Das Azubi-E-Bike Projekt - Mit dem Pedelec auf dem Weg zur Arbeit
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Power Engineering Saar Institut für Elektrische Energiesysteme der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Prof. Dr.-Ing. Michael Igel Prof. Dr.-Ing. Stefan Winternheimer
Untersuchung des utopia Pedelec-Antriebs
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Aufbau Pedelec-Antrieb
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Controller
Bedienfeld
zu ermitteln:
• maximales Drehmoment • Wirkungsgrad
n, Mi
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Pedelec-Antrieb
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Geschwindigkeit: V
Mechanische Leistung:
Pmech = F * V = Kraft * Geschwindigkeit
nR , M
SM
Kraft: F
Permanenterregte Synchronmaschine
Drehzahl:nR
Drehmoment:MSM
Pmech = MSM * 2π·nR
= Drehmoment * Drehzahl
Im Stillstand (V = nR = 0) ist die Leistung gleich Null
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Pedelec Antrieb
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PSM
MSM
MSM (PSM,nom)
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Prüfaufbau
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Synchronmaschine (Prüfling)
Welle mit Messeinrichtung
Gleichstrommaschine zur Belastung: „Bremse“
Antriebs-steuerung
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Synchronmaschine
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Synchronmaschine
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Antrieb mit PMSM
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Versuchsdurchführung
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Ziel: Ermittlung der Reibverluste der Anordnung
Getriebe
Versuchsanordnung: PMSM im Leerlauf, GM treibt an
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Versuchsdurchführung
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Versuchsdurchführung
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Controller: Verschiedene Betriebsarten einstellbar: • Eco Stufe 1 • Comfort Stufe 2 • Sport Stufe 3
Eco
Comfort
Sport
PMSM treibt an
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Versuchsdurchführung
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PMSM treibt an, GM bremst
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Ermittlung Wirkungsgrad
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Weitere Messungen bei 4, 6, 8 und 10 Nm
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Ermittlung Wirkungsgrad
Verlustleistung über Drehmoment
Verlustleistung steigt mehr als quadratisch mit dem Drehmoment
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Ermittlung Wirkungsgrad
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Pedelec-Antrieb
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Geschwindigkeit: V = 25 km/h
nR , M
SM Kraft: FW
Permanenterregte Synchronmaschine
Drehzahl:nR
Drehmoment:MSM
Gesamtgewicht (Fahrrad + Fahrer):
m = 100 kg
Luftwiderstand:
FLuft (25km/h) = 4 N ~ V2
Fahrwiderstand ebene Strecke:
FFahr (100kg) = 8 N ~ m
Benötigte Kraft:
FW = FFahr + FLuft = 12N
Benötigtes Drehmoment:
MSM = FW * d/2 + MLM = 4,2 Nm + 0,6 Nm = 4,8 Nm
Drehmoment bei 1% Steigung:
MSM = 8 Nm
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Maximales Drehmoment
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Gehäusetemperatur
Beharrung nach ca. t = 3,5 h
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Maximales Drehmoment
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