Warum läuft ein Motor mit 48V schneller als mit 36V ???

[Busfahrer]

Hallo zusammen,

ich verstehe es nicht!
Bei einem Gleichstrommotor würde mir das einleuchten.
Üblicherweise sind in den Pedelecs aber doch Wechselstrommotoren verbaut und bei denen ist die Drehzahl in erster Linie abhängig von der Wicklung/Polanzahl und in zweiter Linie von der Frequenz der Wechselspannung. Warum also kann ich per Spannungstuning von 36V auf 48V die Geschwindigkeit erhöhen?

Zweite Frage:
Wenn ich einen 36V Motor mit einer Wicklung für 200 RPM betreibe, käme ich ohne Geschwindigkeitsbegrenzung mit einem 28" Rad ungefähr auf max 33 km/h, mit einem 26"Rad noch etwa auf 26km/h. Wenn ich dieses 26" Rad jetzt mit 48V antreiben würde, käme ich ebenfalls auf etwa 33 km/h (das sagt jedenfalls meine Internetrecherche). Nun die eigentliche Frage: Habe ich, wenn ich mit 48V fahre, bei 26 km/h das gleiche Drehmoment / die gleiche Bergsteigerfähigkeit wie mit 36V, aber noch Geschwindigkeitsreserve? Natürlich vorausgesetzt, der Motor verfügt über die Leistungsreserve, P=U*I kenne ich ;-)

Klingt kompliziert, ich weiß. Vielleicht versteht mich ja jemand...

Gruß, Jens

 

[Nineconlaie]

Hallo,
Auch wenn aus unserem Antriebsakku eine Gleichspannung kommt, so wird der Brushless- Motor über den Controller mit einer phasig umlaufenden Spannung versorgt, welche der Regler aus der Gleichspannung des Antriebsakkus generiert. Die Drehzahl des Motors wird über die Höhe der vom Regler aufgeschalteten Spannung gesteuert und nicht vom Drehfeld!

 

[lahomau]

1) Wenn der Motor steht, kann die volle Batteriespannung durch die Spule fließen. Wenn er sich dreht, wird in der Spule eine Spannung induziert, die der Batteriespannung entgegensteht: die Gegen-EMK. Dreht er schneller, ist die Gegen-EMK größer. Bei maximaler Leerlaufdrehzahl ist die Gegen-EMK fast so groß wie die Batteriespannung -> beide heben sich nahezu auf, es bleibt fast keine antreibende Spannung übrig, das Antriebsmoment ist fast Null und reicht gerade noch für die Leerlaufverluste aus.

Die Drehfeldfrequenz wird übrigens nicht gesteuert, sondern ständig der aktuellen Motorposition/Motordrehzahl angepasst. Ist nur ein Ersatz für die Bürsten im Gleichstrommotor, mehr nicht.

2) Das Drehmoment ist proportional zum Strom, der durch die Wicklung fließt. Da der Controller üblicherweise den Strom begrenzt, ist es egal, ob der Akku 36 oder 48V hat. Bei 48V wird der Controller mehr PWM-takten, um bei der höheren Spannung denselben Strom einzuregeln. Und es ist richtig, daß bei denselben Controllereinstellungen die Bergkletterfähigkeit gleich bleibt, aber nach oben hin noch Geschwindigkeitsreserven bestehen.

 

[teddy38]

Verstehe ich das richtig. Spannung erhöht die Geschwindigkeit und Strom das Drehmoment?

Bei einer Bergwicklung beim GM mit 180 Umdrehungen und einer Spannung von 48V und 14 Ampere hätte eine Wicklung die ca 28 km/h schafft und gutes Drehmoment besitzt für Steigungen

 

[lahomau]

Verstehe ich das richtig. Spannung erhöht die Geschwindigkeit und Strom das Drehmoment?

Ja.
Genauer würde ich sagen: Spannung erhöht die mögliche Leerlaufdrehzahl und Strom das Drehmoment.

 

[Busfahrer]

Die Bergwicklung mit höherer Spannung ist genau das, auf was ich raus will. Voraussetzung ist natürlich, dass der Motor mit der höheren Leistung klar kommt. Ich weiss nicht, ob ich hier die Leistung mit der Gleichstromformel P=U*I berechnen darf. Sicher ist aber, dass wir eigentlich nicht mehr in der 250W-Liga spielen. Wenn ich aber dafür einen Motor hernehme, der offiziell mit 250W gelabelt ist, erfahrungsgemäß aber deutlich mehr aushält, bewege ich mich vielleicht in einer Grauzone, aber illegal werde ich damit meiner Einschätzung nach nicht. Dazu läßt der Gesetzgeber zuviel Spielraum mit der Vorgabe, dass nicht die Spitzenleistung sondern die Dauerleistung limitiert ist.

 

[lahomau]

Du hast bloß nichts von deiner Idee, weil du für ein 26 oder 28"-Rad keinen Motor finden wirst, der an 36V deutlich langsamer als 25km/h fährt. Erst mit einer echten "Berg"Wicklung, die meinetwegen an 36V nur noch 20 km/h bringt, hättest du durch 48V einen Vorteil.

 

[1317mario]

Was ist denn das für ein Schwachsinn?????
Ich kann aus Gleichstrom mit einem umwander Wechselstrom erzeugen. Ja das stimmt.
Jedoch sind alle Komponenten bei jedem Pedelec oder Ebike immer Gleichstrommotoren.
Phasig umlaufende Spannung. Wenn ich das schon lese.
Gleichstrom hat + und - und so bleibt es auch.
LG Mario

 

[Alexander470815]

Nein bleibt es nicht.
Alle "normalen" Nabenmotoren sind Dreiphasen Permanent Magnet Synchron Motoren.
Jetzt mal Heinzman mit Kohlebürsten ausgenommen.
Es ist ein Dreiphasen Wechselstrom Motor.
Guck dir mal die Endstufe von einem Controller an, der kann jeden Motor Anschluss auf + oder - legen.
Damit ergibt sich vom Motor gesehen ein Dreiphasiger Wechselstrom.

Da der Motor mit siner Drehung auch eine Spannung erzeugt (Gegen EMK) wirkt diese gegen die Akku Spannung.
Wenn beide Spannungen gleich groß werden (vom Motor generierte Spannung und Akkuspannung) kann natürlich kein Strom mehr fließen.
Damit kann der Motor nicht schneller drehen.

 

[1317mario]

Hallo Alexander.
Muss man sowas wirklich wissen??? Ich will Fahren und Spaß haben.
Für die Technik bist dann eh du da.
LG Mario

 

[Reinhard]

Muss man sowas wirklich wissen???

Wenn Du andere Aussagen als "Schwachsinn" titulierst, solltest Du selbst schon etwas mehr Hintergrundwissen haben. Spaß hin oder her ...

 

[Üps]

Jedoch sind alle Komponenten bei jedem Pedelec oder Ebike immer Gleichstrommotoren.
Phasig umlaufende Spannung. Wenn ich das schon lese.
Gleichstrom hat + und - und so bleibt es auch.

Muss man sowas wirklich wissen???

Wenn man ernst genommen werden will, schon.

Was ist denn das für ein Schwachsinn?????

Ich will Fahren und Spaß haben.

Wenn es dich nicht interessiert, frage ich mich, warum du es als Schwachsinn kommentierst. Setzt dich einfach auf dein Rad und gut ist.

Im Kollektor-Gleichstrommotor gibt es übrigens auch so etwas wie phasig umlaufende Spannungen. Sonst würde der sich nicht drehen und das wäre für einen Motor eine ziemlich langweilige Sache.

 

[teddy38]

Gebe ich im Simulator beim Bafang CST einmal einen Akku mit 36V und einmal einen mit 48V(mit gleicher AH) mit einer Steigung von 8% ein, so habe ich laut Simulator eine höhere Geschwindigkeit bergauf. Anscheinend wirkt sich 48V dann ja doch auf die Steigfähigkeit aus. Ich habe schon zig Händler angeschrieben, ob einem Motor es schaden würde mit 48V zu befeuern. Alle meinten " Lieber Volt erhöhen anstatt die Ampere über 15 setzen beim Getriebemotor"

 

[Üps]

laut Simulator eine höhere Geschwindigkeit bergauf.

Logisch! Das ist mehr Leistung! P=U*I. Wir haben es hier nicht mit längsreglern zu tun, sondern mit Schaltreglern! Der Motorstrom ist bei mehr Akkuspannung höher.

Lieber Volt erhöhen anstatt die Ampere über 15 setzen beim Getriebemotor"

Grober Unfug. Mit dem Getriebe hat das gar nichts zu tun. Perpetuum Mobile, das wegen mehr Controller-Eingangsspannung plötzlich weniger Verluste in der Motorspule hat, also bei 36V Controller-Eingangspannung 40A Motorstrom aushält und bei 48V plötzlich 60A, gibt's auch nicht! Im Gegenteil: Die Verluste werden eher höher bei im Vergleich zur Leerlaufdrehzahl reduzierter Drehzahl! Im Controller auf jeden Fall, wahrscheinlich auch im Motor.

 

[teddy38]

@Üps

nein. Die Ampere soll bei 14-15 bleiben. Egal ob mit 36V oder 48V gefahren wird

 

[Üps]

Welche Ampere genau? Doch wohl nur die vom Akku! Und woher kommt jetzt am Berg die höhere Leistung auf der Motorseite ohne mehr Ampere?

Wie bekommst du ohne mehr Drehmoment vom Motor plötzlich eine bessere Steigfähigkeit?

Edit: Zur Verdeutlichung ein Diagramm. Siehe rechts oben Motorstrom, Batteriestrom. Ist erst fast bei Endgeschwindigkeit gleich und Drehmoment und Motorstrom sind weitgehend proportional. Tricks gibt es da also nicht. Was didi28 schreibt, kommt dann noch hinzu. Höhere Spannung=höhere Endgeschwindigkeit bei gleichem Drehmoment = höhere Motornennleistung.

https://www.pedelecforum.de/forum/index.php?attachments/cute_100_imot_14a-png.32006/

 

[didi28]

Wenn ich aber dafür einen Motor hernehme, der offiziell mit 250W gelabelt ist ...

Die maximale Nenndauerleistung ist vom Hersteller immer zusammen mit einer spezifizierten Akkuspannung benannt. Häufig sind das z.B. 250W / 36V. Mit 48V gilt diese Spezifikation dann offensichtlich bei diesem Motor nicht mehr. Es ist jedenfalls ein Trugschluss zu glauben, dass man mit so einem übervolteten Motor irgendwie noch in einer rechtlichen Grauzone fährt, der Motor ist ganz sicher nicht mehr pedelec-konform ...

 

[1317mario]

OK Sorry. Aber ihr habt meine Neugierde ein wenig geweckt. Wie sieht es denn bei meinem Panasonic Heckmotor aus??? 46,8 V und 8,8 Ah (Bürstenloser Gleichstrommotor mit Getriebe.

LG Mario

 

[teddy38]

@Diddi

dann sind alle neuen BionX nicht rechtens(48V). Im Gesetzt steht klipp und klar. 250W Nennleistung und eine Geschwindigkeit von nicht mehr als 25km/h. Ich halte alle Gesetze ein. Die Geschwindigkeit kann ich doch drosseln. Ein Xion gibt in der Spitze bis zu 700W. Auf der

Seid mir bitte nicht böse. Ihr behauptet immer nicht pedeleckonform. Das bin ich aber mit der Zusammensetzung laut Gesetz( natürlich max 25 km/h)

Ich möchte eines auch klarstellen. Ich kann mir von Berufswegen her nicht mal ansatzweise erlauben, gegen dieses Gesetz zu verstoßen. Eine Straftat würde mich meinen Status kosten.

 

[didi28]

Sorry, das Thema ist schon lange durch und mir liegt nichts daran, immer wieder Newbies den gleichen Rechtskäse zu erklären. Da dürft Ihr euch gerne im Forum und Wiki schlau lesen ...

Nur noch eines dazu: Wenn ein Hersteller einen Motor mit 250W / 48V benennt, dann ist der mit 48V natürlich auch pedelec-konform ...