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Aufgaben Generator

Generatoren, Lösungshinwiese zu Aufgabe 19

zuletzt bearbeitet am 05. 07. 03

Generatorkennlinien

Aufgabe

Pathologisch!

In einem Pkw werden elektrische Verbraucher mit einer Durchschnittsleistung von 400W betrieben (Akku exclusive).
Der Fahrer hat jedoch eine merkwüdige Fahrweise:
Während 40% der Gesamtfahrzeit wird der Motor bei Volllast mit einer Durchschnittsdrehzahl von 2000/min geknüppelt, während in dem übrigen 60% -igen Fahrzeitanteil der Motor komplett abgeschaltet wird.
Der Fahrer behauptet, so könne man Kraftstoff sparen!?!?

Es ist der kleinstmögliche erforderliche Generator zu bestimmen unter folgenden weiteren Bedingungen:
1. maximale Kurbelwellendrehzahl = 5300/min.
2. Der Akkuwirkungsgrad beträgt 60%

Lösungshinweise:

Hilfsmittel: Kennlinien, Datenblätter, Tabellenbücher, Formelsammlungen, Taschenrechner, ...
Motordrehzahl als Funktion der Zeit (Diagramm)
Volllastphase

Leistungsflüsse während der Volllastphase

P₂ muss größer sein als P₁, da
1. die Segelphase länger dauert als die Volllastphase und
2. der Akkuwirkungsgrad nicht vernachlässigt werden darf.
Segelphase

Leistungsflüsse während der Segelphase (Diagramm)

Der Generator ist während der Segelphas tot,
P₃ = P₁, da
die Verbraucher auch während der Segelphase normal weiterarbeiten.
Egal, ob der Generator oder der Akku die Verbraucher mit Energie versorgt, die Verbraucher benötigen 400W.

P₃ und P₂ sind durch den Generatorwirkungsgrad miteinander gekoppelt.

Synchron zur Motordrehzahl variiert natürlich auch der Generatorstrom zwischen 0A und I_Gen, der noch zu bestimmen ist.

E_in = E_out
Während eines vollen Fahrzyklus (Volllast- + Segelphase) muss die Energiebilanz ausgeglichen sein.
Diese Hinweise sollten reichen, um den erforderlichen Generatorstrom zu ermitteln. Benutzen Sie dabei der Einfachheit halber stets U = 12V.

Es ergibt sich ein Wert von I_Gen = 116,7A.

Diesen Strom muss der auszuwählende Generator bei einer Motordrehzahl von 2000/min mindestens liefern können.

1. Aus der Generatorliste ist zunächst ein passend erscheinender Generator auszuwählen.

2. i_opt

3. Kennlinie zeichnen

4. Generatordrehzahl bei n_KW=2000/min berechnen

5. maximalen Generatorstrom bei dieser Drehzahl aus der Kennlinie herauszirkeln

6. Wenn dieser Strom gleich oder leicht größer ist als 117A, dann haben Sie gewonnen.

7. Wenn Generatorstrom zu klein -> größeren Generator wählen und Spiel wiederholen ab Spielfeld 2.

8. Wenn Generatorstrom viel zu groß -> kleineren Generator wählen und Spiel wiederholen ab Spielfeld 2.

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