Wirkungsgrad großer Maschinen höher?

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!

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?