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Versteht jemand Elektromotoren?
Hallo liebe Community,
grundsätzlich ist mir der Elektromotor klar - Akku versorgt mit Strom einen Rotor/Stator, welcher Magnete so polt, dass es zu einer Drehbewegung kommt. (Hoffe, das ist korrekt soweit)
Aber was sollen diese futuristischen Namen und was ist der Unterschied?
Da vermisst man glatt die einfachen V8 / V10 etc.
•Permanenterregte Synchronmaschine mit erhöhtem Reluktanzanteil
•Drehstrom-Asynchronmaschine
Kann jemand diese auseinander halten? Ich habe Google und Wikipedia bemüht, aber erklären geht anders.
Lieben Dank
ERKBL
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12 Antworten
Permanenterregt könnte man auch für die Autowerbung verwenden...! 
https://www.youtube.com/watch?v=BFf6E-Aj5U4 und https://www.youtube.com/watch?v=4H4UPMs2xMM sind IMHO gute E-Auto-Motor-Erklär-Videos.
Bzw. recht dir nicht der Vor-/Nachteile-Abschnitt z. B. von https://de.wikipedia.org/wiki/Drehstrom-Asynchronmaschine und https://de.wikipedia.org/wiki/Synchronmaschine
Leider hast du nicht so wirklich geschrieben auf welchem Niveau die Erklärungen sein sollen, deswegen stochere ich gerade etwas im Nebel.
notting
Warnung vorweg:
Es wird ein wenig technisch.
Wem das schon zu viel ist, der hat sich auch bei Verbrennungsmotoren nicht wirklich mit der Technik beschäftigt.
1)
Permanenterregung:
Rotormagnetfeld wird durch Permanentmagnete erzeugt.
Permanentmagnete kennst du von deinen Kühlschrankmagnethaltern.
In Permanentmagneten stecken häufig die berüchtigten "Seltenen Erden" wie Neodym als Magnetmaterial.
2)
Synchronmaschine:
Bezeichnung für die Grundart der verwendeten Maschine.
Hier eine Unterart der sog. Wechselstrommaschinen (Stator wird mit mehrphasigem Wechselstrom durch einen Inverter gespeist, bei dreiphasigem Wechselstrom spricht man auch von Drehstrom).
Könnte man Vergleichen mit der Unterscheidung zwischen Reihenmotor, V-Motor, Boxermotor bei Verbrennern.
Erklärungen für Synchronmaschinen gibt es zuhauf. Kurz: Rotordrehfeld rotiert synchron mit Statordrehfeld, daher der Name.
3)
Reluktanzanteil:
Hier wird es schwieriger von der Erklärung.
"Reluktanz" steht hier - ganz grob gesagt - für die Ausnutzung magnetischer Anziehungskräfte, welche immer dazu streben den sog. magnetischen Widerstand zu verringern.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Reluktanzkraft
Ein solches Verhalten kann selbst schon in Gestalt eines Reluktanzmotors ausgenutzt werden ( https://de.m.wikipedia.org/wiki/Reluktanzmotor ). Diese "Reinform" ist hier aber nicht gemeint, es geht ja nur um einen Reluktanzanteil.
Das führt uns zur Reluktanz-Synchronmaschine, die Wiki schon ganz gut erklärt.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Synchron-Reluktanzmotor
Ein Synchron-Reluktanzmotor könnte eigentlich auf Permanentmagnete verzichten.
Die Bezeichnung "Permannenterregte Synchronmaschine mit erhöhtem Reluktanzanteil" soll also angeben, dass dennoch Permannentmagnete verbaut sind und gleichzeitig die Reluktanzwirkung ausgenutzt wird.
Es handelt sich also um eine Mischform aus permanenterregter Synchronmaschine und Synchron-Reluktanzmotor.
Schön erklärt übrigens in diesem englischsprachigen Video:.
Auch wenn das Video auf das Tesla Model 3 zugeschnitten ist, wird (bald wurde) solch ein Motor beispielsweise auch im BMW i3 verwendet.
4)
Drehstrom-Asynchronmaschine:
Bezeichnung für die verwendete Grundart der elektrischen Maschine.
Bei Asynchronmaschinen drehen Statordrehfeld und Rotordrehfeld immer asynchron miteinander, häufig eilt das Rotordrehfeld dem Statordrehfeld nach.
Asynchronmaschinen brauchen keine Permanentmagnete im Rotor.
Die Zusatzbezeichnung Drehstrom deutet auf die Speisung des Stators mit dreiphasigem Wechselstrom mit um 120 Grad versetzten Phasen hin.
Für alles weitere zur Asynchronmaschine: Wikipedia und YouTube.
Kleine Ergänzung zu @Xentres aus meinem Kopf, man möge mich korrigieren. Wenn's kein permanenterregter Motor ist, hast du rein vom Motor her ein Problem, wenn der Motor als Generator arbeiten soll, er aber im ersten Schritt keine Spannung von außen bekommt, weil z. B. Antriebsakku leer. Ohne Spannung kein Magnetfeld, was aber gebraucht wird um Spannung zu erzeugen. Permanenterregte Motoren haben ein permanentes Magnetfeld drin, was nur darauf wartet bewegt zu werden um dann sofort Spannung zu erzeugen.
So eine Situation kann man aber z. B. mit einer dafür ausgelegten Steuerelektronik vermeiden, die ggf. genug Reserve im Akku lässt - bis sich dieser durch andere Dinge entladen hat.
notting
Sehr konstruierter Nachteil, wo soll das denn eine Rolle spielen? Wenn man ein leeres Elektroauto bergab Rekuperations-notladen will? Es ist doch eher Nachteil des permanenterregten Motors, dass er nicht frei laufen kann wie fremderregte Motoren.
@notting
Das klingt bei dir jetzt kritischer als es ist, denn
- Reserve nach unten hat jeder Akku zur Vermeidung von Tiefentladung
- auch bei einer Drehstrommaschine ohne Permannentmagnete (z.B. Asynchronmaschine) reicht der Aufbau eines Drehfelds mit relativ wenig Energie aus, um dann in den generatorischen Betrieb zu kommen
- wenn so wenig Energie im Akku ist, dass gar nichts mehr geht, dann betrifft das alle Maschinen gleichermaßen. In der Regel handelt es sich hier ja um Akku-Schutz.
- ein "Anlaufen" lassen durch Bergabrollen oder Anschieben wird man - nach meiner Meinung - weder mit einer Asynchronmaschine noch mit einer permanenten Synchronmaschine hinbekommen - da sind so viele Faktoren im Spiel, dass die Hersteller das nicht zulassen (man möge mich korrigieren, falls es hier schon tatsächlich stattgefundene Versuche gab).
Zitat:
@Xentres schrieb am 8. Mai 2022 um 08:16:49 Uhr:
@notting
Das klingt bei dir jetzt kritischer als es ist, denn
- Reserve nach unten hat jeder Akku zur Vermeidung von Tiefentladung
- auch bei einer Drehstrommaschine ohne Permannentmagnete (z.B. Asynchronmaschine) reicht der Aufbau eines Drehfelds mit relativ wenig Energie aus, um dann in den generatorischen Betrieb zu kommen
- wenn so wenig Energie im Akku ist, dass gar nichts mehr geht, dann betrifft das alle Maschinen gleichermaßen. In der Regel handelt es sich hier ja um Akku-Schutz.
Auch @lyas: Genau das meinte ich doch mit
Zitat:
So eine Situation kann man aber z. B. mit einer dafür ausgelegten Steuerelektronik vermeiden, die ggf. genug Reserve im Akku lässt - bis sich dieser durch andere Dinge entladen hat.
Zitat:
- ein "Anlaufen" lassen durch Bergabrollen oder Anschieben wird man - nach meiner Meinung - weder mit einer Asynchronmaschine noch mit einer permanenten Synchronmaschine hinbekommen - da sind so viele Faktoren im Spiel, dass die Hersteller das nicht zulassen (man möge mich korrigieren, falls es hier schon tatsächlich stattgefundene Versuche gab).
Wenn du im Internet nach "charge tesla by tow" suchst findest du AFAIK div. erfolgreiche Versuche. Wird aber von Tesla nicht empfohlen, weswegen ich auch vermute, dass div. Hersteller das techn. unterbingen.
notting
@notting
Danke für den Hinweis auf "Charge by tow".
Ich frage mich, ob das bei "entladener" Batterie (also nach Schutzabschaltung wegen niedrigem Akkustand) oder einfach so zum Laden versucht wurde.
Letzteres kann ich mir gut vorstellen.
Muss ich mal googlen.
Anmerkung:
https://insideevs.com/news/535988/stranded-tesla-towed-to-charge/
1% SoC, also noch keine echte Schutzabschaltung wegen Akkustand.
Es gibt auch noch den fremderregten Synchronmotor, der zB von Renault in der Zoe und von BMW im i4 und iX eingesetzt wird. Vorteil: preisgünstiger und effizienter als PSM, höhere Leistungsdichte und kleinere Bauform als ASM, aber komplexer im Aufbau als PSM und ASM, da der Rotor (dreht sich relativ zum Stator) mit Strom beschickt werden muss. Das erfordert entweder Schleifringe (Verschleiß) oder weitere Komponenten zur kontaktlosen Energieübertragung
Morgen...!
Da gibt es etwas, dass nennt sich Buch...voll old school! 
Aber da findet man sehr viele Antworten und Erklärungen zu deinen grundsätzlichen Fragen. Wenn du damit dein "Grundwissen" aufgebaut hast, kannst du spezielle Fragen zu bestimmten Themen stellen. 
Das Thema ist einfach zu kompliziert Ich steig da selbst noch nicht ganz durch
Buchempfehlung:
Grundlagen der Elektromobilität - Technik, Praxis, Energie und Umwelt von Martin Doppelbauer. Erschienen im Verlag Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (Springer Vieweg)
MfG André
Zitat:
@pcAndre schrieb am 8. Mai 2022 um 12:14:22 Uhr:
Morgen...!
Da gibt es etwas, dass nennt sich Buch...voll old school!
Das Thema ist einfach zu kompliziert
Buchempfehlung:
Grundlagen der Elektromobilität - Technik, Praxis, Energie und Umwelt von Martin Doppelbauer. Erschienen im Verlag Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (Springer Vieweg)
Kostenpunkt nicht mal 40EUR? Viele Fachbücher die ich kenne sind deutl. teurer. Mal schauen ob der OP das Geld investieren will (schon klar, dass so eine Zusammenstellung nicht mal eben von einem Blogger für seinen Blog gestemmt werden kann).
Allerdings bin ich es in meinem Bereich gewohnt, dass Bücher spätestens dann stark veraltet sind wenn sie gedruckt werden, wodurch kaum noch Bücher gedruckt werden, bestenfalls E-Books rauskommen und die oft auch schon wieder recht veraltet sind. Womit wir wieder bei Bloggern & Co. sind...
Die aktuelle Auflage von dem von dir genannten Buch scheint vom Herbst 2020 zu sein. Wobei sich bei den E-Motoren nichts bahnbrechendes geändert haben sollte.
notting
Hi ERKBL,
Ich kann gut nachvollziehen, dass die vielen Begriffe im Bereich der Elektromotoren verwirrend sein können. Hier eine kurze Erklärung:
Permanenterregte Synchronmaschine mit erhöhtem Reluktanzanteil: Diese Motoren kombinieren die Vorteile von Synchronmaschinen und Reluktanzmotoren. Sie nutzen Permanentmagnete und einen Reluktanzanteil, was die Effizienz erhöht und die Kosten senkt, da keine seltenen Erden benötigt werden. Dadurch sind sie umweltfreundlicher und bieten eine präzise Steuerung der Drehzahl und des Drehmoments. Im Vergleich zu herkömmlichen Motorentypen bieten Reluktanzmotoren eine Reihe von Vorteilen, einiges dazu konnte ich auf https://www.auma-motors.com/produkte/reluktanzmotoren/ noch lesen, ist vielleicht auch für dich interessant.
Drehstrom-Asynchronmaschine: Auch bekannt als Induktionsmotoren, funktionieren diese Motoren ohne Permanentmagnete. Sie sind robust, wartungsarm und weit verbreitet in vielen industriellen Anwendungen.
Ich hoffe, das hilft dir weiter!
LG