05 Elektromechanische Energiewandler Flashcards
Was ist die Aufgabe eines elektromechanischen Energiewandlers?
Er wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um und umgekehrt.
Welche Energieformen werden bei Energiewandlern genutzt?
- Chemisch
- Mechanisch
- Elektrisch
- Hydraulisch
Was macht die Brennstoffzelle zur Ausnahme unter den Energiewandlern?
Sie wandelt chemische Energie direkt in elektrische Energie um, die dann einen Elektromotor antreibt.
Wie hoch ist der maximale Wirkungsgrad eines Elektromotors?
Bis zu 97 % im Bestpunkt.
Welche Bauarten von Elektromaschinen gibt es?
- Synchronmaschinen
- Asynchronmaschinen
- Gleichstrommaschinen
- Axialflussmaschinen
- Transversalflussmaschinen
Warum sind Gleichstrommaschinen im Fahrzeugbau weniger verbreitet?
Wegen des Kommutators, des erhöhten Bauraums und des Wartungsaufwands.
Welche Vorteile bieten Axialflussmaschinen?
Kompakte Bauweise, hohe Leistungsdichte und Effizienz.
Was bedeutet der Vier-Quadranten-Betrieb?
Der Motor kann vorwärts und rückwärts antreiben sowie in beiden Richtungen bremsen.
Was ist der Unterschied zwischen Grunddrehzahlbereich und Feldschwächbereich?
- Grunddrehzahlbereich: Konstantes Moment, steigende Leistung
- Feldschwächbereich: Konstante Leistung, abnehmendes Moment
Wie wird der Wirkungsgrad eines Elektromotors berechnet?
η = P_mech / (P_mech + P_loss)
Was sind Kupferverluste?
Ohmsche Verluste, die durch den elektrischen Widerstand der Wicklungen entstehen.
Wie entstehen Eisenverluste?
Durch Ummagnetisierung (Hystereseverluste) und Wirbelströme im ferromagnetischen Material.
Wie können Wirbelstromverluste reduziert werden?
Durch die Verwendung dünner, elektrisch isolierter Bleche im Stator und Rotor.
Was sind die Vorteile der Hairpin-Wicklung?
Hoher Füllfaktor, bessere Wärmeabfuhr und höhere Leistungsdichte.
Was ist der Unterschied zwischen konzentrierter und verteilter Wicklung?
- Konzentrierte Wicklung: Kompaktes Design, einfache Montage, aber höhere Eisenverluste
- Verteilte Wicklung: Gleichmäßiges Magnetfeld, weniger Momentrippel, aber größere Wickelköpfe
Welche Verluste treten in elektrischen Maschinen auf?
- Kupferverluste
- Eisenverluste
- Mechanische Verluste (Reibung)
- Zusatzverluste durch Oberwellen
Was sind weichmagnetische Materialien?
Materialien mit schmalem Hystereseband, geeignet für Elektrobleche.
Wie unterscheiden sich weich- und hartmagnetische Materialien?
- Weichmagnetisch: Schnelle Magnetisierungsänderung, geringe Verluste
- Hartmagnetisch: Permanente Magnetisierung, schwer zu entmagnetisieren
Was ist der Vorteil von hochpoligen Maschinen?
Höheres Drehmoment bei niedrigerer Drehzahl.
Wie beeinflusst die Polpaarzahl die Drehzahl eines Motors?
Je mehr Polpaare, desto niedriger die Drehzahl bei gegebener Frequenz.
