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Der Absturz hinter dem Dauerpunkt

geschrieben von: ehemaliger Teilnehmer

Datum: 26.11.14 10:01


Der Rückgang der Zugkraft hinter dem Dauerpunkt (v1) folgt nominell der Funktion 1 / v^2 – wenn die Spannung hinter v1 konstant gehalten und nur noch die Frequenz erhöht wird. Dreht man aber auch an der Spannung, so verschiebt sich die sog. Ortskurve der Kippmomente (da haben wir das wieder, daß man die ASM am Limit betreibt) nach oben. Da aber auch gilt P = U * I, ergibt sich hierbei eine Dimensionierungsleistung des Stromrichters, die teuer und schwer ist – und die (im Produkt) überhaupt nicht ausgenutzt werden kann.
(Zumindest früher) dimensioniert man den Fahrmotor, d.h. sein Kippmoment, dann nicht am Punkt v1, sondern an vmax. Daraus folgt, daß man ihn zwischen v1 und vmax nicht voll ausnutzt, konkret die Zugkraftlinie nicht entlang der Kipppunkte geführt wird, sondern darunter. Im Gegenzug aber den Stromrichter nicht überdimensionieren muß, weil U und I oberhalb v1 annähernd konstant sind. (Annähernd, weil Verluste und Temperaturgang natürlich Auswirkungen haben.) Daraus folgt aber ebenfalls, daß sich v1 aus der geforderten Zugkraft bei vmax ergibt und ggü. der reinen Lehre (Z ≈ 1 / v^2) vglw. niedrig ist.
»Befreien« kann man sich aus dieser Begrenzung nur dadurch, daß man die Stromrichter für höhere Leistungen auslegt. In Zeiten von IGBT-Modulen und vglw. niedrigen Halbleiterkosten ist anzunehmen, daß es günstiger ist, den Stromrichter entsprechend größer zu dimensionieren, als Hand an die Asynchronmaschine zu legen. (Edit: Leistungshalbleiter sind immer noch teurer als Eisen, Kupfer und Alu im Motor.) Denn die ASM dürfte ist im Vergleich zu den Halbleitern in der Entwicklung weitgehend ausgereizt sein. Und »einfach mal so« eine größere Maschine ins Drehgestell zu konstruieren (Merke: Drehmoment der ASM einzig durch die Luftspaltinduktion begrenzt, anschaulich im o.g. Link erklärt), scheitert allerdings an Volumen, Masse und fahrdynamischen Anforderungen (Auslegung DG-Rahmen, Zulassungskriterien R/S-Kräfte etc.). Soll heißen: Das Gesamtsystem aus Fahrwerk und Antrieb ist aufeinander abzustimmen.

Edit^2:
> Was jetzt noch sein könnte, wäre, dass die simple
> Formel (Anm. F = m * Xi *a) nur bis zum erreichen
> des max. Leistungspunktes gilt, da müsste man mal
> die Formeln genauer anschauen.

Was willst du dir da »genauer anschauen«? Physik ist Physik ist Physik. Und da gilt nunmal genannte Formel sowie P = F * v. Natürlich steigt mit jedem erreichten Geschwindigkeitspunkt der Fahrwiderstand. Somit wird die erreichbare Beschleunigung bei höherer Geschwindigkeit immer niedriger – was man besonders gut bei T(f)z mit Verbrennungsmotor sieht. Bei elektrischen T(f)z ist die Energieversorgung vor dem Stromrichter (s.o.) für das jeweilige Fahrzeug ja annäherend unendlich. (Vgl. aber Oberstromgrenzwerte der EIU.)

> > Beim 2-Teiler könnte die maximale Beschleunigung
> > eventuell durch eine Komfortgrenze
> > in der Ebene begrenzt sein.

> Ja, entweder Komfort oder durchdrehende Räder,
> irgendein Limit definitiv, welches ist aber eher
> nebensächlich.

Dann fahrt mal mit der Hamsterbacke mit, am besten auf Abschnitten kurzer Halteabstände, bspw. City-Tunnel Leipzig, und stellt euch da ins stille Örtchen. Da kann man Physik ganz praktisch erleben und nachvollziehen, daß Beschleunigungen weit jenseits der 1 m/s^2 und über den »kurzen Ruck« hinaus (der ja tatsächlich in m/s^3 – Veränderung der Beschleunigung über die Zeit – ausgedrückt wird), d.h. also Anfahren und Verzögern eher nicht ratsam sind. Sonst werden manche Dinge im sprichwörtlichen Sinne »nebensächlich« ;-)





13-mal bearbeitet. Zuletzt am 2015:05:28:10:33:56.
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