Auto's: koppel versus vermogen

[HansH]

volgens mij spelen ze met de fase van de synchrone motor tov het statorveld zodat de effectieve luchtspleet grootte toeneemt en dus het B veld en dus de magnetisatie en daardoor de magnetisatieverliezen afneemt. maar het blijft een synchrone motor.

[wnvl1]

Je bedoelt een asynchrone motor. Bij een synchrone motor bekrachtigen ze de rotor (dan zit je ook met sleepringen), dat doen ze zeker niet.

[HansH]

Je bedoelt een asynchrone motor. Bij een synchrone motor bekrachtigen ze de rotor (dan zit je ook met sleepringen), dat doen ze zeker niet.

nee ik bedoel wel synchrone motor. die synchrone motor die ik bedoel heeft permanente magneten in de rotor. synchrone motoren met rotor bekrachtiging kan ook, maar dat zul je bij elektrische auto's niet tegenkomen omdat sleepringen weer onnodige slijtage geven, storing via vonken en ingewikkelder constructie.

Het essentiele verschil tussen een synchrone motor en asynchrone motor is dat een asynchrone motor geen permanente of bekrachtigde magneten heeft in de rotor en daarom gebruik moet maken van een slip (= verschil in toerental tussen het draaiveld en het rotortoerental) om een magneetveld op te wekken in de rotor (de wikkelingen in het kooi anker). Vandaar asynchroon.

Synchrone motoren draaien even snel als het draaiveld dus met slip =0. Maar ze hebben wel een hoek (faseverschil) nodig tussen magneetrichting van het draaiveld en de magneetrichting van de rotor. en dat verschil is evenredig met het koppel en ook groter bij hogere toerentallen. en dat IPM-SynRM maakt juist gebruik van dat effect bij hoge toerentallen omdat dan door de gelaagde structuur het magneetveld in de rotor verdraait en dan meer via de luchtspleten gaat lopen (dat zijn die gecurvde inkepingen) en via de luchtspleten wordt het magneetveld dan verzwakt en wekt minder flux op in de stator en daardoor minder hysterese verliezen. met alleen een magneet in de rotor zou je anders bij hoge toerentallen veel te veel spanning moeten maken in de stator met dus die hogere hysterese verliezen.

[HansH]

[dat IPM-SynRM maakt juist gebruik van dat effect bij hoge toerentallen omdat dan door de gelaagde structuur het magneetveld in de rotor verdraait en dan meer via de luchtspleten gaat lopen (dat zijn die gecurvde inkepingen) en via de luchtspleten wordt het magneetveld dan verzwakt en wekt minder flux op in de stator en daardoor minder hysterese verliezen. met alleen een magneet in de rotor zou je anders bij hoge toerentallen veel te veel spanning moeten maken in de stator met dus die hogere hysterese verliezen.

zie ook speciaal 'Back EMF' zie vooral rond 5:30 'low reluctance state' rond 6:50 maken ze de combinatie met permanente magneten.

[Marko]

In artikels over auto's worden vaak koppel en vermogen gerapporteerd. Wat is de relevantie van beiden te rapporteren? Wat mij betreft lijkt vermogen voldoende.

Wat niet gerapporteerd wordt en wat mij wel relevant lijkt is vermogen per kg. Bij renners wordt dat wel gedaan. Pogacar kan bvb. gedurende een zekere tijd 6,7 W/kg trappen. Dat lijkt mij voor auto's toch ook relevant.

Wat ik mij ook wel relevant zou lijken is over welke range van toerentallen een auto een bepaald vermogen kan leveren. Bestaat daar een maatgetal voor?

Cx waarde lijkt mij ook relevant, maar dat wordt dan effectief ook gerapporteerd.

Een beetje mosterd na de maaltijd misschien, maar:

Normaal worden zowel maximaal vermogen als het maximale koppel gerapporteerd, in beide gevallen samen met het toerental waarop deze maximaal zijn. Hoewel dit niet direct het antwoord geeft kun je hier wel uit afleiden hoe het koppel c.q. het vermogen tussen beide toerentallen verloopt, en daarmee heb je al een deel van wat je zocht. Je vroeg naar het belang van rapporteren van het maximale koppel naast het maximale vermogen; dat ligt dus hierin.

Vermogen per kg wordt door autofabrikanten niet standaard gerapporteerd, maar komt in autotests wel regelmatig voorbij. Wat fabrikanten wel rapporteren is dat wat er mee samenhangt, namelijk de acceleratie 0-100 en vaak ook 50-80 en 80-120.

Vermogen en koppel worden ofwel op een rollenbank of met een dynamometer direct aan de krukas gemeten, waarbij de laatste methode standaard is voor de door de fabrikanten gerapporteerde getallen. Goed om hierbij in het achterhoofd te houden is dat er inderdaad verliezen zijn in de transmissie, waarbij er verschillen zitten tussen automatische en handmatige versnellingsbakken en tussen twee- en vierwielaandrijving. Dus twee modellen met dezelfde motor kunnen toch wezenlijk anders presteren, en niet alleen door het verschil in gewicht.

[wnvl1]

@HansH Je hebt weer gelijk.
De snelheid van een Tesla is dan evenredig met de frequentie van het draaiveld in de stator. Snelheidsregeling is dan gewoon de frequentie van het draaiveld aanpassen (zolang dat de rotor genoeg koppel kan leveren om te volgen).

[HansH]

@HansH Je hebt weer gelijk.
De snelheid van een Tesla is dan evenredig met de frequentie van het draaiveld in de stator. Snelheidsregeling is dan gewoon de frequentie van het draaiveld aanpassen (zolang dat de rotor genoeg koppel kan leveren om te volgen).

Bij de tesla motor zal de opgewekte spanning (Back EMF) niet recht evenredig zijn met het toerental (frequentie) zoals bij een standaard synchrone motor maar wel toenemen met het toerental. En omdat je ook het koppel wilt definieren zul je naast de frequentie ook nog de juiste spannings amplitude moeten maken om het gewenste koppel te maken bij de gewenste fasehoek tussen draaiveld en rotor. en die fasehoek bepaalt ook weer de Back EMF en met veel BackEMF krijg je bij hoge toerentallen meer ijzer verliezen (hysterese en eddy). Er zal dus maar een beperkte range voor optimale instelling zijn van spanning en frequentie om optimaal efficient te blijven bij het gevraagde koppel.

[gravimetrus]

Koppel vermogenscurves bij verbrandingsmotoren zijn met name ook belangrijk om een idee te krijgen van het brandstofverbruik bij bedrijfswagens en bv landbouwtrekkers.
Bij diesels is het optimale koppelgebied smaller dan bij benzine motoren.
Op basis van de koppel vermogenscurve is ook het optimale schakelmomenten van de versnellingsbak te bepalen.
Bij zware vrachtwagens probeer je zo veel mogelijk in het optimale toerengebied te blijven om zo het optimale koppel met het gunstigste brandstofverbruik te realiseren.
Omdat dit toerengebied vrij smal is bij diesels hebben zware voertuigen dus ook veel versnellingen: 6 - 16 om binnen dit toerengebied te blijven.

[kitman]

Ik weet nog van vroeger, koppel is acceleratie en pk is top snelheid.
Hoog koppel bij lage toeren rijdt aangenamer.
Berekenen deden wij vroeger zo niet.

[wnvl1]

Voor optimaal brandstof verbruik heb je natuurlijk nog het fenomeen dat de luchtweerstand evenredig is met de snelheid in het kwadraat, dus dat gaat je richting de lagere snelheden duwen, los van het feit dat het misschien niet optimaal is voor het motorrendement op zich. Ik kan mij wel inbeelden dat optimaal brandstofrendement heel dicht in de buurt van het maximum koppel ligt.

[wnvl1]

Hoog koppel bij lage toeren rijdt aangenamer.

Voor gewone chauffeurs wel. Lamborghini en Ferrari rijders zullen het daar niet mee eens zijn.

[kitman]

Waarschijnlijk omdat die op lage toeren bijna geen koppel hebben.

[soppel]

Vermogen is hoe hard je een hek kan raken
Koppel is hoe ver je het hek meesleept

[HansH]

Vermogen is hoe hard je een hek kan raken
Koppel is hoe ver je het hek meesleept

Die definities had ik nog niet eerder gehoord.