sciencetalk

Afgelopen week maakte ik een ritje in een Amsterdamse tram. Het viel mij op dat tijdens het wegrijden uit stilstand tot aan de nominale snelheid duidelijk een trapsgewijs 'versnellend ' geluid was te horen, als ware het een een systeem met een versnellingsbak met zo'n 7 mechanische versnellingen. Flauwekul natuurlijk, het geluid an sich lijkt op dat van thyristoren. Iemand enig idee hoe dit geluid ontstaat ?

In zo'n thyristorchopper (of soortglijke schakeling) zit meestal ook een spoel. Door de snel intermitterend stroom door de spoel worden de windingen steeds even naar elkaar toe getrokken. De spoel gaat daardoor "zingen".

Maar dat verklaart an sich niet waarom het in 7 discrete stappen verschilt, het zou net zo goed lineair kunnen veranderen afhankelijk van het gevraagde vermogen en geleverde toerental.

Het is mij ook wel eens opgevallen dat in dingen als trams/treinen/monorails het geluid met stappen veranderd, een beetje alsof iemand met een versnellingsbak aan het schakelen is.

Ik vermoed dat het ermee te maken heeft dat die motoren PWM gestuurd worden, waarbij de puls/pauze verhouding bepalend is voor het geleverde vermogen, maar dat men om een of andere reden overstapt op andere frequenties in een andere vermogensrange.

Een mogelijke reden zou zijn dat men te maken heeft met zowel capacitieve verliezen als verzadigingsproblemen in de gebruikte spoelen. Als je ver van verzadiging bent kan het lonen om een lagere frequentie te kiezen en daarmee op capacitieve verliezen te besparen, terwijl bij hogere lesten verzadiging dichterbij komt en je moet werken met hogere frequenties om dat te voorkomen.

De vakantie is al een poosje achter de rug...... Toch blijft de vraag knagen.

Klazon: Er is absoluut geen sprake van zingen.

De verklaring van Benm lijkt plausibel maar het nut van ' stapsgewijze ' veranderingen i.p.v. geleidelijke ontgaat mij volledig.

Hoe komt het vermogen ' in ' en welk geluid produceert een moderne elektrisch aangedreven auto bij het wegrijden en versnellen ? Accelereert zoiets in één ruk door of gaat dat wellicht ook in stapjes? .

Welke Amsterdammer geeft antwoord ?

Volledige electrisch aangedreven autos accelereren normaliter in 1 keer door van stilstand tot topsnelheid.

Dit zijn echter aanzienlijk kleinere motoren dat het soort waarmee je een tram/trein aandrijft.

Een technische reden waarom je de frequentie in stappen zou regelen ipv continu kan ik je niet direct geven. Wellicht is dat echter gewoon een pratkische: In de software waarmee je de motoren aandrijft kies je voor een nauwkeurige puls/pauze verhouding omdat je het vermogen exact wilt kunnen regelen. Dat kan bijvoorbeeld in 8 bit met 256 mogelijke nivo's, of wellicht nog nauwkeuriger dan dat.

De frequentie hoeft echter niet zo nauwkeurig te zijn zolang het maar binnen limieten van acceptabel verlies blijft.

Qua programmeerwerk is het dan eenvoudiger pas op een andere frequentie over te schakelen als dat nodig is om het systeem binnen de eisen te houden.

Hoewel er mechanisch geen enkele schakeling aan te pas komt kun je het toch wel wat vergelijken met hoe het in een personenauto werkt. Als je precies 80 km/h wilt rijden kun je die snelheid heel nauwkeurig regelen met het gaspedaal, en je kunt dat doen in de 3e, 4e of 5e versnelling (en in een beetje snelle wagen ook nog wel in de 2e).

Als je 80 wilt rijden met een goede balans tussen verbruik en mogelijkheid tot accelereren zan kies je waarschijnlijk de 4e of 5e versnelling, maar er zit geen optie tussen. Die is in de praktijk ook niet echt nodig, al zou je in theorie wellicht beter af zijn als er een "4.5e" versnelling zou zijn.