Formaat en gewicht elektromotoren

Misschien is de vraag een beetje vreemd voor dit forum, maar ik vroeg me af waarom 'normale' kooiankermotoren zo ontzettend lomp en zwaar zijn.

Als ik bijvoorbeeld kijk naar een doodnormale WEG W22 van 75kW (linkje naar specs) dan weegt zoiets maarliefst 571kg. Dat terwijl de motor in een Tesla model S (dat is ook een kooiankermotor) van 270kW maar 32kg weegt, zie hier.

Als je specifiek vermogen (vermogen per kg) vergelijkt, dan is dat een factor 64. De Tesla motor weegt relatief gezien maar 1,5% van de WEG motor!

Waar zit dit verschil nu in? Is het omdat de industriele motor op 50Hz werkt in plaats van een potentieel efficienter werkpunt? Is het de waterkoeling die de Tesla wel heeft? Is het dat de ene het over piekvermogen heeft, en de andere over langdurig te leveren vermogen? Is die motor van Tesla gesmeed door elfjes bij maanlicht? Is het al die dingen bij elkaar? Iemand enig idee?
Lambiek

Special Member

Wat denk je van het materiaal wat er gebruikt wordt. Gietijzer of aluminium en misschien nog wel lichter materiaal, denk aan titanium. En de constructie van het geheel.
Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
- verwachte levensduur industrie motor is hoger dan een Tesla motor
- genormeerde afmetingen waarvan je als motorconstructeur niet kan afwijken
- waterkoeling
- overbelastbaarheid
- te verwachten mechanische krachten (radiaal en axiaal) op de as
- gebruikte grondstoffen aluminium versus gietijzer
- etc
GJ_

Moderator

De ene kW is de andere niet. Die 270kW van Tesla is een piek. De koeling scheelt ook een heleboel.
Die 75kW WEG motor kan ook gemakkelijk 150kW leveren.
En ik ben op het moment bezig met een 10kW motor die domweg 110A trekt (en daar begrenst word) op 400V. Die levert zo'n beetje 25 a 30kW.

Eigenlijk ben je een beetje appels met peren aan het vergelijken.
een electromotor kan je overbelasten zolang je die maar gekoeld kan houden dat die niet verbrand.
die tesla hoeft niet de hele tijd zijn topvermogen te halen, enkel voor een paar seconden en voor de snelheid aan te houden kom je met 20-30kW ook wel weg
ik hou van werken ..., ik kan er uren naar kijken
Een elektromotor heeft eigenlijk alleen maar een max stroom. Dat bepaalt een max torque afhankelijk van de motor constante. Het vermogen is dan draaisnelheid * torque. (draaisnelheid moet in rad/sec, ongeveer 1/10e van de RPM).

Hieruit blijkt dat hoe sneller je motor draait, hoe hoger het vermogen.

Dan hoor je de 7-jaar oude slimmerik al meteen roepen: miljoenmiljard RPM! Mechanisch is er een bovengrens aan de RPM.

Die WEG W22, die is gespect op 50Hz, 1500 RPM. Ga je die aansturen en proberen hem 3000 RPM te laten draaien, dan kan het zijn dat je mechanische grenzen tegenkomt. Ook elektromagnetisch zijn er dingen die je tegen kan komen. Wervelstromen in de stator, skineffect in de geleiders.

Maar dat soort dingen zijn wel te behappen als het een doelstelling is bij het ontwerpen van de motor. Bij de WEG W22 was dat geen doelstelling bij de tesla motor wel.

Een tesla motor kan 18000 RPM, zo'n 12x sneller dan de WEG. Bij 1500 RPM doet die nog maar 22kW. 0.68 kW/kg. De weg is 0.13 kW/kg. Nog steeds een factor vijf, maar al veel minder dan eerst.
four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Frederick E. Terman

Golden Member

Daarbij hoeft een automotor maar heel kort mee te gaan; echt belachelijk kort.

Na 100.000 km heb je niet echt een nieuwe auto meer, maar de motor heeft dan, stel dat je gemiddeld 70 km/h haalt, net goed 1400 uur gedraaid.
Toch vinden we het dan niet eens gek dat hij al een paar keer vervangende onderdelen heeft gehad, of zelfs een keer defect is geweest.

Een industriemotor echter die even lang gedraaid heeft, is nog geen twee maanden oud.
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Dat doet me denken aan de verkoper van tweede hands stroom aggregaten.
Hij had een top-toestel staan dat nog maar 2000 uur gedraaid had.
Ik zeg hem, dat ding is half versleten.
Hij bekeek me met een scheef oog en vroeg me (licht geschoffeerd) of ik hem wilde beledigen

Ik gaf volgend voorbeeld.
Auto met 100 000 km op de teller is toch niet meer nieuw ? Daarmee was hij akkoord
Bij een gemiddelde snelheid van 50 km per uur geeft dit een rijtijd van 100 000/50 = 2000 uur.

Eh, Eh, toen ging hij weg en kwam zijn collega….
En ook daar was het appels met peren vergelijken.
"We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them" - Albert Einstein
er is wel een verschil tussen een aggregaat die op zijn ideale toerental draait (3000) en een automotor die constant van 1000 naar 6000rpm heen en weer gaat.
daarbij ben ik van mening dat een automotor van 100 000km net ingelopen is. de mijne heeft er nu 530 000km op zitten en er begint wat slijtage te komen nu
ik hou van werken ..., ik kan er uren naar kijken
Op 7 december 2018 13:09:05 schreef pamwikkeling:
Auto met 100 000 km op de teller is toch niet meer nieuw ?
De verwachte levensduur verschilt tussen apparaten. Een jaren-70 auto was behoorlijk "op" als ie 100- of 200-duizend km had gereden. Tegenwoordig wil je eigenlijk liever 3-, 4- of 500 duizend km halen.

Zo ook dus een generator. Een consumenten dingen van 2kW om een keer op een feestje bij de plas wat lampjes te laten branden? Die zal in 20 jaar 5x per jaar 5 uur draaien en dan heeft ie op een respectabele leeftijd van 20 jaar zo'n 500 uur gedraaid. Als ie na 12 jaar kapot gaat, koop je een nieuwe. Maakt ie de 20 jaar vol, is het een prima ding!

Een industriele generator is HEEL wat anders. Dat kan best zo zijn dat die een jaar achtermekaar moet draaien omdat het "effe" duurt voordat ze de stroom naar het pand eindelijk hebben aangelegd. (dan zit je een beetje afgelegen).
four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Een stofzuiger heeft een verwachte levensduur van 500-600 uur.
Beetje stofzuiger is 2000 watt weegt een paar kilo.
n verhouding ook flink wat watt/kilo.
evelo

Golden Member

Die motor van tesla zal ook wel watergekoeld zijn denk ik.
GJ_

Moderator

Op 7 december 2018 11:03:14 schreef rew: Nog steeds een factor vijf, maar al veel minder dan eerst.
Precies. Dan nog een lichtgewicht aluminium bouwvorm tegen een robuuste gietijzeren frame met dikke koelribben afwegen. Want een vloertje uit dik C53/65 is wat anders dan een autochassis.