Drehfeld überholt Motor, warum?
Hallo. Ich hatte heute meinen letzten Tag vom Lehrgang "Elektrische Maschinen und Antriebe, Frequenzumrichter" in der Berufsausbildung.
Dabei habe ich heute einen asynchronen Drehstrommotor mit einem Polpaar an meinem Frequenzumrichter angeschlossen. Den habe ich auf maximal 500Hz und entsprechend der Angaben auf dem Typenschild parametriert. 4A, 400V, 50Hz Normalbetrieb.
Anschließend habe ich den Motor in 10 Sekunden hochrampen lassen und habe dabei festgestellt, dass ich ab etwa 175Hz einen deutlichen Drehzahlverlust hatte. Ich vermute, dass ich mit der zu großen Frequenz verursacht habe, dass das Drehfeld im Motor zu schnell war und der Motor aufgrund der Asynchronität nicht mehr hinterherkam.
Drehte ich später im Local-Modus manuell die Frequenz aus dem hochfrequenten Bereich knapp unter die 175 Hz, so fing der Motor sich wieder und drehte wieder kurz unter den 9900 berechneten 1/min.
Aber warum ist das so? Warum kann ich den Motor ohne Last nicht bis auf 500Hz (was das Maximum im FU ist) rampen, auch wenn er sich dann möglicherweise selbstzerstören würde. War die Rampe zu schnell? oder hat das einen elektrotechnischen Hintergrund?
Leider habe ich keinen email-Kontakt mit meinem Ausbilder, den Ausbilder sehe ich auch erst frühestens in 8 Wochen wieder. Daher die Frage.
2 Antworten
Hier siehst du eine Kennlinie eines Drehstromasynchronmotors an einem Frequenzumrichter:
Ab der Kippdrehzahl sinkt der aufgenommene Strom, weil der induktive Widerstand der Wicklungen immer mehr zunimmt.
Der induktive Widerstand X einer Spule mit der Induktivität L berechnet sich zu:
X = 2π * f * L
Der induktive Widerstand nimmt also proportional zur Frequenz zu. Mit abnehmendem Strom nimmt auch das maximale Drehmoment ab.
Bei der Maximaldrehzahl hat die Stromstärke und das Drehmoment so stark abgenommen, dass das erzeugte Drehmoment unterhalb des eigenen mechanischen Widerstandes (der Lager) sinkt. Dann kippt der Motor und der Läufer dreht nicht mehr mit dem Drehfeld mit. Senkst du die Frequenz und damit den induktiven Widerstand wieder ab, nimmt der Strom und das Moment wieder so weit zu, bis der Eigenwiderstand des Motors überwunden werden kann. Allerdings könntest du ihn mit nur einer geringsten Zusatzbelastung gleich wieder zum Kippen bringen.
das probblem ist, dass die masse des läufers magnetisch zu träge ist. es dauert schlicht weg zu lange, bis das wechslende magnetfeld einen strom induziert...
lg, anna