Wie und wo wird in einem angetriebenen Traktionsmotor Energie dissipiert?

Wenn sich ein voll beladener Aufzug nach unten bewegt, nimmt seine potenzielle Energie ab und wird vermutlich vom Fahrmotor des Aufzugs irgendwie in Wärme umgewandelt.

Wie genau passiert es? Welche genauen Elemente des Motors oder anderer Teile machen den Umbau und wie?

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Ein typischer dreiphasiger Induktionsmotor hat eine synchrone Drehzahl und Richtung, bei der die angelegte Spannung durch die Gegen-EMK genau aufgehoben wird, und kann in mehreren Modi betrieben werden:

  1. Wenn sich die Welle mit genau der synchronen Geschwindigkeit (und Richtung) für eine angelegte Spannung dreht, fließt, wie erwähnt, kein Strom.
  2. Wenn sich die Welle bei einer zugeführten Spannung schneller als die Synchrondrehzahl (aber in dieselbe Richtung) dreht, sind die Phase von Spannung und Strom so, dass der Motor Strom in die Versorgung zurückspeist.
  3. Wenn sich die Welle für eine zugeführte Spannung langsamer als die Synchrondrehzahl (aber in dieselbe Richtung) dreht, sind die Phase von Spannung und Strom so, dass der Motor Strom aus der Versorgung bezieht. Ein abgewürgter Motor ist ein Sonderfall davon.
  4. Wenn sich die Welle in eine Richtung entgegengesetzt zu den angelegten Spannungsphasen dreht, wandelt der Motor die gesamte zugeführte elektrische Leistung und mechanische Energie in Wärme um, ein Zustand, der als "Verstopfen" bekannt ist. Ein blockierender Motor verbraucht mehr Leistung und Strom, erzeugt aber ein höheres Drehmoment als ein blockierter Motor. Plugging ist generell schlecht, da es nicht nur Energie verschwendet, sondern die beteiligten Systeme auch sehr hohen mechanischen und elektrischen Belastungen aussetzt. Während in einem Notstopp-Szenario manchmal ein Stopfen sinnvoll sein kann, wäre in den meisten Fällen eine mechanische Bremse besser.

Erstens haben Aufzüge Gegengewichte, so dass es für einige Lasten im mittleren Bereich keine Änderung der potentiellen Nettoenergie im Aufzug gibt, der nach oben oder unten fährt. Ein maximal beladener Aufzug hat jedoch wahrscheinlich mehr potenzielle Energie als die festen Gegengewichte, sodass Ihre Frage weiterhin besteht.

In jedem Fall müssen die Reibung in den Riemenscheiben, Motorverluste usw. überwunden werden, bevor ein Nettogewinn erzielt wird. Ich weiß nicht, ob dies normalerweise der Fall ist, wenn der Aufzug voll beladen ist oder nicht, aber sagen wir mal, es ist so.

An diesem Punkt ist es zumindest theoretisch möglich, den Motor so zu betreiben, dass er Strom zurückgibt (als Generator fungiert), während er die Aufzugsgeschwindigkeit reguliert. Ob das wirklich gemacht wird, weiß ich nicht. Die wenigen Aufzugssysteme, die ich kenne, tun dies nicht, aber diese sind älter. Wenn dies getan wird, gehe ich davon aus, dass dies in letzter Zeit häufiger vorkommt, da die Energiekosten höher und die fortschrittliche Motorsteuerung leichter zugänglich sind.

Ein mir bekanntes System arbeitet mit Hydraulik. Es ist nur ein 3-stöckiges Gebäude. Unterhalb des Aufzugs befindet sich ein Loch im Boden, in das der Kolben passt. Ich weiß, dass das System gegengewichtig ist, sodass immer ein Nettogewicht auf dem Kolben lastet. Um nach oben zu fahren, treibt ein Elektromotor eine Pumpe an, um den Kolben anzuheben. Um nach unten zu gehen, öffnet es einfach ein Ventil, um die Hydraulikflüssigkeit im Kolben zurück in den Vorratsbehälter zu lassen. In diesem Fall erwärmt die potenzielle Energie des Höhenruders die Hydraulikflüssigkeit etwas, wenn sie durch das Ventil strömt.

Sind Sie sich wirklich sicher, was das Gegengewicht bei hydraulisch betätigten Aufzügen angeht? Jeder Aufzug dieser Art, den ich gesehen habe, war nicht ausbalanciert.
@Axeman: Jetzt, wo du es erwähnst, bin ich mir nicht sicher. Ich dachte, an einem Gestell an der Wand würde ein Eisengewicht auf und ab gehen, aber vielleicht erinnere ich mich an eine andere Installation. Sie haben Recht, in Hydrauliksystemen wird das Gegengewicht nicht unbedingt verwendet. In jedem Fall herrscht immer positiver Abwärtsdruck auf den Kolben, egal ob ein Gegengewicht vorhanden ist oder nicht.
Die Rückgewinnung elektrischer Energie aus einem Aufzug wird nicht kommerziell durchgeführt, da die Energie, die Sie aus potenzieller Energie zurückerhalten, sehr gering ist (dh selbst unter der Annahme einer 100% perfekten Energieumwandlung). Wohlgemerkt, das bedeutet nicht, dass die Energie nicht zurückgewonnen wird ... es ist in der Wärme. Wenn Ihr Gebäude im Winter Wärme benötigt, kehrt diese potenzielle Energie in Form einer winzigen Verringerung Ihrer Heizkostenrechnung zurück (nicht so weit hergeholt, wir verwenden tatsächlich Wärmeenergie von Beleuchtung und Computern, wenn wir den Heizbedarf eines Gebäudes berechnen ...).
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