Elektromotoren im Automotive Bereich

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Alster
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Elektromotoren im Automotive Bereich

Beitragvon Alster » Di 5. Mär 2019, 12:21

In einem früheren Thread schrieb ein User:
"Weder werden bei modernen Elektromotoren Trafobleche verwendet, noch werden diese gestanzt"

Die Frage ob derartige Bleche heute gestanzt, lasergeschnitten oder sonstwas sind, können wir hier wohl außen vor lassen.

Wenn man allerdings diesem
https://www.youtube.com/watch?v=RB-TeOTxqkY
youtube Beitrag glauben darf ist der Rotor des Tesla Motors sehr wohl mit einem Blechpaket gefüllt.

Was stimmt denn jetzt nun? Und wenn ohne Trafobleche, wie sieht ein Motor denn ohne ferromagnetisches Füllmaterial aus?
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Re: Elektromotoren im Automotive Bereich

Beitragvon H2O » Di 5. Mär 2019, 22:28

Alster hat geschrieben:(05 Mar 2019, 12:21)

In einem früheren Thread schrieb ein User:
"Weder werden bei modernen Elektromotoren Trafobleche verwendet, noch werden diese gestanzt"

Die Frage ob derartige Bleche heute gestanzt, lasergeschnitten oder sonstwas sind, können wir hier wohl außen vor lassen.

Wenn man allerdings diesem
https://www.youtube.com/watch?v=RB-TeOTxqkY
youtube Beitrag glauben darf ist der Rotor des Tesla Motors sehr wohl mit einem Blechpaket gefüllt.

Was stimmt denn jetzt nun? Und wenn ohne Trafobleche, wie sieht ein Motor denn ohne ferromagnetisches Füllmaterial aus?


Das ist selbstverständlich ferromagnetisches Material. Wie anders soll denn sonst das Drehfeld magnetisch mit hoher Flußdichte durch den Rotor geführt werden? Der "Induktionsmotor" ist auch nichts weiter als unser guter alter Asynchronmotor. Nur daß der aus unserem 50 Hz-Drehstromnetz gespeist wird. Im Elektroauto wird aber die Drehstromfrequenz gesteuert, um den Motor über weite Drehzahlbereiche zuverlässig an zu treiben. Bestimmt werden an die ferromagnetischen Eigenschaften von Stator und Rotor höhere Ansprüche gestellt als im alten Asynchronmotor, damit die Ummagnetisierungsverluste klein bleiben. Die erhöhen sich mit der Frequenz, in der die Ummagnetisierungen stattfinden. Die Bleche sollen Verluste durch induzierte Wirbelströme im ferromagnetischen Material verhindern. Dafür werden sie dünn gehalten und sie sind gegeneinander elektrisch isoliert. Der Strom soll bitte in den elektrischen Leitern des "Käfigs" induziert werden und dort möglichst verlustarm fließen.

Ich vermute, daß die verstörende Aussage "keine Trafobleche" auf die Verwendung von Ferriten abzielte, die von Natur aus elektrisch nicht leitfähig sind. Aber ob TESLA nun Ferrit im Rotor und oder Stator einsetzt... das weiß ich auch nicht. Der youtube-Filmer aber zeigt Blechstapel im Rotor, nur um Sie zu verunsichern. :)
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Re: Elektromotoren im Automotive Bereich

Beitragvon Benutzername » Di 5. Mär 2019, 22:39

Alster hat geschrieben:(05 Mar 2019, 12:21)

In einem früheren Thread schrieb ein User:
"Weder werden bei modernen Elektromotoren Trafobleche verwendet, noch werden diese gestanzt"

Die Frage ob derartige Bleche heute gestanzt, lasergeschnitten oder sonstwas sind, können wir hier wohl außen vor lassen.

Wenn man allerdings diesem
https://www.youtube.com/watch?v=RB-TeOTxqkY
youtube Beitrag glauben darf ist der Rotor des Tesla Motors sehr wohl mit einem Blechpaket gefüllt.

Was stimmt denn jetzt nun? Und wenn ohne Trafobleche, wie sieht ein Motor denn ohne ferromagnetisches Füllmaterial aus?


Mal eine Frage. Kann man mit einem Elektroauto mit Vollspeed rückwärts fahren?
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Re: Elektromotoren im Automotive Bereich

Beitragvon H2O » Di 5. Mär 2019, 22:48

Benutzername hat geschrieben:(05 Mar 2019, 22:39)

Mal eine Frage. Kann man mit einem Elektroauto mit Vollspeed rückwärts fahren?


Ganz bestimmt, wenn da keine Programmsperre für die Drehstromfrequenz bei Rückwärtsfahrt eingebaut ist. Dem Drehstrom ist es Wurst, ob er vorwärts oder rückwärts drehen soll, und dem Rotor sicher auch.
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Re: Elektromotoren im Automotive Bereich

Beitragvon Alster » Fr 22. Mär 2019, 11:24

H2O hat geschrieben:(05 Mar 2019, 22:28)
Der youtube-Filmer aber zeigt Blechstapel im Rotor, nur um Sie zu verunsichern. :)

Alles, was sich auf die Schnelle anderweitig recherchieren läßt scheint zu stimmen. Warum sollte der Autor ausgerechnet mit dem Bleckstapel flunkern?
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Re: Elektromotoren im Automotive Bereich

Beitragvon H2O » Fr 22. Mär 2019, 14:23

Alster hat geschrieben:(22 Mar 2019, 11:24)

Alles, was sich auf die Schnelle anderweitig recherchieren läßt scheint zu stimmen. Warum sollte der Autor ausgerechnet mit dem Bleckstapel flunkern?


Das sollte jeder vernünftige Mensch so sehen! Ich vermute das "Problem" im Bereich von CAD (computer aided design). Da ruft schon einmal jemand ein Designbeispiel
wie "Rotor" auf, und schwupps hat er eins, aber mit traditionellem Blechpaket. Aber wenn schon; am Gesamtkonzept ändern die Bleche auch kaum etwas.

Ich habe jetzt auch gesucht und nur immer wieder Hinweise auf magnetisches Sondermaterial gefunden... kein Hinweis auf magnetische Keramik analog zu Ferriten.
Aber ich bin sicher, daß die Autohersteller tüfteln, um den Wirkungsgrad des Motors auf die Spitze zu treiben. Vielleicht reicht die mechanische Festigkeit der Keramik nicht, oder das Material ist viel zu teuer...
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Re: Elektromotoren im Automotive Bereich

Beitragvon Alster » Sa 23. Mär 2019, 09:42

H2O hat geschrieben:(22 Mar 2019, 14:23)

Das sollte jeder vernünftige Mensch so sehen! Ich vermute das "Problem" im Bereich von CAD (computer aided design). Da ruft schon einmal jemand ein Designbeispiel
wie "Rotor" auf, und schwupps hat er eins, aber mit traditionellem Blechpaket. Aber wenn schon; am Gesamtkonzept ändern die Bleche auch kaum etwas.

Ich habe jetzt auch gesucht und nur immer wieder Hinweise auf magnetisches Sondermaterial gefunden... kein Hinweis auf magnetische Keramik analog zu Ferriten.
Aber ich bin sicher, daß die Autohersteller tüfteln, um den Wirkungsgrad des Motors auf die Spitze zu treiben. Vielleicht reicht die mechanische Festigkeit der Keramik nicht, oder das Material ist viel zu teuer...

Ferrit kenne ich nur aus der HF. In Blechpaketen werden m.W. inzwischen auch Sondermaterialien (Fe-Si u.a. Legierungen) verwendet um my zu maximieren und Verluste zu minimieren. Um den Luftspalt zu minimieren, wäre mein naiver Ansatz aus Laiensicht erst mal die Blechpakete (immer gerne auch aus gestanzten Blechen) nach dem Zusammenbau nochmal abzudrehen. Mechanische Schwingungen der Motorwelle könnten da ein begrenzender Faktor sein. Den könnte man durch höherenAufwand beim Auswuchten in den Griff bekommen. Nur mal so dahinphantasiert.
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Re: Elektromotoren im Automotive Bereich

Beitragvon Teeernte » Sa 23. Mär 2019, 11:57

Alster hat geschrieben:(23 Mar 2019, 09:42)

Ferrit kenne ich nur aus der HF. In Blechpaketen werden m.W. inzwischen auch Sondermaterialien (Fe-Si u.a. Legierungen) verwendet um my zu maximieren und Verluste zu minimieren. Um den Luftspalt zu minimieren, wäre mein naiver Ansatz aus Laiensicht erst mal die Blechpakete (immer gerne auch aus gestanzten Blechen) nach dem Zusammenbau nochmal abzudrehen. Mechanische Schwingungen der Motorwelle könnten da ein begrenzender Faktor sein. Den könnte man durch höherenAufwand beim Auswuchten in den Griff bekommen. Nur mal so dahinphantasiert.



Eben - wenigstens einer , der Ahnung hat.

Ferrite sind für höhere Frequenzen - zB in nem Schaltnetzteil - um Kupfer und Gewicht zu sparen.

Man könnte an einem Magnet Pol (Stator oder Rotor) mit Neodym Magneten arbeiten.....da aber starke Erwärmung auftritt - manchmal dadurch die eingeklebten Magnete rausfallen - und ein Blech-Paket immer noch billig ist....bleibt man dabei.

Man kann die Einzelbleche noch mit Schichten isolieren - um die Blindströme ...

Naja - für die "UNGLÄUBIGEN" hier die "BIBEL" aus der ich rezitiert habe....
https://tu-dresden.de/mn/physik/ressour ... df?lang=de

insbesondere

Eisen-Verluste und Verlustwinkel
Verlust-Winkel und komplexe Permeabilität

Ja - das ist hier ein Übertrager. Beim Motor ist die Physik die selbe...
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Re: Elektromotoren im Automotive Bereich

Beitragvon H2O » So 24. Mär 2019, 01:11

Alster hat geschrieben:(23 Mar 2019, 09:42)

Ferrit kenne ich nur aus der HF. In Blechpaketen werden m.W. inzwischen auch Sondermaterialien (Fe-Si u.a. Legierungen) verwendet um my zu maximieren und Verluste zu minimieren. Um den Luftspalt zu minimieren, wäre mein naiver Ansatz aus Laiensicht erst mal die Blechpakete (immer gerne auch aus gestanzten Blechen) nach dem Zusammenbau nochmal abzudrehen. Mechanische Schwingungen der Motorwelle könnten da ein begrenzender Faktor sein. Den könnte man durch höherenAufwand beim Auswuchten in den Griff bekommen. Nur mal so dahinphantasiert.


Ja, die Blechpakete werden nachgearbeitet... wenn man sie in Rotoren verwendet. Es ist ja richtig, daß Ferrite im höheren Frequenzbereich eingesetzt werden. Andererseits hatte ich erwartet, daß der Kampf gegen Wirbelstromverluste mit neuartigen Materialien auf der Grundlage von Ferriten geführt werden würde. Aber wie gesagt: Nichts zu finden, bzw nur für kleine Motoren.
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Re: Elektromotoren im Automotive Bereich

Beitragvon Alster » Mi 27. Mär 2019, 10:13

Wenn man der

https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetisc ... lit%C3%A4t

Tabelle glauben darf gibt es doch einige Legierungen, die mit ihrem my bis um den Faktor 20 höher liegen als Ferrite. Wenn also der constraint der HF Fähigkeit entfällt wird man sich für den Werkstoff mit der größeren Permeabilität entscheiden. Die Sättigungs Flussidichte dürfte bei der Wahl auch eine Rolle spielen, geht aus der Tabelle leider nicht hervor.
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Re: Elektromotoren im Automotive Bereich

Beitragvon Kael » Do 28. Mär 2019, 13:58

Lieber die Brennstoffzellen weiter entwickeln und für den privaten Gebrauch vernünftig umsetzen.
Macht mehr Sinn als diesen Elektrokram
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Re: Elektromotoren im Automotive Bereich

Beitragvon Nudelholz » Do 28. Mär 2019, 14:29

Elektromotoren sind halt einfach toll, einfacher Aufbau, sehr hoher Wirkungsgrad, hohes Drehmoment schon bei niedriger Drehzahl. Ob man nun von 90% auf 95% kommt, naja. Wichtiger wäre die Energieversorgung, wie bekommt man den nötigen Strom transportabel?
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Re: Elektromotoren im Automotive Bereich

Beitragvon H2O » Sa 6. Apr 2019, 18:43

Kael hat geschrieben:(28 Mar 2019, 13:58)

Lieber die Brennstoffzellen weiter entwickeln und für den privaten Gebrauch vernünftig umsetzen.
Macht mehr Sinn als diesen Elektrokram


Das scheint nur so! Die Brennstoffzelle ist ein Ersatz für die Fahrstrombatterie. Ich habe immer noch die Hoffnung, daß an der Stelle "Brennstoffzelle" ein technischer Durchbruch gelingt.

Aber:
Ohne einen bestens entwickelten Elektromotor kommt auch mit Brennstoffzelle kein Fahrzeug in Gang; und schlimmer noch: Ohne eine abgespeckte Fahrstrombatterie kommen solche Vorteile wie Energierückgewinnung beim Bremsen und ähnliche gute Dinge, etwa bei der Beschleunigung unter Volllast, gar nicht zur Geltung. Hilft also nichts... unser Leben wird komplizierter... :)
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Re: Elektromotoren im Automotive Bereich

Beitragvon H2O » Sa 6. Apr 2019, 18:57

Nudelholz hat geschrieben:(28 Mar 2019, 14:29)

Elektromotoren sind halt einfach toll, einfacher Aufbau, sehr hoher Wirkungsgrad, hohes Drehmoment schon bei niedriger Drehzahl. Ob man nun von 90% auf 95% kommt, naja. Wichtiger wäre die Energieversorgung, wie bekommt man den nötigen Strom transportabel?


Einerseits mit dem Versorgungsnetz, das aber leistungstechnisch aufgebohrt werden müßte, um die Ladeströme (Nachtanken) für Stromer bereit zu stellen. Das könnte auch dadurch versucht werden, daß an den "Tankstellen" Batterien stetig nachgeladen werden, um dann beim Tanken die gesammelte Energie in Form des Ladestroms für das Fahrzeug ab zu geben.

Oder eben durch den körperlichen Transport von Wasserstoff oder Methanol zu Tankstellen, wo dann damit Brennstoffzellen nachtanken könnten.

Leider gibt es augenblicklich keine wirklich umfassende und zukunftssichere Technik, die in den nächsten 20 Jahren unter Garantie das Rennen machen wird, um das Problem "Nachtanken" endgültig abhaken zu können. Eine Gewissheit gibt es aber doch... so weit wage ich mich schon vor: Für Reichweiten bis 250 km werden batterieelektrische Antriebe sich durchsetzen. Darüber? Keine Ahnung, am liebsten Brennstoffzellen für Wasserstoff, Methan, Methanol..., die dann einen Elektromotor mit Strom versorgen.

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