Gangschaltung mittels Spannungsänderung?

Diskutiere Gangschaltung mittels Spannungsänderung? im E-Motoren Forum im Bereich Diskussionen; Die Nenndrehzahl von Elektromotoren ändert sich ja mit der angelegten Spannung. Falls man jetzt zwischen Akku und Controller einen Spannungsregler...
lektro

lektro

Themenstarter
Dabei seit
17.05.2012
Beiträge
1.140
Punkte Reaktionen
389
Details E-Antrieb
Cute C100 Heck
Die Nenndrehzahl von Elektromotoren ändert sich ja mit der angelegten Spannung. Falls man jetzt zwischen Akku und Controller einen Spannungsregler einschleifen würde und damit die Nenndrehtzahl variieren könnte: Hätte man dann sozusagen eine elektronische Gangschaltung?
Sprich, mehr Power am Berg wegen z.B. 24Volt und mehr Top Speed mit z.B. 48Volt?
Glaubt ihr, das geht?
(Hintergrund: Ich fand immer den Xiongda Doublespeed 2Gang Nabenmotor interessant. Aber der ist sozusagen nicht mehr zu kaufen, und das mechanische Getriebe da drin braucht Platz und ist kompliziert und teuer)
 
onemintyulep

onemintyulep

Dabei seit
23.04.2009
Beiträge
8.224
Punkte Reaktionen
4.741
Ort
Stuttgart
Details E-Antrieb
Trekkingrad-Umbau Q128H KT09S LCD4 33V
Die Kombination aus Controller und Motor ist schon eine Art Spannungsregler. Das Problem ist, dass sich dadurch die realen Grundparameter des Motors und des Controllers nicht ändern.
zB.
Der Controller hat eine feste Stromgrenze.
Der Motor hat eine bestimmte Spannung für eine bestimmte Geschwindigkeit. Ein schneller Motor hat eine niedrigere Spannung. Bei gleicher Stromgrenze des Controllers ist daher die Leistung geringer. Bei höherem Strom des Controllers ist die Wärmeentwicklung grösser.
Ich bin schon sowas gefahren - StepUp Wandler - allerdings um eine konstante Spannung (33V) zu haben.
Den hab ich letzthin rausgeworfen, und durch die "normalen" 30-42V eines 10s Akkus ersetzt - kann also quasi einen Vergleich 33V:42V machen.
Die praktische Erfahrung dabei ist (bei vollem Akku) solange das Gelände die Stromgrenze des Controllers nicht ausreizt, kann ich mit einer niedrigeren Stufe fahren um die gleiche Unterstützung zu erhalten. Die erreichbare Geschwindigkeit wäre natürlich auch höher, aber die begrenze ich durch den Controller auf den gleichen Wert wie vorher.
Aber am Stromlimit (Steigung) gibt es keinen spürbaren Unterschied zu vorher, beim Effekt der einzelnen Stufen.
 
Ü

Üps

Dabei seit
25.04.2012
Beiträge
25.928
Punkte Reaktionen
12.990
Ort
Stuttgart Riedenberg
Details E-Antrieb
TSD100F/Q100, BBS01
Das Drehmoment bestimmt sich aus Mororparametern, Übersetzung und Spulenstrom.
Es gibt keine elektronischen Tricksereien, die das Kupfer dazu bewegen würden, plötzlich den vielfachen Strom auszuhalten ohne warm zu werden.
Wenn es das gäbe, hätten die Hersteller das längst gemacht. Die Elektroniker und Ingenieure sind nämlich auch nicht so doof, wie manche zu glauben scheinen.
 
onemintyulep

onemintyulep

Dabei seit
23.04.2009
Beiträge
8.224
Punkte Reaktionen
4.741
Ort
Stuttgart
Details E-Antrieb
Trekkingrad-Umbau Q128H KT09S LCD4 33V
Es gibt auch noch eine einfache Antwort zu der Idee: Die Nenndrehzahl ändert sich zwar mit der Spannung, aber ebenso die Maximalleistung. Also, ein Motor hat bei halber Spannung zwar die maximale Effizienz bei halber Drehzahl, aber auch nur die halbe Leistung.
 
S

Steffen-W

Dabei seit
21.07.2018
Beiträge
140
Punkte Reaktionen
145
Ort
Bei Puderbach, Kreis NR
Details E-Antrieb
Flyer mit 26 Volt Panasonic, Bulls Green Mover E45
Es ist sogar vereinfacht gesagt noch extremer.
P=UxI. I=U/R. Das heißt. P=U²:R. Halbe Spannung bedeutet nur noch 1/4 der Leistung.
 
M

MarkusSi

Dabei seit
21.03.2020
Beiträge
1.006
Punkte Reaktionen
1.323
Details E-Antrieb
Stromer ST2 und Diamant s-ped mit BionX Motor
Es ist sogar vereinfacht gesagt noch extremer.
P=UxI. I=U/R. Das heißt. P=U²:R. Halbe Spannung bedeutet nur noch 1/4 der Leistung.
Die Induktivität des Motors ist nicht konstant.
Halbe Spannung, gleich bleibender Strom (daher gleich bleibendes Drehmoment) ergibt halbe Leistung.

Die absolute Verlustleistung des Motors bleibt etwa gleich, durch die geringere Leistung wird der prozentuale Wirkungsgrad aber deutlich schlechter.
 
S

Steffen-W

Dabei seit
21.07.2018
Beiträge
140
Punkte Reaktionen
145
Ort
Bei Puderbach, Kreis NR
Details E-Antrieb
Flyer mit 26 Volt Panasonic, Bulls Green Mover E45
Deswegen ja auch als Vorwort
Es ist sogar vereinfacht gesagt....
Ich denke dass die wenigsten sich bei diesem Gedanken Experiment für die genauen Physikalischen Gesetze interessieren.

Man kann natürlich aus allem eine wissenschaftliche Abhandlung machen. Nur ich finde man muss es nicht wenn es einfach nicht nötig ist.
 
lektro

lektro

Themenstarter
Dabei seit
17.05.2012
Beiträge
1.140
Punkte Reaktionen
389
Details E-Antrieb
Cute C100 Heck
Ab wann könnte denn
Halbe Spannung bedeutet nur noch 1/4 der Leistung.
dennoch interessant sein? Ich hatte mal einen Q100 übervoltet, und der taugte am Berg schon überhaupt gar nichts. Anderseits scheint ein 'untervolteter' Q100 gemäss Simulator einfach langsamer den Berg rauf zu fahren. Der 24Volt bring 26NM auf die Welle und der 48Volt 32NM. Wenn ich dem übervolteten Motor das Gas auf 50% zurück nehme, sind die Motoren praktisch identisch. Somit, glaube ich, habt ihr recht.

Bild 2022-05-17 at 07.16.41.jpg

Bild 2022-05-17 at 07.22.10.jpg
 
F

Forenleid

Dabei seit
16.05.2022
Beiträge
15
Punkte Reaktionen
1
Es gibt eine Nenndrehzahl und eine Nennspannung, für die ein Motor charakterisiert ist. Wenn man diese kennt, kann man die Drehzahl errechnen, die sich bei einer bestimmten Spannung einstellt.
Widerstand und Induktivität am Motor sind konstant.

Am ohmschen Widerstand bedeutet die halbe Spannung ein Viertel der Leistung, das ist richtig.
Bei unveränderter Last bedeutet die halbe Spannung am Motor jedoch tatsächlich die halbe Leistung.

Zurück zum Anfang: Es gibt keine elektronische Gangschaltung durch Variation der Spannung, sondern nur mehr oder weniger Unterstützung. Man müsste bei der bürstenlosen Maschine schon die Ankerwicklung live ändern können, vielleicht ginge max eine Stern-Dreieck-Umschaltung, aber die sonstigen Motorparameter zu ändern, ist zumindest für mich nicht denkbar. Bei einer bürstenbehafteten Maschine ginge ja nicht einmal das.
 
lektro

lektro

Themenstarter
Dabei seit
17.05.2012
Beiträge
1.140
Punkte Reaktionen
389
Details E-Antrieb
Cute C100 Heck
Mir scheint, dass der übervoltete Q100 in meiner Simulation deutlich schneller rennt, und sogar am Berg das untervoltete Exemplar abhängt (wobei dann die Überhitzung zu beachten wäre). Für eine lange Bergfahrt könnte reduzierte Spannung helfen, scheint aber gemäss Simulator das gleiche zu bewirken, wie 50% Gas am Handgas.
 
M

MarkusSi

Dabei seit
21.03.2020
Beiträge
1.006
Punkte Reaktionen
1.323
Details E-Antrieb
Stromer ST2 und Diamant s-ped mit BionX Motor
Man müsste bei der bürstenlosen Maschine schon die Ankerwicklung live ändern können, vielleicht ginge max eine Stern-Dreieck-Umschaltung, aber die sonstigen Motorparameter zu ändern, ist zumindest für mich nicht denkbar.
Stern-Dreieck Umschaltung reduziert die Nennspannung des Motors (bei gleichzeitig höherem Strom in der Zuleitung), das Drehmoment und die Nennleistung bleiben aber gleich.
Um ein höheres Drehmoment zu erreichen muss der Strom in der Wicklung höher werden. Das führt bei einem bestehenden Motor zu höheren Verlusten und damit Überhitzung.
Um dem Motor mehr Drehmoment zu entlocken müsste die Wicklung anders (dicker) ausgeführt werden. Die Polzahl bestimmt die Drehzahl.
 
onemintyulep

onemintyulep

Dabei seit
23.04.2009
Beiträge
8.224
Punkte Reaktionen
4.741
Ort
Stuttgart
Details E-Antrieb
Trekkingrad-Umbau Q128H KT09S LCD4 33V
(wobei dann die Überhitzung zu beachten wäre). Für eine lange Bergfahrt könnte reduzierte Spannung helfen, scheint aber gemäss Simulator das gleiche zu bewirken, wie 50% Gas am Handgas.
Fein beobachtet. Entweder man reduziert die Leistung, oder die Verlustwärme steigt.
Im Prinzip ist es so, der schnell gewickelte Motor hat seine Maximalleistung bei einer hohen Geschwindigkeit, und der langsam gewickelte Motor bei einer niedrigen. Du kannst nicht gleichzeitig die gleiche Leistung und Geschwindigkeit haben mit beiden Motoren, auch nicht durch Variation der Spannung.
 
dann

dann

Dabei seit
16.07.2009
Beiträge
1.643
Punkte Reaktionen
336
Ort
Bodensee, CH
Details E-Antrieb
Nazca Gaucho 26", Q100H VR, 12S-Headway LiFePO4
Bei den E-Autos wird wohl der Motor einfach überdimensioniert ( ordentlich Leistungsreserve ), so kann man sich die mechanische Gangschaltung sparen?
 
Ü

Üps

Dabei seit
25.04.2012
Beiträge
25.928
Punkte Reaktionen
12.990
Ort
Stuttgart Riedenberg
Details E-Antrieb
TSD100F/Q100, BBS01
Im Prinzip ja. Aber für den Wirkungsgrad in der 30er Zone ist das halt nicht ideal.
 
F

Forenleid

Dabei seit
16.05.2022
Beiträge
15
Punkte Reaktionen
1
Bei den E-Autos wird wohl der Motor einfach überdimensioniert ( ordentlich Leistungsreserve ), so kann man sich die mechanische Gangschaltung sparen?
Inwiefern überdimensioniert? Eine Charakteristik der E-Maschine ist, dass sie ihr Nennmoment ab Drehzahl 0 erbringen kann. Das hat sicher einen erheblich vereinfachenden Einfluss auf den Antriebsstrang.
Im Prinzip ja. Aber für den Wirkungsgrad in der 30er Zone ist das halt nicht ideal.
da werden sich die Ströme aber weit unterhalb des Nennstroms bewegen und der Spannungsabfall wird damit marginal ausfallen :)
 
Zuletzt bearbeitet:
Ü

Üps

Dabei seit
25.04.2012
Beiträge
25.928
Punkte Reaktionen
12.990
Ort
Stuttgart Riedenberg
Details E-Antrieb
TSD100F/Q100, BBS01
da werden sich die Ströme aber weit unterhalb des Nennstroms bewegen und der Spannungsabfall damit marginal :)
Bist du dir ganz sicher, dass man von 0 auf 30 langsamer beschleunigt als von 70 auf 100?
Und hast du auch daran gedacht, dass die abgegebene Leistung bei 30 km/h deutlich geringer ist als bei 100 km/h?
 
dann

dann

Dabei seit
16.07.2009
Beiträge
1.643
Punkte Reaktionen
336
Ort
Bodensee, CH
Details E-Antrieb
Nazca Gaucho 26", Q100H VR, 12S-Headway LiFePO4
Inwiefern überdimensioniert? Eine Charakteristik der E-Maschine ist, dass sie ihr Nennmoment ab Drehzahl 0 erbringen kann. Das hat sicher einen erheblich vereinfachenden Einfluss auf den Antriebsstrang.
Überdimensioniert im Vergleich zu z.B. eingesetzten Nabenmotoren bei Pedelecs. Fährt man z.B. eine Steigung von 15% mit mässiger Eigenleistung hoch sind die meisten Nabenmotoren in einem ziemlich miesen Wirkungsgradbereich und würden alleine diese Steigung bei weitem nicht bewältigen können. Der Antrieb von E-Autos wird wohl so ausgelegt dass auch z.B. 20% Steigung noch gut bewältigt werden können ohne dass der Motor total am Anschlag ist - so stelle ich mir das zumindest vor.
 
Ü

Üps

Dabei seit
25.04.2012
Beiträge
25.928
Punkte Reaktionen
12.990
Ort
Stuttgart Riedenberg
Details E-Antrieb
TSD100F/Q100, BBS01
Früher hatte ein Kleinbus (VW T1)18 kW Motorleistung. Heute hat eine Limusine (Tesla S) 750 kW oder 1020 PS.

Ist das 750kW für eine Limousine überdimensioniert, wenn ein Bus mit 18 kW fahren kann? Natürlich.
 
Zuletzt bearbeitet:
F

Forenleid

Dabei seit
16.05.2022
Beiträge
15
Punkte Reaktionen
1
Überdimensioniert im Vergleich zu z.B. eingesetzten Nabenmotoren bei Pedelecs. Fährt man z.B. eine Steigung von 15% mit mässiger Eigenleistung hoch sind die meisten Nabenmotoren in einem ziemlich miesen Wirkungsgradbereich und würden alleine diese Steigung bei weitem nicht bewältigen können. Der Antrieb von E-Autos wird wohl so ausgelegt dass auch z.B. 20% Steigung noch gut bewältigt werden können ohne dass der Motor total am Anschlag ist - so stelle ich mir das zumindest vor.
Die abgerufene Leistung ist keine reine Funktion der Last, sondern auch der Geschwindigkeit.
Früher hatte ein Kleinbus (VW T1)18 kW Motorleistung. Heute hat eine Limusine (Tesla S) 750 kW oder 1020 PS.

Ist das 750kW für eine Limousine überdimensioniert, wenn ein Bus mit 18 kW fahren kann? Natürlich.
Ja gut, ist halt auch ein Prestigeobjekt. In Relation zur Last, sicher sehr leistungsstark. Von Überdimensionierung würde ich sprechen, wenn diese 750kW aus einerMaschine kämen, die meinetwegen auf 5MW ausgelegt ist. Aber klar, ist auch eine Sichtweise.
So gesehen waren für den T1-Fahrer spätere Autos aus den 90ern mit typischen 66 bis 100kW auch schon Geschosse :)
Und die Leistung war halt schon immer mit ein Verkaufsargument.

Aber irgendwie kommen wir vom Ursprungsthema ab.
 
Thema:

Gangschaltung mittels Spannungsänderung?

Gangschaltung mittels Spannungsänderung? - Ähnliche Themen

Tour Erzgebirgstour- v.Bayreuth na.Dresden: Meine Radltour von Bayreuth nach Dresden ist eigentlich eine Fortsetzung der ersten Tour (letztes Jahr): Stuttgart-Bayreuth. Nächstes Jahr will...
Oben