Sv: Når får vi bilene våre ?

[Tony]

Ett litt rart spørsmål kanskje, men vet det er mange dyktige folk her så jeg prøver.

Det gjelder elektriske motorer som sitter i tredemøller, og noen har AC motor og andre DC motor.
Finnes det ett regnestykke eller forklaring på om 5hkDC kontra 5hkAC?

Exempel. Er 3hkAC like bra som 5hkDC?

Som vanlig setter jeg stor pris på svar her på forumet:=)

[Griffel]

Ett litt rart spørsmål kanskje, men vet det er mange dyktige folk her så jeg prøver.

Det gjelder elektriske motorer som sitter i tredemøller, og noen har AC motor og andre DC motor.
Finnes det ett regnestykke eller forklaring på om 5hkDC kontra 5hkAC?

Exempel. Er 3hkAC like bra som 5hkDC?

Som vanlig setter jeg stor pris på svar her på forumet:=)

For elektromotorer er effekt=effekt.
Men ellers kan de ha litt ulike egenskaper. DC motorer finnes i to grupper børsteløse, som egentlig er AC synkronmotor som drives av en likestrøm kilde, og DC motorer med børster. Hastighetsregulator for DC motor (med børster) er gjerne litt rimligere en de for AC motorer, men børstene er jo en ulempe. Det blir litt mye å gå inn på alle varianter av AC og DC motorer.

[elektrolux]

På en måte er alle motorer AC motorer. Ellers ville de bare rotert inntil 1/2 omdr.

Forskjellen ligger i hvordan en omformer DC fra batteriet til et roterende felt.

På DC motorer foregår dette internt i kommutatoren, mens AC motorer mangler denne funksjonen, og må ha et dreiefelt tilført.

AC styringen kan skreddersys bedre enn DC motoren der en må lage et kompromiss mellom bunndrag og turtall. Dette gjør at AC motoren føles mer momentsterk enn DC, spesielt i oppstart og ved høyere turtall.

Blir nesten som en 2 syl MC motor kontra 4 syl. Samme effekt oppleves som kraftigere i 2 sylinder versjonen, selv om begge har samme toppfart. 

[Tony]

På en måte er alle motorer AC motorer. Ellers ville de bare rotert inntil 1/2 omdr.

Forskjellen ligger i hvordan en omformer DC fra batteriet til et roterende felt.

På DC motorer foregår dette internt i kommutatoren, mens AC motorer mangler denne funksjonen, og må ha et dreiefelt tilført.

AC styringen kan skreddersys bedre enn DC motoren der en må lage et kompromiss mellom bunndrag og turtall. Dette gjør at AC motoren føles mer momentsterk enn DC, spesielt i oppstart og ved høyere turtall.

Blir nesten som en 2 syl MC motor kontra 4 syl. Samme effekt oppleves som kraftigere i 2 sylinder versjonen, selv om begge har samme toppfart.

En 4syl motor er for meg bedre en 2syl, de går jo mere stille og er kanskje mer stabile.
En børsteløs motor har jo også mindre slitedeler, kanskje det er den beste fordelen.

[Griffel]

AC styringen kan skreddersys bedre enn DC motoren der en må lage et kompromiss mellom bunndrag og turtall. Dette gjør at AC motoren føles mer momentsterk enn DC, spesielt i oppstart og ved høyere turtall.

Dette er ikke helt riktig. DC motorer (med børster, kommutator og fremmedmagnitisering) kan styres mer presist enn enn noe annet. Dynamisk er DC motoren overlegen, børster er ulempen.
Kompromisset ligger vel helst i at DC styringen gjøres billig for å kompensere for en dyrere motor.

[PerBear]

DC motorer (med børster, kommutator og fremmedmagnitisering) kan styres mer presist enn enn noe annet. Dynamisk er DC motoren overlegen, børster er ulempen.
Kompromisset ligger vel helst i at DC styringen gjøres billig for å kompensere for en dyrere motor.

Desverre har nok Griffel rett i at mye god elektromekanikk er hemmet av for dårlig elektronikk!

En stor fordel med børstemotor er at løsningen har lang fartstid og er blitt veldig robust.  Og er enklere å feilsøke og lettere å forstå når ting slutter å virke enn nymotens børsteløse motorstyringer. Når det er sagt tør jeg påstå at mekanisk kommutering på DC motorer gir en suboptimal motor. Det er vitenskapelig dokumentert at det ikke er mulig å oppnå optimal kommutering:
http://what-when-how.com/electric-motors/commutation-electric-motors/

Nå finnes bedre løsninger. Når kraftelektronikk som kunne svitsje nok effekt til å styre motorer ble billig nok kom de første børsteløse DC motorene på markedet. De ble typisk brukt på fancy applikasjoner som kapstanmotorer i dyre båndspillere og i direktedrevne platespillere.

Etter hvert ble elektronikken så kraftig at det ble mulig å drive asynkronmotorer på mange hundre kW. Når neodymmagneten ble tilgjengelig i begynnelsen av -80 tallet ble det mulig å lage relativt lette BLDC motorer med 5-10% høyere virkningsgrad fordi en slapp å generere både stator og rotorfeltet med elektrisk strøm, samtidig som neodym (Nd2Fe14B) permanentmagnetene (PM) ga BLDC motorene høyt dreiemoment ved lav vekt, typisk 10 Nm/kg motor. 

Sannsynligvis er den beste elektroniske kommutering basert på vektorfelt. Det ble opprinnelig utviklet for asynkronmotorer. Optimal elektronisk kommutering tilpasset motor og applikasjon gir en rekke fordeler sammenlignet med børstemotor:
Høy virkningsgrad - over 98% er teknisk oppnåelig
Minimalt vedlikehold
Størst mulig tilgjengelig moment med ethvert turtall
Turtall kan reguleres helt ned til null RPM med maksimalt moment
Lav akustisk og elektromagnetisk støy
Null støvdannelse i motorhus

Her er god og relativt lettlest dokumentasjon på ulik elektroniske kommuteringsmetoder for PM motorer:
http://www.magnelab.com/uploads/4c51d9ba6fe5a.pdf

Her er dokumentasjon på virkningsgrad for typiske PMSM for hybrid/BEV:
http://134.130.107.200/uploads/bibliotest/2010TFApplicability.pdf

Her er dokumentasjon på en PMSM med 98.2% virkningsgrad (svindyr):
http://repository.tudelft.nl/assets/uuid:029674d0-3844-4b92-be6d-90bdcc4b9dad/Thesis_Rabih_Al_Zaher.pdf