Warum bleibt das drehmoment gleich frequenzumrichter

HansN Beiträge: 516 Registriert: Do 30. Nov 2017, 12:59

Beitrag von HansN » Mo 11. Jan 2021, 20:09

Hallo, ich habe Halbwissen aufgeschnappt, wonach über einen Frequenzumrichter, 400V Motoren mit mehreren hundert Herz betrieben werden, um kleinere Motoren verwenden zu können. Also z.B. die Baugröße von 1kW mit 3kW Leistung, bei hoher Drehzahl >10k. In dem Grundlagenvideo wird aber von einer Eckfrequenz gesprochen, wonach es nach dem Eckpunkt nur noch abwärts geht mit der Leistung, wenn man die Drehzahl weiter steigert.

https://www.youtube.com/watch?v=oKivtFnDpjI

https://www.ebay.de/itm/1-5KW-2-2KW-Ele ... 3616535886

Beitrag von Nachtschwärmer » Mo 11. Jan 2021, 20:40

Mechanische Leistung ist das Produkt aus Drehzahl und Drehmoment. Je kleiner der Motor, desto weniger Drehmoment ("Kraft") kann er abgeben. Soll er trotzdem die gleiche Leistung haben wie ein großer, langsamer Motor, kann er diese Leistung nur über eine höhere Drehzahl erreichen. Wenn Du nun einen Motor an einem FU betreibst, kannst Du nur (dauerhaft) das Nennmoment abfordern. Demzufolge steigt die Leistung von 0 linear mit der Drehzahl an - bei gleichbleibendem Drehmoment. Und zwar so lange, bis Du bei der Nenndrehzahl bist, dann hast Du auch die Nennleistung erreicht, eher nicht. Die andere Sache ist die Spannung: Die steigt übrigens auch linear mit der Frequenz an, also bist Du bei Nennleistung auch bei Nennspannung (und Nenndrehzahl). Wenn Du jetzt durch Verdoppelung der Drehzahl die Leistung verdoppeln willst, müßtest Du auch die Spannung verdoppeln, damit der Motor weiterhin sein Nenndrehmoment halten kann. Die hohe Spannung - falls sie überhaupt zur Verfügung gestellt werden kann - würde der Motor isolationsmäßig aber nicht verkraften. Spezielle Motoren für hohe Drehzahlen (Spindelmotoren) sind so ausgelegt, daß bei hoher Drehzahl nicht eine astronomisch hohe Spannung erforderlich ist. Man kann natürlich mit dem FU die Drehzahl weiter erhöhen, aber eben nicht die Spannung (diese bleibt konstant). Damit ergibt sich ein verringertes Moment bei höheren Drehzahlen, aber das Produkt aus Drehzahl und Drehmoment bleibt unter dem Strich gleich, also bleibt die Leistung bei höheren Drehzahlen gleich: Der Motor dreht zwar höher, ist aber auch schwächer.

Ich weiß nicht, ob das halbwegs verständlich war.

Hier bohren für einen neuen Monitor: X

Beitrag von HanomagOWL » Mo 11. Jan 2021, 20:57

Ich finde die Erklärung oben gut.

Fabian

HansN Beiträge: 516 Registriert: Do 30. Nov 2017, 12:59

Beitrag von HansN » Mo 11. Jan 2021, 21:02

Beitrag von Ruhla Fanboy » Mo 11. Jan 2021, 21:35

Etwas geht schon. Du kannst einem Motor auf 230V in Dreieck klemmen, und mit einem 400V-FU versorgen. Bis zu einer Frequenz von 87Hz ist ein konstantes f/U-Verhältnis möglich. Dies ergibt eine Mehrleistung um den Faktor Wurzel(3) also rund 1,7. Allerdings wird ein Motor ja nicht grundlos auf eine bestimmte Nennleistung dimensioniert. Dauerbetrieb unter diesen Bedingungen ist nicht zu empfehlen.

Davon abgesehen kann jeder Motor auch "einfach" überlastet werden, und gibt somit zwangsläufig mehr Leistung ab. Natürlich auch wieder auf Kosten seiner Gesundheit...

Bohrmaschine: WMW BT2 Fräsmaschine: Ruhla VRB 2243 Drehmaschine: TOS SUI 32 Sägemaschine: Paulimot BS-712GR

Heißklebemaschine: Rehm Synergic 250

Kontaktdaten von Alexander470815

Beitrag von Alexander470815 » Mo 11. Jan 2021, 23:13

Das mit den 87Hz geht idR. durchaus dauerhaft, da der Motorlüfter ja auch entsprechend schneller läuft und mehr Luft durchschaufelt.
Auf manchen Motoren ist das sogar als Betriebspunkt angegeben: (Vorletztes Bild): https://www.ebay.de/itm/353348610863 Falls das jemand viel Später lesen sollte und das Angebot nicht mehr da ist, auf dem Typenschild steht sinngemäß: 50Hz 1,3kW 230V/400V 5,7A/3,3A Dreieck/Stern 2800 U/min und die 87Hz Kennlinie: 87Hz 2,1kW 400V 5,7A Dreieck 5000 U/min Das Nenndrehmoment kann man bei Fremdbelüftung über den gesamten Drehzahlbereich konstant abnehmen. Oberhalb der Eckfrequenz bleibt die Leistung konstant und das verfügbare Drehmoment sinkt mit 1/n Bei einem 400V FU und 230V/400V Dreieck/Stern Motor kann man die Eckfrequenz eben auf 87Hz schieben bei Dreieck Schaltung. Wenn der Motor nur 400V kann geht das natürlich nicht.

Bei großen Motoren muss man ggf. kontrollieren das man die mechanische Grenzdrehzahl nicht überschreitet.

Youtube

-Emco Maximat Super 11 -Hermle FW 800 -Flott TB 10 -Unbekannte SB23 Standbohrmaschine -Stahlwerk AC/DC WIG 200 Puls mit Plasma S -NTF MIG 250 -Eisele VMS II -Eisele LMS I -Mössner Rekord SM300 -Ulmia 1630 Kreissäge

Servus zusammen, ich habe eine einfache, aber scheinbar nicht so leicht zu beantwortende Frage: Angenommen ein Asynchronmotor würde eine Maschine antreiben und dabei stets das gleiche Lastmoment aufbringen müssen (Ml = const.). Was geschieht nun mit der Stromaufnahme des Motors, wenn er über einen Frequenzumrichter in der Drehzahl variiert wird, was ja letztendlich bei der üblichen U/f-Anpassung bedeutet, dass die Versorgungsspannung U und die zugehörige Frequenz stets so angepasst wird, dass U/f = const. gilt. Ich habe zwei gegensätzliche Annahmen: 1. Da ja die Spannung z.B. reduziert wird, der Leistungsbedarf (über das Moment) aber gleich bleibt, so müsste der Strom also bei reduzierter Drehzahl größer werden. 2. Da die Frequenz aber ebenfalls reduziert wird, verringert sich die Impendanz der Spulen (2*pi*f*L) und somit ebenso der Strom. So wer kann mir da auf die Sprünge helfen. Danke und Gruß MotorNoobie

Grundsätzlich ohne U/f Energieerhaltung: Wenn der Motor mehr Drehmoment aufbringen muss gibt er mehr Leistung ab (P=wM), ergo nimmt er auch mehr el Leistung auf. Deine 2. ist falsch, wenn sich die Impedanz verringert erhöht sich der Strom. I=U/Z. Wenn Durch die U/f Ansteuerung die Spannung verringert, bleibt der Strom vermutlich in gleich groß. Das verringert in Summe die Leistung, sorgt aber dafür dass sich die Motorwicklungen nicht durch zu hohen Strom zu stark erwärmen. Eigentlich analog zur Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors mit Ankerstromabsenkung oder Feldschwächbetrieb.

MotorNoobie schrieb: > Angenommen ein Asynchronmotor würde eine Maschine antreiben und dabei > stets das gleiche Lastmoment aufbringen müssen (Ml = const.). > ... > > 1. Da ja die Spannung z.B. reduziert wird, der Leistungsbedarf (über das > Moment) aber gleich bleibt, so müsste der Strom also bei reduzierter > Drehzahl größer werden. Der Leistungsbedarf bleibt nicht gleich wenn die Drehzahl reduziert wird (und das Drehmoment konstant gehalten wird). https://de.wikipedia.org/wiki/Lastmoment#Lastmoment_konstant

Danke Euch... Also, da die Spannung sinkt steigt der Strom, da aber gleichzeitig die Leistung mit niedrigerer Drehzahl ebenso sinkt, würde der Strom sinken und somit in der Summe, bleibt der Strom ungefähr konstant? Kann man das so sagen?

MotorNoobie schrieb: > Danke Euch... > > Also, da die Spannung sinkt steigt der Strom, da aber gleichzeitig die > Leistung mit niedrigerer Drehzahl ebenso sinkt, würde der Strom sinken > und somit in der Summe, bleibt der Strom ungefähr konstant? > > Kann man das so sagen? Das kann man so nicht sagen, da der Strom nicht aus heiterem Himmel sinkt. Wenn der Motor langsamer wird steigt der Strom und damit das Drehmoment.

MotorNoobie schrieb: > Danke Euch... > > Also, da die Spannung sinkt steigt der Strom, da aber gleichzeitig die > Leistung mit niedrigerer Drehzahl ebenso sinkt, würde der Strom sinken > und somit in der Summe, bleibt der Strom ungefähr konstant? > > Kann man das so sagen? Wie groß der tatsächliche Strom ist, hängt vom Drehmoment ab (vom Schlupf).

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