Hallo zusammen, ich beschäftige mich gerade mit Leistungselektronik. Hierbei las ich, dass große Motoren prinzipiell eher einen höheren Wirkungsgrad haben als kleine Motoren. Woran liegt das? Gruß Sarah
Sarah E. schrieb: > Hallo zusammen, > ich beschäftige mich gerade mit Leistungselektronik. Hierbei las ich, > dass große Motoren prinzipiell eher einen höheren Wirkungsgrad haben als > kleine Motoren. > Woran liegt das? > Gruß Sarah Das würde ich jetzt gar nicht mal pauschal sagen, da es auch Elektromotoren gibt welche sehr kompakt sind, welche Wirkungsgrade haben über 90%. Ich würde sagen es kommt immer darauf an wie hoch die Verluste sind z.b. es gibt Motoren mit relativ wenig Wicklungen mit großen Drahtdurchmesser, wo geringere Verluste auftreten durch geringe Widerstände. Ansonsten bei Motoren mit Kohlebürsten sind diese natürlich ein Faktor für Wirkungsgradverluste. Ansonsten gibt es noch mechanische Verluste durch die Lager. Wirbelstromverluste durch Eisen Bleche. Es gibt viel zu viele verschiedene Motoren um das allgemein zu beantworten.
Auch beim kleinen Motor sind u.a., aber nicht nur, die Reibungskräfte und die dadurch aufzubringende Verlustleistung nicht gegen null zu bringen. Diese Reibung ist dann aber im Verhältnis zum Nutzdrehment relativ 'gross'. Bei "grösseren" Motoren lohnt es sich halt viel mehr, diese Reibung "klein" zu halten. Dafür braucht man aber u.a. teuerere (schwerere) Lager, mehr Kupfer, Eisen und Platz.
Da kann man die Bergmannsche Regel in der E-Technik anwenden!
Hallo Elektrofan schrieb: > Bei "grösseren" Motoren lohnt es sich halt viel mehr, diese Reibung > "klein" zu halten. Dafür braucht man aber u.a. teuerere (schwerere) > Lager, > mehr Kupfer, Eisen und Platz. So wird es wohl sein. 1% mehr Wirkungsgrad macht bei einen 500kW Motor (die gibt es z.B. bei der Kartonherstellung und auch in Stahlwalzwerken muss es laut von Erzählungen hier im Forum Motoren geben die einige 100kW und deutlich mehr haben) schon 5kW aus. Bei 5kW und der bei diesen Motorgrößen sehr lange Nutzungsdauer von durchaus mehreren Jahrzehnten (mehrere Umrichtergenerationen, zweimal neu Zuleitungskabel, der Motor aber immer noch das Orginal)lohnt es sich dann auch 10000 euro mehr für besonders gute lager, mehr Kupfer, besseres Eisen...zu zahlen. Daher kommt wohl ein beträchlicher Teil des besseren Wirkungsgrades. Hinzu kommen wohl auch feste physikalische Gründe ("Naturgesetze"). Extrem ist das allerdings bei "klassischen" Trafos. Der 10VA Trafo hat im günstigsten Betriebspunkt vielleicht 80% Wirkungsgrad, der 1kVA Trafo schon 95% und bei den mehreren MVA Trafos (Umspannstationen, Werkstrafos, Bahnnetztrafos,...) in der Energieversorgung irgendwas bei 99,8 Prozent - da lohnt es sich selbst in 0,01% Wirkungsgrad zu investieren - schon alleine der Kühlung wegen aber auch finanziell wird sich das relativ schnell rechnen. Vielleicht sind hier ja einige Spezialisten die etwas aus den Nähkästchen berichten können und z.B. erklären wie in der Praxis das letzte Zehntel Prozent herausgekitzelt wird, bzw. was tatsächlich heute möglich ist - und was so ein MVA Trafo kostet. Praktiker
H. H. schrieb: > Da kann man die Bergmannsche Regel in der E-Technik anwenden! Kann man das ganze dann so verstehen, dass vom Magnetfeld ein größerer Teil im optimalen Bereich ist? Sowie zwei kleine Pizzas mehr Pizzarand haben als eine große? Und Pizza Rand ist nicht so gut wie Pizza Mitte.
H. H. schrieb: > Da kann man die Bergmannsche Regel in der E-Technik anwenden! LOL! Gerade wollte ich das Beispiel mit den Kaiserpinguinen vs. Humbold-Pinguinen bringen. DANIEL D. schrieb: > Und Pizza > Rand ist nicht so gut wie Pizza Mitte. Und was ist mit Käsefüllung?
DANIEL D. schrieb: > H. H. schrieb: >> Da kann man die Bergmannsche Regel in der E-Technik anwenden! > > Kann man das ganze dann so verstehen, dass vom Magnetfeld ein größerer > Teil im optimalen Bereich ist? > > Sowie zwei kleine Pizzas mehr Pizzarand haben als eine große? Und Pizza > Rand ist nicht so gut wie Pizza Mitte. Es geht dabei um Wärme!
Im Allgemeinen kann man annehmen, dass bei einer Größenskalierung (Volumenskalierung) zu kleineren Volumina die dissipativen Verluste zunehmen oder der Wirkungsgrad abnimmt.
Unabhängig vom ökonomischen Aspekten ist bei großen Maschinen ein hoher Wirkungsgrad technisch notwendigen um die die Kerntemperatur nicht ins unermessliche ansteigen zu lassen. Denn eine große Maschine hat im Verhältnis zu ihrer Masse/Leistung/Volumen eine kleinere Oberfläche zum Kühlen zur Verfügung. Ein extremes Beispiel ist der Vergleich eines Komposthaufens mit der Sonne: beide haben eine Verlustleistung von etwa 100W/m^3. Motoren der 5MW Klasse haben Wirkungsgrade von 95%.
Andreas R. schrieb: > Motoren der 5MW Klasse haben Wirkungsgrade von 95%. 95% erreicht man bei billigen Normasynchronmotoren bereits bei unter 100kW.
Andreas R. schrieb: > Ein extremes Beispiel ist der Vergleich eines Komposthaufens mit der > Sonne: beide haben eine Verlustleistung von etwa 100W/m^3. Die Sonne nur 270mW/m^3.
Sarah E. schrieb: > Woran liegt das? Für Transformatoren beschreibt das Jörg Rehrmann hier sehr gut: https://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap1/Kapitel1.html#1.2 Dasselbe gilt analog für Motoren - einfach "Trafo" durch "Motor" tauschen - und natürlich bezogen auf jeweils gleiche Motortype, also Bauart sowie Versorgungs-Art und -Spannung; bei konstanter Betriebsfrequenz (sofern nicht was anderes erwähnt), weil es um "Netztrafos" geht, die an festen 50Hz laufen sollen. Es verändern sich also die Relationen des Kernvolumens zur zur Kühlung notw. Oberfläche, und die Relationen ohmsch zu induktiv bei den Wicklungsimpedanzen (kleiner, ohmsch steigt an, höherer Wirkleistungsanteil der Scheinleistung etc.). Hoffentlich hilft's, falls nötig mehrfach lesen. Mir half's...
Praktiker schrieb: > da lohnt es sich selbst > in 0,01% Wirkungsgrad zu investieren - schon alleine der Kühlung wegen > aber auch finanziell wird sich das relativ schnell rechnen. Aber ja, natürlich. Dazu kommt es schon auch. Das aber ist nicht der ursächliche Grund für den von ihr genannten Effekt. Denn die Frau wollte doch zuallererst einmal wissen (lernen), weswegen_elektrische_Maschinen ÜBERHAUPT um so effizienter werden, je größer sie sind. Und das eben "ganz von alleine": >> Das Wunder der (hier: elektr.) Großmaschine. <<
Purzel H. schrieb: > Bei Transformatoren geht die Leistung mit dem Volumen.. Welche? P_trans (absolut)? Rauf. P_tot (relativ)? Runter.
(Bei angenommen gleicher erlaubter (End-)Temperatur.) Oder was wolltest Du sagen/fragen?
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