Leistungsdurchsatz und erreichbarer Wirkungsgrad

Version29012007 by DrRalphOkon

Konstruktion

Im Laufe der angestellten Experimente hat sich neben der bekannten Tatsache, dass

Der Wirkungsgrad eines E-Motors niemals höher sein kann, als das Verhältnis der Lastdrehzahl am gewählten Arbeitspunkt zur Leerlaufdrehzahl dieses Motors!

ein weiterer wesentlicher Zusammenhang zwischen Leistungsdurchsatz und Wirkungsgrad herauskristallisiert:

Jeder Motor hat dazu noch eine "Masterkurve"(rot dargestellt) unter deren Dach alle mit diesem Stator realisierbaren Leistungskurven liegen.

 

Das heisst im Umkehrschluss, dass es für jeden Stator nur eine einzige Kombination aus Bewicklung und Magnetsystem gibt, mit der der maximal mögliche Wirkungsgrad dieses Motor erreicht werden kann.

Die "Optimierung" des Motors durch Reduktion des Innenwiderstandes und die Verstärkung des Magnetsystems wirken also nur bis zum Erreichen dieses "Maximalpunktes" wirkungsgradsteigernd.
Hat man diesen Punkt überschritten, führen alle weiteren Verbesserungen hinsichtlich Innenwderstand und Magnetstärke dazu, dass

Der real erreichbare Wirkungsgrad wird also immer ein bestmöglicher Kompromiss zwischen Wirkungsgard und Leistungsdurchsatz sein.
Da wir unsere Motoren mit möglichst hoher Leistung betreiben und dabei ein möglichst hohe Steifigkeit der Drehzahl sowie einen möglichst flachen Abfall der Wirkungsgradkurve anstreben, machen diese Optimierungsmaßnahmen dennoch absolut Sinn.

Ich muss mir allerdings schon beim Entwurf des Motors Gedanken darüber machen, was ich erreichen will, sprich, ich welchem Leistungsband ich den Motor betreiben will!

Um beim im Diagramm dargestellten Beispielmotor zu bleiben:

Wenn ich also diesen Beispielmotor mit einer Leistung von 100W betreiben will, nützt mir der bessere maximale Wirkungsgrad von Auslegungsvariante 3 in Praxis rein garnichts - am geplanten Arbeitspunkt erreiche ich nämlich mit der Auslegungsvariante 5 ein wesentlich besseres Ergebnis.

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