Elektromotor Leistungsabfall?

[Ulrich W]

Hallo zusammen,
sehr hilfreich wäre die gemeinschaftliche Erstellung einer Checkliste
bei Störungen an elektrischen Werkzeugmaschinen.

Dazu kann jeder sein Wissen beitragen.
Jedoch mußte jemand federführend das Gesamtresultat zusammenschreiben!
Das wäre dann sozusagen der Protokollchef. Prot.h.c. :-)

mfg. Ulrich W

[Hauke Schmidt]

Hallo Helmut,

das würde mich schon interessieren ob es eine Möglichkeit der Leistungserhöhung giebt. Und ob der Motor leidet und ob es bei Licht- und Drehstrommotoren funkioniert.

Vielleicht sagt Walter ja auch was dazu. Meinungen alter Schule interessieren mich sehr.

Gruss
Hauke

[Walter Heil]

Hallo Hauke und Helmut,

nachdem ich schon so schön gebauchpinselt werde, versuch ich da nochmal was zu erklären.

Gehen wir zunächst mal vom Drehstrommotor (Asynchronmotor)aus, das ist einfacher und da hab ich im wikiwoodworking schonmal was geschrieben. Auch sonst im internet gibt's Informationen in schier beliebigem Niveau.

Die (max. erreichbare) Leistung eines Drehstrommotors hängt ab von der Baugröße, d. h. Durchmesser und Länge des Läufers (Blechpaket), der Polpaarzahl und der Frequenz des speisenden Stroms.

Während beim Drehstrommotor ein sauber und gleichmäßig rotierendes Drehfeld vorhanden ist, muss dies beim Einphaseninduktionsmotor mit einem Trick hergestellt werden. Dazu werden zwei Wicklungen aufgebracht, eine Haupt- und eine Hilfswicklung, die am Ständer um 90°(elektrisch, nicht mechanisch) gegen die Hauptwicklung versetzt ist. Die Hilfswicklung sollte nun mit einem Strom durchflossen werden, der gegenüber der Hauptwicklung möglichst um 90°phasenverschoben ist. Dazu kann man einen Widerstand verwenden, was wegen der Erwärmung nicht so dolle ist oder einen Kondensator, der zusammen mit dem Kupferwiderstand der Hilfswicklung diese Phasenverschiebung erzeugt. Für Nichtelektriker: das ist halt so. Dadurch entsteht ein Drehfeld, allerdings nicht mit der gleichen Güte und Intensität wie beim Drehstrommotor. Deshalb hat ein Einphaseninduktionsmotor eine kleinere Leistung bei gleicher Baugröße wie ein Drehstrommotor. Leistungserhöhungsmaßnahmen, also "frisieren", wie bei Ottomotoren, bringen nichts außer stark verkürzter Lebensdauer. Die einzige Möglichkeit, einen Asynchronmotor zu höherer Leistung zu bewegen, ist die, mit einem FU eine höhere Frequenz einzuspeisen und damit die Nenndrehzahl zu erhöhen. Das geht aber nur soweit, bis einem der Läufer um die Ohren fliegt. Man sollte wissen, dass bereits bei doppelter Drehzahl die Zentrifugalkräfte das Vierfache betragen.

Gruß, Walter

[Ulrich W]

Hallo Walter,
sehr schön erklärt, nur der Widerstand ist m.E. falsch, da er keine Phasenverschiebung bewirkt.

mfg. Ulrich W.

[Hauke Schmidt]

Hallo Walter,

wenn ich die Drehzahl mit einen Frequenzumformer erhöhe, habe ich dann wirklich mehr Leistung oder nur eine höhere Drehzahl? Mit liegt die Formel "Arbeit = Kraft mal Weg" aus dem Physikunterricht noch in den Ohren. Das würde dann bedeuten, das meine Motorwelle mehr Weg zurücklegt und damit weniger Kraft hätte???

Falsch? ... Richtig???

Danke für Deine Antwort

Hauke

[Walter Heil]

Hallo Ulrich,

es geht um die Phasenverschiebung gegenüber der Hauptinduktivität. Der Magnetisierungstrom hat bereits 90° Phasenverschiebung zur Spannung. Die gleiche Phasenverschiebung hätte auch die Hilfswicklung. Es geht also um die Phasenverschiebung ZWISCHEN den beiden Wicklungen.

Gruß, Walter

[Markus]

Falsch!

Der Weg erhöht sich, die Kraft bleibt gleich, der Motor leistet mehr Arbeit. Mehr Arbeit in der selben Zeit ist mehr Leistung.
Die Leistungsangaben auf den Typenschildern beziehen sich auf 50Hz ~. Der selbe Motor hat bei 60Hz ~ eine höhere Leistungangabe auf dem Typenschild stehen.

Dann gibts da noch die Leistungs/Drehmomentformel.

Leistung (P) = Drehmoment (M) x Drehzahl (n) / 9550.

9550 ist ein fester Faktor in dieser Formel. Die Leistung ist in KW, Drehmoment in Nm angegeben. Diese Formel gilt für sämtliche Motoren, egal ob Elektro, Verbrenner oder Hydraulik.

Gruß
Markus

[Walter Heil]

[In Antwort auf #30585]
Hallo Hauke,

man muss natürlich folgendes beachten: wenn ich einen Motor mit 230/400V Betriebsspannung und 1500U/min Synchrondrehzahl an einen FU mit ausreichender Leistung und 400V Anschluss anschließe, dann kann ich diesen Motor im Dreieck schalten und mit 100Hz bei 400V laufen lassen, so dass er die 1,73fache (Wurzel aus drei) Leistung bringt. Würde der Motor im Stern geschaltet, dann käme nur die Leistung auf dem Typenschild heraus. Der FU macht dann höhere Frequenzen, kann aber nur auf 400V. Es gibt Folgendes zu beachten: der FU gibt eine Spannung an den Motor, die (im wesentlichen) der Frequenz proportional ist. Da bei 400V (effektiv) Schluss ist, muss der Motor für eine niedrigere (230V) Spannung (bei niedrigerer Frequenz) ausgelegt sein, sonst ist es Essig mit der höheren Leistung. Alle Klarheiten beseitigt?

Gruß, Walter

[Markus]

Hallo Walter,

es ist doch auch so, das bei deinen Motorbeispiel (230/400V) eine einzelne Wicklung für 230V bei 50Hz ausgelegt ist (also Sternschaltung am 400V-Drehstromnetz). Das der FU nicht nur die Frequenz erhöht, sondern auch die Spannung, halte ich für sinnvoll, da bei steigender Frequenz der induktive Widerstand der Wicklung ebenfalls ansteigt. Wieso kann ich dann den (Beispiel)Motor in Dreieck anklemmen, wenn der FU 3x400 Volt bringt? Oder meinst du einen FU, welcher aus 230V 1-phasig 3x230V Drehstrom macht? In diesem Fall hast du natürlich Recht mit der Dreieckschaltung.

[Walter Heil]

Hallo Markus,

Das der FU nicht nur die Frequenz erhöht, sondern auch die Spannung, halte ich für sinnvoll, da bei steigender Frequenz der induktive Widerstand der Wicklung ebenfalls ansteigt.

Das ist nicht nur sinnvoll, sondern auch unbedingt nötig, sonst geht die Maschine bei kleinen Frequenzen kaputt. Du hast völlig richtig erkannt, dass der FU eine frequenzproportionale Spannung abgibt wegen des erforderlichen Magnetisierungsstroms. Du musst ihn nur so einstellen, dass er bei 50*1,73=86,5HZ und NICHT bei 50Hz seine 400V Spannung abgibt. Dann wird der Motor bei 50Hz mit 230V betrieben, wie es auf dem Typenschild angegeben ist.

Gruß, Walter