Auslegung Elektromotor < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 11:52 Fr 01.07.2011 | | Autor: | sashdan |
Ich will folgendes berechnen, komme aber irgendwie nicht weiter:
- gegeben ist ein Bedarfsmoment/Lastmoment M_Bed und der Leistungsbedarf P_Bed
1. Wie kann ich auf Grundlage dieser Angaben einen drehzahlveränderlichen E-Motor (für eine Elektrofahrzeug) grob dimensionieren, also Nennmoment und Nenndrehzahl ermitteln?
2. Wie verhält es sich, wenn ich ein Getriebe mit Festübersetzung zwischenschalte? Gibt es sinnvolle/optimale Übersetzungen? Wie ermittelt man diese bzw. nähert man diese an?
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
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Hallo sashdan,
> Ich will folgendes berechnen, komme aber irgendwie nicht
> weiter:
>
> - gegeben ist ein Bedarfsmoment/Lastmoment M_Bed und der
> Leistungsbedarf P_Bed
>
> 1. Wie kann ich auf Grundlage dieser Angaben einen
> drehzahlveränderlichen E-Motor (für eine Elektrofahrzeug)
> grob dimensionieren, also Nennmoment und Nenndrehzahl
> ermitteln?
es gilt für die mechanische Leistung: [mm] P_{nenn} [/mm] = [mm] \omega_{nenn}*M_{nenn} [/mm] mit [mm] \omega [/mm] = [mm] 2\pi*f
[/mm]
daraus kannst du mit dem gegebenen Moment und der Leistung deine Nenndrehzahl ermitteln.
>
> 2. Wie verhält es sich, wenn ich ein Getriebe mit
> Festübersetzung zwischenschalte? Gibt es
> sinnvolle/optimale Übersetzungen? Wie ermittelt man diese
> bzw. nähert man diese an?
Ein Getriebe ändert die benötigte Leistung des Motors nicht. Ein solcher Schritt würde zu diesem Zeitpunkt nur Sinn ergeben, wenn du eine Auswahl an verwendbaren Motoren (laut Hersteller Katalogen) hast, und dabei kein passender gefunden wurde (bezüglich [mm] M_n [/mm] und [mm] n_n). [/mm] Dann kannst du ein Getriebe benutzen, um den vorhandenen Motor an deine Anforderungen anzupassen....
Der erste Schritt sollte sein, was für eine Art Motor du benutzen willst. Gleichstrom-, Asynchron-, Synchronmaschine oder was ganz anderes? Welcher Leistungsbereich ist benötigt? Such dir dann einen Motor in diesem Bereich aus. Passen Drehzahl und Moment zu deinen Anforderungen? Wenn ja: alles gut, wenn nicht [mm] \rightarrow [/mm] Getriebe. Soll die Drezhahlstellung am Motor erfolgen (also elektrisch) oder ist es vllt. besser, das über ein kontinuierliches Getriebe zu realisieren (mechanisch oder hydraulisch). Das hängt wieder davon ab, wie groß der Stellbereich sein soll....
Du siehst, man kann sowas nicht pauschal beantworten. Mit mehr Angaben gibts auch genauere Antworten....
Gruß Christian
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:26 So 03.07.2011 | | Autor: | sashdan |
Hallo Christian,
das Ziel meiner Untersuchung ist es in MATLAB ein Auslegungstool für Elektromotoren in batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen zu entwerfen. Demnach ist der Bauraum begrenzt und ein Getriebe unabdingbar.
Eingabewerte sind:
- Art (ASM, PSM, ...) des zu verbauenden Motors
- Fahrzeugmasse (ohne Motor, inkl. Batterie, Leistungselektronik, usw.)
- [mm]c_w[/mm]-Wert
- Anströmfläche A
- Höchstgeschwindigkeit [mm]v_m_a_x[/mm]
- Getriebeübersetzung (1:1 ist Standardwert)
- usw.
Die Auslegung soll dann in zwei Schritten erfolgen, da die Motormasse und der benötigte Bauraum zunächst noch Unbekannte sind. Im ersten Schritt wird eine Motormasse von 100 kg ([mm]M_M_o_t = 100 kg[/mm]) angenommen. Im zweiten Schritt soll dann mit der "realen"/abgeschätzten Motormasse gerechnet werden. Jeder Schritt gliedert sich in die Hauptpunkte
a) Ermittlung der Fahrwiderstände für vordefinierte Fahrsituationen
b) Herausgreifen der Fahrsituation mit dem höchsten Fahrwiderstand (i.d.R. Hochgeschwindigkeitsfahrt (>120 km/h) mit zusätzlicher Beschleunigung, bei maximal zulässiger Steigung (p = 4%) auf Bundesautobahnen)
c) Bestimmung des benötigten Drehmoments am Rad [mm]M_R_a_d = F*r_R_a_d.[/mm]
d)[b]Bestimmung des benötigten Motormoments [mm] M_M_o_t[/mm] durch Multiplikation von [mm]M_R_a_d[/mm] mit der Übersetzung des Getriebes[mm] \alpha_i = 0.95[/mm]: [mm]M_M_o_t = M_R_a_d*\alpha_i[/mm].
e)Ermittlung der maximal benötigten Drehzahl des Motors [mm]n_R_a_d[/mm] (Schlupf vernachlässigt): [mm] n_R_a_d = \bruch {v_m_a_x}{2*\pi*r_R_a_d)}*\alpha_i [/mm]
f)Bestimmung der benötigten Motorleistung:
[mm]P_M_o_t = \bruch{2*\pi*M_M_o_t*n_M_o_t}{60*1000}[/mm]
Fragen:
1. Stimmt meine Vorgehensweise? Wo liegen die Fehler?
2. Wenn ich die benötigte Leistung direkt aus dem Fahrwiderstand berechne [mm]P_R_a_d = F_R_a_d*v [/mm] (v ist Geschw. in aktueller Fahrsituation) komme ich immer auf sehr viel größere Werte (auch unter Berücksichtigung des Wirkungsgrad)! Wie kommt es dazu? (m.files im Anhang)
Vielen Dank und Gruß,
Sascha
ANLAGEN:
Hauptprogramm:
![[a]](/images/paperclip.gif "Dateianhänge") Emotor.m
Funktion:
Gesamtfahrwiderstand.m
EDIT: Uploads berichtigt
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: m) [nicht öffentlich]
Anhang Nr. 2 (Typ: m) [nicht öffentlich]
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Hallo nochmal,
die prinzipielle Vorgehensweise ist wohl richtig.
Allerdings sind mir im m-File zwei Sachen aufgefallen, die nicht stimmen.
1. [mm] M\_Mot [/mm] = [mm] M\_Rad*i\_getr; [/mm] ![[notok]](/images/smileys/notok.gif "[notok]")
das muss andersrum heissen: [mm] M\_Rad [/mm] = [mm] M\_Mot *i\_getr
[/mm]
denn die Momente werden "entgegengesetzt" der Drehzahlen umgewandelt!
[mm] n\_Mot [/mm] = [mm] n\_Rad*i\_getr;
[/mm]
2. [mm] P\_Mot [/mm] = [mm] eta\_i*P\_Bed
[/mm]
jetzt ist die Motorleistung ja um [mm] eta\_i [/mm] kleiner als die, die am Rad ankommt!
Das Getriebe "verschluckt" aber Leistung, also müsste sie größer sein...
Also: [mm] P\_Mot [/mm] = [mm] 1/eta\_i [/mm] * [mm] P\_Rad
[/mm]
Ansonsten sieht das gut aus.
Gruß Christian
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 21:09 Mi 06.07.2011 | | Autor: | sashdan |
Vielen Dank für Deine Hilfe! Jetzt haut auch alles hin.
Gruß und Dank
Sascha
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