachladephase schenken kann.

Gruß
Horst

 

d!rk

Aktives Mitglied
05.12.2007
518
Hallo Zusammen

mir ging es erst mal um ein gemeisames theoretisches Nachdenken:

Der Motor hat einen optimalen Wirkungsgrad; dieser ist drehzahlabhängig (und somit abhängig von v)
oder verändern sich die Wirkungsgradkurven in Abhängigkeit zur Last (also Bergfahrt - Flachlandfahrt).

Gruß
 

inoculator

Bekanntes Mitglied
19.04.2006
5.044
Hallo,

die Disskusion hatten wir schon öfter.
Horst hat im Allgemeinen schon recht.

My2Cents:

der Thrige läuft am sanftesten und IMHO im optimalen Wirkpunkt, wenn er mit etwa Ieff=80A bedampft wird -unabhängig von der Spannung. Er pendelt sich unter Last -also am Berg; dann bei etwa 2500rpm ein -was ja seine Nenndrehzahl ist.

Meine eigene Aussage zu dem "Am Berg alles Abwerfen und Vollgas geben" habe ich mittlerweile wieder ein wenig zurückgeschraubt.

Auf den ersten Blick ist es zwar richtig, den Motor in die Sättigung zu treiben, aber hier scheinen einige Besonderheiten des Thrige dem entgegenzustehen.

Bezüglich der Spannung glaube ich, ist es nicht der Motor, der den Wirkungsgrad ausmacht, sondern der Steller. Je höher die Akkuspannung, desto größer die Verluste am Steller, wenn der Motor im Arbeitspunkt betrieben wird.

Ich glaube, man kann den Arbeitspunkt des ELs nicht in der Gesamtheit ernsthaft ermitteln.
Aber man kann die einzelnen Komponenten in ihrem Wirkungsgrad so aufeinander abstimmen, daß ein gemeinsamer virtueller Arbeitspunkt erreicht wird -ungefähr verstanden, was ich meine?!? ;-)

Gruss

Carsten
 

Friedhelm Hahn

Aktives Mitglied
19.06.2005
1.483
Hallo Carsten,

Deine Beobachtungen kann ich so bestätigen.
Als mein EL noch lief (48V 75AH NiCd) war die Reichweite über Land in der Ebene ca. 60km, bei Akkubelastung von 60A im Mittel und abgeworfenem Compound, durchweg mit 60km/h (Thrige Duplexkette 11/78).
In der Stadt wird das so nicht optimal laufen, weil man zu oft eine hohe aufgebaute Energie wieder vernichten muss.
Da wird sich eher Dahinzockeln postiv auf die Reichweite auswirken.

Will denn keiner das Ecometer bauen? ;)

Gruß
 

Hobbyschrauber Mario

Aktives Mitglied
23.10.2008
871
Soweit ich weiß hat der TTL140B ohne Speedkit einen etwas besseren Wirkungsgrad als mit.

APP: das Speedkit (Wiederstand) ist auch eine fragwüriges Tuningteil.
Da würde ich einen Zweiten steller vorziehen der Parallel mit dem Strompendalpoti geregelt wird.

Dort könnte man die drosselung besser Regeln als mit einen Plumpe Wiederstand.

Und im enteffekt solte der Wirkungsgrad auch etwas steigen.

[ Erfahrung aus dem Bastel labor ;) ]
 

inoculator

Bekanntes Mitglied
19.04.2006
5.044
Die Hürde ist die Anordnung der Spulen.

Bei einem "normalen" Compoundmotor ist die Compoundwicklung zusammen auf dem selben Kern, wie die Feld-Serienwicklung. Schaltet man da den Compound ab, dämpft man das Feld und die Gegenspannung sinkt gleichmäßig.

Der TTL ist aber etwas anders.
Er hat tatsächlich ein Polpaar für den Compound und eines für das Serienfeld.

Schaltet man nun den Compound ab, so fällt im Prinzip ein komplettes Polpaar aus.
Aus dem 4 poligen Motor wird ein 2 poliger.

Die Polpaare auf dem Anker werden jedoch nicht reduziert.
Dadurch kommt es zu einem leerdurchlauf pro halber Umdrehung, was auf der Kohle des leeren Ankerpaares heftig Feuer gibt.
Die Induktion geht quasi ins Leere, bzw wird nur zum Teil an den folgenden Pol der Feldwicklung weitergegeben.

Zwar dreht der Motor höher und gibt auch nochmal etwas Leistung hinzu, jedoch auf Kosten des Wirkungsgrades -mangels Wirbelstrombremse und passender Kupplung, kann ich das nur nicht in Messwerten zeigen.

Gruss

Carsten
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Das Cityel hat wenig Luftwiderstand, deshalb ist der energieverbaruch zwischen Vollgas und halber Geschwindigkeit nicht sehr groß. Hauptsächlich der Peukerteffekt sorgt bei den Bleiakkubetriebenen für eine niedrigere Reichweite bei höherer Geschwindigkeit. Der Thrige sollte bei höheren Drehzahlen kaum an Wirkungsgrad abnehmen, wenn man das Feld indirekt proportional zur Geschwindigkeit reduziert. Bekanntlih gibt es eine Reihe von unterschiedlichen Verschaltungen, von der originalen bis zur Kürtenschaltung aund allen möglichen Abarten. Die Kürtenschaltung hat den wohl größten Drehzahlumfang mit hoher Leistung: stark im Anzug bei niedriger Geschwindigkeit und die höchste Drehzahl im oberen Bereich. deshalb eher für eine kräftige Kette mit starker Untersetzung geeignet, Letzteres vor allem, damit die Maximalgeschwindigkeit nicht überschritten wird.
Die Wirkungsgrade lassen sich gut berechnen, wenn man weiß, dass der Hauptschlussfeldspulenwiderstand etwa 4,7 milliohm beträgt und der des gesamten Thrige etwa 70 mOhm (kalt) daraus können bei Erwärmung gerne 100 milliohm werden.
im unteren Drehzahlbereich macht sich entsprechend ein hoher Feldstrom positiv bemerkbar. Einige schwären auf die Hintereinanderschaltung der beiden Feldspulenhälften, was zwar am Berg zu besserem Anzug, aber auch zu höherer Erhitzung der Feldspulen führt.
Jeder Magnet bildet immer zwei Pole aus, folglich bleibt es auch bei vier Polen, wenn zwei der Spulen, die für das compound, ausgeschaltet werden. Lediglich das Streufeld wird größer, der Motor "weicher".
Nicht zu vergessen ist, dass der Thrige bescheidenes Dynamoblech als Blechung besitzt. Ein Teil der Verluste stammt aus Ummagnetisierungsverlusten und Wirbelströmen.
Irgendwo im Forum stecken schöne Diagramme, die über die gestellten Fragen gut Auskunft geben. Am steilen Berg ist eine hohe Spannung und Stromfestigkeit der Stromquelle entscheidend für den Wirkungsgrad. bei 200 Ampere Motorstrom werden gerne 20 Volt nur zur Überwindung des ohmschen Widerstands verbraten.

Der Link wurde entfernt (404).
 

Karlfred

Aktives Mitglied
15.01.2008
320
Hi Carsten,
Du bist immer noch auf dem Holzweg;
denk mal durch, was ich neulich schon dazu
geschrieben habe.
Gruß K.-F.
 

inoculator

Bekanntes Mitglied
19.04.2006
5.044
Du irritierst mich.
Ich habe das Teil offen vor mir liegen und die Strompfade gemessen -ergänzend der defekten C-Wicklung.

Wenn mein Rechner im Labor online ist, mache ich eine Videokonferenz mit Dir... dann kannste mir mal genau zeigen, was Du meinst...

*kopfkratz*

;-)

Gruss

carsten
 

d!rk

Aktives Mitglied
05.12.2007
518
Hallo

der Wirkungsgrad scheint wohl recht schwierig rechnerisch zu ermitteln sein.

Wie sieht es mit einem Messgerät aus?
Ich stelle mir eine Art Datenlogger vor, der über eine längere Strecke im El mitfährt und Daten sammelt und diese in Zusammenhang bringt:

aktuelle Leistungsabnahme am Akku
aktuelle Geschwindigkeit
aktuelle Steigung (?? brauche ich die oder steckt die schon in der Leistungsabnahme ??)
aktuelle Spannung der Akkus
(...)

Je länger ich fahre, desto größer wird die Datenmenge und desto genauer wird die Korellation zwischen den Werten. In Folge könnte mir das Gerät für eine bestimmte Spannungslage eine optimale Geschwindigkeit anzeigen.

Was mir immer noch nicht klar ist: Ist es sinnvoller mit konstanter Geschwindigkeit oder mit konstantem Strom zu fahren?

Gruß
 

inoculator

Bekanntes Mitglied
19.04.2006
5.044
Hallo,

nein, generell ist der Wirkungsgrad einfach zu ermitteln.

Energie ab Steckdose ermitteln.

Fahrstrecke ausmessen und Gewicht des Fahrzeuges mit Fahrer.

Dann die rein rechnerisch nötige Energie ermitteln, die die errechnete Masse benötigt, um von A nach B zu kommen.

Nun die Energie ab Steckdose in Verhältnis zur rechnerischen Energie setzen.
Voilá.

;-)
Gruss

Carsten
 

weiss

Administrator
15.01.2004
2.260
hallo carsten :)
was karlfred sagen wollte zu deinem text:
...
Aus dem 4 poligen Motor wird ein 2 poliger.
...

bei 1umdrehung bekommen die kohlen 2mal kontakt mit der gleichen spule und somit sind es von der funktion her nicht 4 spulen sondern 8 stück davon.

einmal wird das wicklungspaar auf dem gleichen anschluß mit + beliefert und eine halbe umdrehung später ist der anschluß dann -.

hoffe der verwirrung beigetragen zu haben,
 

inoculator

Bekanntes Mitglied
19.04.2006
5.044
hmm... also... moment...

Es sind 4 Wicklungen im Stator und 4 Kohlen am Rotor.

Am Rotor ergeben die sich gegenüberliegenden Kohlen eine elektrische Verbindung über die jeweiligen Kupferbahnen im Rotor. Das entstehende magnetische Feld ist 90° verdreht zur Kohle.

Dieses magnetische Feld ist ein stehendes Feld. Es bewegt sich nicht, da die Kohlen sich ja nicht mitdrehen.

Dadurch, daß es 2 Kohlenpaare sind, habe wir auch zwei magnetische Felder, welche auch wiederum 90° zueinander verdreht sind.
Da es 4 magnetische Pole sind, mischen sich jeweils 2 davon zu einem "Virtuellen". Ergeben sich also 3 Felder:
Einmal um den Rotor gesehen:

n1-N-n2-s1-S-s2

wobei klein n und klein s für die echten Pole und groß N und groß S für die virtuellen Pole stehen.

Auf dem Stator haben wir ein gleichartiges Verhalten.
Auch hier sind 4 Wicklungen, welche elektrisch jeweils gegenüberliegend miteinander verbunden sind. zwei Serienwicklungen, welche in Reihen zu den Wicklungen auf dem Rotor liegen und zwei Compoundwicklungen, welche als Nebenschluss beschaltet sind.

Auch hier ergibt sich eine Aufteilung in der Art:

nS-N-nC-sS-S-sC

S=Serie; C=Compound; klein und groß, wie oben.

Wir haben also im Rotor und im Stator gleichartige magnetische Felder. Da die Kohlen nun um einige Grad zur Senkrechten der Felder vorgedreht sind, ergibt sich eine Kraft, welche zwischen Rotor und Stator entsteht. Der Rotor ist drehbar und folgt der Kraft. Der Motor dreht sich.
Da die Kohlen dabei aber stehen bleiben, bleibt auch der Winkel zuwischen Stator und Rotor bestehen und die Krafteinwirklung dreht sich nicht mit dem Rotor weg, sondern greift auf das nachrückende Rotorfeld.

Praktisch ist der Thrige also ein 2-poliger Motor, auch wenn er 4 Pole technisch besitzt.

Ich glaube, soweit sollten wir uns doch einig sein, oder?


Soweit müssten wir uns einig sein.
 

Karlfred

Aktives Mitglied
15.01.2008
320
Hi Carsten und Mit-Diskutenten,
der Denkfehler ist, die einander gegenüberliegenden Pole als
Polpaar zu sehen; sie haben beide die gleiche Polarität.
Beim vierpoligen Motor bilden jeweils zwei
direkt benachbart nebeneinander liegende Pole ein Paar,
das also 90° zueinander steht. Wenn man rundherum guckt
ergibt sich dann die immer abwechselnde Polfolge.
Von diesem Paar trägt ein Schenkel die Reihenschluß- und der
andere die Nebenschlußwicklung. Über das Gehäuse sind die
jeweils zu einem Paar gehörenden Pole magnetisch in Reihe
geschaltet. Man kann sich ein Feldpolpaar also als Hufeisenmagnet,
der zu einem 90° Winkel aufgebogen wurde,vorstellen.
Dadurch, daß jeweils die gegenüberliegenden Kohlen miteinander
verbunden sind kann sich auch beim Läufer kein dazu querliegendes
Magnetfeld ausbilden. Da hier also die Spannung zwischen jeweils
direkt nebeneinander liegenden 90° zueinander stehenden Kohlen
angelegt wird bilden sich auch hier die vier Magnetpole mit abwechselder
Polarität aus: vier Pole, immer abwechselnd Nord - Süd - Nord _ Süd.
Dämmert es ?
Mit Deinen restlichen Erklärungen bin ich weitestgehend einverstanden.
Gruß K.-F.
 

Friedhelm Hahn

Aktives Mitglied
19.06.2005
1.483
Was mir immer noch nicht klar ist: Ist es sinnvoller mit konstanter Geschwindigkeit oder mit konstantem Strom zu fahren?
Bernd hat es schon angedeutet: Bei Blei haut der Peukert-Effekt ins Kontor.
Hier könnte es vorteilhaft sein, mit Strombegrenzung zu fahren.
Anders bei Li und NC:
Der Wirkungsgrad des Motors ist unter voller Bestromung meist höher, als unter Teillast.
Beim Thrige ist das ob der Vielzahl der Ansteuermöglichkeiten ziemlich komplex.
Den Akkus macht das kaum was aus, Stromverluste steigen allerdings im Quadrat an (P = I² x R).

Datenblätter: http://www.ellert.info/motor.htm

Leider sind die Kurven nur unter (halbwegs) konstanter Batterie-Spannung aufgezeichnet.
Interessant wären hier weitere Verläufe mit Unterspannung.

Gruß
 

inoculator

Bekanntes Mitglied
19.04.2006
5.044
ah... ok...

gut.. die Wicklungsrichtung und die Stromrichtung habe ihc noch nicht betrachtet. Hier bin ich dann tatsächlich einer Fehlannahme unterlegen

Dann stimmt meine Pol-Aufzählung natürlich gar nicht.

Allerdings ist damit meine Erklärung für das asymetrische Bürstenfeuer bei abgeschaltetem Compound auch über den Johrdan.

*grübel*

Gruss

Carsten
 

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