Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Sanftanlauf Kondensatormotor


von Max C. (max_der_bastler)


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Hallo alle miteinander,

ich habe ein kleines Problem, wo ich momentan nicht weiter komme.
Für meinen Atemluftkompressor benötige ich eine Motorsteuerung. Die 
Steuerung selbst habe ich soweit auch schon fertig. Das einzige was noch 
fehlt, ist ein Sanftanlauf für den Motor.
Der Motor ist ein Kondensatormotor mit 2,2kW und knapp 13A Nennstrom.
Als Sanftanlauf habe ich mir bisher den SSC-25 herausgesucht:

http://de.farnell.com/united-automation/ssc-25/soft-start-control-module/dp/1213104

Mein Problem ist, dass der SSC-25 gekühlt werden muss und ich nicht 
weiß/abschätzen kann, ob das Montageblech im Schaltschrank als Kühlung 
ausreicht. Laut Datenblatt benötige ich einen Rth=3,5K/W.
Im Anhang hab ich schonmal das Datenblatt des SSC-25 und zwei Bilder des 
Schaltschranks.
Könnt ihr mir ein paar Tipps geben, wie ich am einfachsten abschätzen 
kann, ob die Kühlung reicht?

Danke schonmal,
max_der_bastler

von Ulrich (Gast)


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So einfach ist ein Sanftanlauf für so einen Kondensatormotor nicht 
möglich. Das verlinkte Modul macht es vermutlich nur noch schlimmer, 
weil der Motor mit dem Reduzierten Strom ggf. gar nicht anläuft.

Ein realistische Möglichkeit wäre den Kompressor anfangs leer laufen zu 
lassen. Dazu bräuchte man dann ein Magnetventil, das erst nach ein paar 
Sekunden schließt. Es gibt die Lösung zum Teil auch passiv, mit einem 
Ventil, das vom Luftstrom schließt wenn der Kompressor genug Leistung 
bringt weil der Motor genügend Drehzahl erreicht hat.

Für einen 2,2 kW Motor an 230 V braucht man ggf. schon eine passende 
Träge Sicherung.

von Max C. (max_der_bastler)


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Danek für deine Antwort!

Laut Beschreibung sollte das Modul für diesen Motortyp geeinget sein, 
deshalb hatte ich es ausgewählt. Oder schreibt da nur wieder jemand 
etwas, um es besser zu verkaufen?

Der Kompressor ist vierstufig, dadurch ist ein "offenes Anlaufen" leider 
ausgeschlossen.

Eine entsprechende Sicherung vorzuschalten (Typ C) ist auch nicht immer 
möglich, da der Kompressor mobil benutzt werden soll (Urlaub und Co.)

von Ulrich (Gast)


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Die Beschreibung ist da nicht so eindeutig für welche Motoren die 
Schaltung geeignet ist.

Allerdings ist es bei den Kondensatormotoren mit einer einfachen kleinen 
Schaltung praktisch unmöglich für einen sanfteren Anlauf zu sorgen. Bei 
Kompressoren steht schon öfter der Hinweis, dass man sie nicht an einer 
längeren Verlängerungsleitung betreiben soll, weil mit reduzierter 
Spannung der Anlauf nicht mehr garantiert ist. Für einen wirklichen 
Sanftanlauf müsste es schon ein Frequenzumrichter sein, und dann besser 
ein 2 oder 3 Phasen Motor.

Auch bei einem mehrstufigen Kompressor geht eine Anlaufentlastung. Bei 
2,2 KW Leistung sollte es doch mit Kühlung zwischen den Stufen sein, so 
dass auch die Zwischenstufen im Prinzip zugänglich sind. Wo genau man da 
die Ventile Montieren darf und sollte müsste man noch klären - ggf. 
braucht man mehr als eines. Von 2 stufigen Kompressoren kenne ich es 
einfach mit Entlastung hinter der 2. Stufe. Das gibt dann auch gleich 
eine Entlüftung des Systems, als Entlastung für die 1. Umdrehung.

von Max C. (max_der_bastler)


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Klar, ein Frequenzumrichter ist natürlich besser geeignet. Aber gibt es 
Frequenzumrichter mit einphasigem Eingang und dreiphasigem Ausgang?

Ein mechanisches Verändern des Kompressors durch das Einsetzen von 
Ventilen will ich nicht machen, da ich dann die Garantie verliere. Zudem 
werden die zwei vorhandenen Entwässerungsschrauben beim Anlauf auch 
geöffnet.

Und was genau ist ein 2-Phasen-Motor?

von Harald W. (wilhelms)


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Max C. schrieb:

> Und was genau ist ein 2-Phasen-Motor?

Dein Kondensatormotor. Er hat eine direkt angeschlossene
Hauptphase(nwicklung) und eine über den Kondensator ange-
schlossene Hilfspase(nwicklung).
Gruss
Harald

von Michael S. (Gast)


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Es gibt solche Frequenzumrichter.Weiterhin gibt es überschwehre 
Lüfterräder,die durch ihre Masse einen einen Sanftanlauf bewirken.

von Ben _. (burning_silicon)


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Bei mehrstufigen Kompressoren ist ein Sanftanlauf nicht sinnvoll. Bis 
sich da ein Druck in den einzelnen Stufen aufbaut, sollte das Ding 
bereits nahe der Nenndrehzahl sein, sonst macht man es dem Motor unnötig 
schwer. Mit ein wenig Pech kann der beim Hochlaufen mit dieser 
zusätzlichen Last auch kleben bleiben und erreicht dann nicht die 
Nenndrehzahl.

Schwere Lüfterräder machen den Lauf solcher Kompressoren nur 
gleichmäßiger, mit einem Sanftanlauf hat das nicht viel zu tun.

Eine Idee wäre, Überbrückungsventile für jede einzelne Stufe einzubauen. 
Dann kann man das Ding langsam hochlaufen lassen und erst dann durch 
Sperren der Überbrückungsventile belasten.

Was ich auch schon gesehen habe ist, den Kompressor durch eine 
Drosselklappe gegen einen Unterdruck laufen zu lassen (wie beim 
Automotor). Dafür sollte er aber geeignet sein, sonst zutscht er sich 
evtl. noch das Öl rein oder sowas, und 4stufige Verdichter erzeugen ein 
recht kräftiges Vakuum. Hab ich bislang nur bei Schraubenverdichtern 
gesehen (sind zB. bei Baustellenkompressoren verbaut).

von Udo S. (urschmitt)


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Da das Teil für Atemluft benutzt wird wohl und bis 150 (180?) Bar 
erzeugen soll würde würde ich die Finger von einem mechanischen Umbau 
lassen, sonst verliert man die Zulassung. Wenn dann was passiert stellt 
sich jede Haftpflicht quer.
Warum glaubst du eigentlich einen Sanftanlauf zu brauchen?

von Peter D. (peda)


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Asynchronmotoren können nur mit einem Frequenzumrichter gesteuert 
werden.

Nur Allstrommotoren lassen sich per Phasenanschnitt steuern 
(Staubsauger, Handbohrmaschine).

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Max C. schrieb:
> Klar, ein Frequenzumrichter ist natürlich besser geeignet. Aber gibt es
> Frequenzumrichter mit einphasigem Eingang und dreiphasigem Ausgang?

Ja, die gibt es. Bei 2,2kW bist Du da aber hart an der Grenze mit 
1P/230V/16A.

Z.B. Lenze EVF 8204-E

Mit etwas Glück und Geduld erwischt man so einen günstig bei ebay.

von Max C. (max_der_bastler)


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Harald Wilhelms schrieb:
>> Und was genau ist ein 2-Phasen-Motor?
>
> Dein Kondensatormotor. Er hat eine direkt angeschlossene
> Hauptphase(nwicklung) und eine über den Kondensator ange-
> schlossene Hilfspase(nwicklung).

Ah, ok. Bisher kannte ich nur die Klassifizierung anhand der Anzahl der 
speisenden Phasen, also im Wechselstromnetz 1 Phase (außer natürlich im 
230V IT-Netz, was allerdings ein Sonderfall ist ;)

Udo Schmitt schrieb:
> Da das Teil für Atemluft benutzt wird wohl und bis 150 (180?) Bar
> erzeugen soll würde würde ich die Finger von einem mechanischen Umbau
> lassen, sonst verliert man die Zulassung. Wenn dann was passiert stellt
> sich jede Haftpflicht quer.

Genau, es sind sogar 250Bar Enddruck. Eine mechanische Veränderung kommt 
nicht in Frage.

Udo Schmitt schrieb:
> Warum glaubst du eigentlich einen Sanftanlauf zu brauchen?

Um den Anlaufstrom zu begrenzen. Der Kompressor hat keinen festen 
Standort, wechselt also schonmal die Steckdose. Jetzt können wir aber 
nicht jede Steckdoe umklemmen und extra Automaten einbauen. Außerdem 
soll auch gelegentlich ein Aggregat als Speisung dienen, welches den 
Anlauf auch nciht verkraften würde.

Peter Dannegger schrieb:
> Asynchronmotoren können nur mit einem Frequenzumrichter gesteuert
> werden.

Selbstverständlich kann man Asynchronmotoren auch über einen 
Phasenanschnitt hochfahren lassen. Das ist alles möglich.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Max C. schrieb:
> Selbstverständlich kann man Asynchronmotoren auch über einen
> Phasenanschnitt hochfahren lassen. Das ist alles möglich.

Dann hat er aber kaum Drehmoment! Und gerade ein Kompressor braucht beim 
Anlaufen ein hohes Drehmoment.

Gruß Dietrich

von Harald W. (wilhelms)


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Max C. schrieb:

>> Warum glaubst du eigentlich einen Sanftanlauf zu brauchen?

> Um den Anlaufstrom zu begrenzen. Der Kompressor hat keinen festen
> Standort, wechselt also schonmal die Steckdose.

Was für Automaten fliegen denn dann raus? Mit kleineren Automaten
als 16A wirst Du Dein Gerät wohl kaum betreiben können. Grund-
sätzlich sind Kompressoren eine schwierige Last, das sie schon
beim Anlauf ein hohes Drehmoment brauchen.

> Außerdem
> soll auch gelegentlich ein Aggregat als Speisung dienen, welches den
> Anlauf auch nciht verkraften würde.

Das Thema kommt auch hier im Forum regelmäßig im Zusammenhang mit
Kühlschränken. Ein Stromaggregat muß grundsätzlich mehrfach über-
dimensioniert werden, damit ein Motor mit Kompressor den nötigen
Strom zum Anlauf bekommt. Ein Sanftanlauf funktioniert da einfach
nicht, egal mit welchem Gerät er realisiert wird.

> Selbstverständlich kann man Asynchronmotoren auch über einen
> Phasenanschnitt hochfahren lassen. Das ist alles möglich.

Solche Kondensatormotore machen die Sache nochmal komplizierter,
da man sie normalerweise nicht über Phasenanschnitt steuern kann.
Gruss
Harald

von Udo S. (urschmitt)


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Max C. schrieb:
> Selbstverständlich kann man Asynchronmotoren auch über einen
> Phasenanschnitt hochfahren lassen. Das ist alles möglich.

Na ja, wenn du das besser weisst als wir hier, dann mach halt.

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Max C. schrieb:
> Harald Wilhelms schrieb:
>>> Und was genau ist ein 2-Phasen-Motor?
>>
>> Dein Kondensatormotor. Er hat eine direkt angeschlossene
>> Hauptphase(nwicklung) und eine über den Kondensator ange-
>> schlossene Hilfspase(nwicklung).
>
> Ah, ok. Bisher kannte ich nur die Klassifizierung anhand der Anzahl der
> speisenden Phasen, also im Wechselstromnetz 1 Phase (außer natürlich im
> 230V IT-Netz, was allerdings ein Sonderfall ist ;)

Da Dir die Motortypen offenbar nicht klar sind:
Ist es auch wirklich ein Kondensatormotor oder nur ein verhunzter 
Asynchrondrehstrommotor in Steinmetzschaltung?
Fotos vom Motorklemmenkasten?

> Peter Dannegger schrieb:
>> Asynchronmotoren können nur mit einem Frequenzumrichter gesteuert
>> werden.
>
> Selbstverständlich kann man Asynchronmotoren auch über einen
> Phasenanschnitt hochfahren lassen. Das ist alles möglich.

Nein, ist es nicht.

Wenn man rummurkst, kriegt man den so irgendwie ans Rennen - sicherlich, 
aber ohne große Last.

Mit einem sauberen Hochlaufen hat das aber nichts zu tun - mal davon 
abgesehen, dass bei 2,2kW Phasenanschnitt bei keinem mir bekannten 
Versorger mehr erlaubt ist.

Davon abgesehen hast Du beim Phasenanschnitt beim Einschalten auch 
extrem wenig Leistung - es ist die Frage, ob der Motor so überhaupt 
anläuft.

Peter hat Recht: die einzige vernünftige und bezahlbare Lösung ist ein 
Frequenzumrichter. Die oben erwähnten Lenze habe ich eben bei ebay schon 
für 150 Euro gesehen. Dann kannst Du den Motor in einer programmierten 
Rampe ganz sauber hochfahren lassen.

von Harald W. (wilhelms)


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Chris D. schrieb:

> Ist es auch wirklich ein Kondensatormotor oder nur ein verhunzter
> Asynchrondrehstrommotor in Steinmetzschaltung?

Ich denke, das macht keinen grossen Unterschied. Die lassen sich
beide nicht gut per Phasenanschnitt steuern. :-)
Gruss
Harald

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Schon klar - ich bin mir nur nicht sicher, ob die Umrichter das so mögen 
:-)

von MaWin (Gast)


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> mal davon abgesehen, dass bei 2,2kW Phasenanschnitt bei keinem
> mir bekannten Versorger mehr erlaubt ist.

Alle Staubsauger machen das so.

von Max C. (max_der_bastler)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Was für Automaten fliegen denn dann raus?

Da der Kompressor keinen festen Standort hat, muss ich immer mit einem 
B16 Automaten rechnen. Mit einer Kabeltrommel als zusätzlichen 
Widerstand klappt auch alles, alledings nicht ohne die Kabeltrommel.

Harald Wilhelms schrieb:
> Ein Stromaggregat muß grundsätzlich mehrfach über-
> dimensioniert werden, damit ein Motor mit Kompressor den nötigen
> Strom zum Anlauf bekommt.

Ein Aggregat, was in Frage kommen würde, hat 3kW Dauerleistung bei max. 
16A

Udo Schmitt schrieb:
> Na ja, wenn du das besser weisst als wir hier, dann mach halt.

http://de.wikipedia.org/wiki/Sanftanlauf
Zitat: "Für große Asynchronmotoren gibt es elektronische 
Sanftanlaufgeräte. Ein solches Sanftanlaufgerät reduziert beim 
Einschalten mittels Phasenanschnitt die Spannung und erhöht diese 
langsam bis zur vollen Netzspannung."
Ich habe schon solche Anlasser bis weit über 50kW verbaut. Dazu sage ich 
jetzt allerdings direkt, dass ich diese Aussage speziell nur auf 
Asynchronmotoren beziehe, nicht auf Sonderformen wie den 
Kondensatormotor.

Chris D. schrieb:
> Ist es auch wirklich ein Kondensatormotor oder nur ein verhunzter
> Asynchrondrehstrommotor in Steinmetzschaltung?

Es ist ganz sicher ein Kondensatormotor und keine Steinmetzschaltung.

Chris D. schrieb:
> Die oben erwähnten Lenze habe ich eben bei ebay schon
> für 150 Euro gesehen

Dann muss ich nochmal suchen ;)

von Harald W. (wilhelms)


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Max C. schrieb:

> Ein Aggregat, was in Frage kommen würde, hat 3kW Dauerleistung bei max.
> 16A

Da brauchst Du m.E. mindestens die doppelte Leistung.
Gruss
Harald

von Ben _. (burning_silicon)


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Keine Chance... Aber bei dem Nick war klar, daß da Murks rauskommt. 
Wahrscheinlich würde er auch einen Trabi-Motor in einen Diesel-ICE 
einbauen und verlangen, daß er trotzdem 200km/h fährt.

Phasenanschnitt beim Kondensatormotor ist wegen dem Kondensator alles 
andere als schön. Mit ein wenig Pech wird der Triac die Sache schnell 
krumm nehmen und seinen Deckel aufklappen.

Und obwohl der TE ja angeblich schon Sanftanlauf-Schaltungen für "über 
50kW" verbaut hat und sich eigentlich damit auskennen müßte, weiß er 
nicht, daß diese "Starter" oft nicht wegen der Netzrückwirkung verbaut 
werden, sondern eher um bei derart starken Motoren den Antriebsstrang 
nicht zu überlasten wenn der Motor voll da reinhackt.

Ein Aggregat mit 3kW Dauerlast mit einem 2,2kW Kompressor, der 16A 
Automaten rausbläst wird gewaltig ins Husten kommen... :D
Ein Kumpel hat ein 7kW Aggregat, und das hatte mit einer 4kW Hebebühne 
seine liebe Not!

Außerdem gibts solche Atemluftkompressoren auch mit Benzinmotor. Wäre 
vielleicht die bessere Wahl gewesen wenn das Ding mobil betrieben wird.

Darfst Du solche Flaschen überhaupt selbst füllen? Ich habe so eine 
Anlage mal gesehen nachdem die Verschraubung des Ventils sich während 
des Füllens gelöst hat. Die Flasche war wohl ganz gut im Kompressorraum 
unterwegs und das Ventil haben sie im dritten Stock oder so 
wiedergefunden...

von Max C. (max_der_bastler)


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Ben _ schrieb:
> Und obwohl der TE ja angeblich schon Sanftanlauf-Schaltungen für "über
> 50kW" verbaut hat und sich eigentlich damit auskennen müßte, weiß er
> nicht, daß diese "Starter" oft nicht wegen der Netzrückwirkung verbaut
> werden, sondern eher um bei derart starken Motoren den Antriebsstrang
> nicht zu überlasten wenn der Motor voll da reinhackt.

Wie gesagt, ich habe bisher immer nur mit Drehstrommotoren gearbeitet. 
Ansonsten würde ich hier gar nicht fragen. Und um die Netzrückwirkungen 
geht es mir auch nicht, das hat hier jemand anderes erwähnt. Ich möchte 
so ein Ding, weil, wie du genau richtig sagst:
"um bei derart starken Motoren den Antriebsstrang nicht zu überlasten 
wenn der Motor voll da reinhackt"

Ben _ schrieb:
> Ein Kumpel hat ein 7kW Aggregat, und das hatte mit einer 4kW Hebebühne
> seine liebe Not!

Gab's die Probleme beim Anlauf oder im Betrieb? Hat das Aggregat den 
Nennstrom des Motors geschafft oder nur die Wirkleistung?

Ben _ schrieb:
> Außerdem gibts solche Atemluftkompressoren auch mit Benzinmotor

Die kann man aber nicht mehr in Garagen, Kellerräumen,... betreiben. 
Mobil heißt nicht zwangsläufig, dass es immer "in der freien Natur" 
stattfindet. der Fall kommt bei mir vor, ist aber kein Dauerzustand.

Ben _ schrieb:
> Darfst Du solche Flaschen überhaupt selbst füllen? Ich habe so eine
> Anlage mal gesehen nachdem die Verschraubung des Ventils sich während
> des Füllens gelöst hat.

Ja, darf ich. Außerdem müssen die Flaschen immer getüvt sein und vor 
jedem Füllen kontrolliert werden. Du hast bestimmt noch Flaschen mit 
konischem Ventil gesehen. Da passierte das schonmal, wenn man nicht 
aufpasste.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Max C. schrieb:
> Ich habe schon solche Anlasser bis weit über 50kW verbaut.

Und was war da als mechanische Last am Motor dran? Ohne Last ist das ja 
auch kein Problem bzw. sinnvoll. Da muss der Motor nur die Reibung 
überwinden und der Rest des Drehmoments geht in die Beschleunigung der 
Massen. Aber ein Kompressor....

Aber Du kannst es ja mit dem SSC-25 probieren. Für einen kurzen Testlauf 
ist die Kühlung (das war ja die eigentliche Frage) nicht so kritisch. 
Und dann kannst Du das Teil ja bei eBay wieder verkaufen ;-))

Gruß Dietrich

von Max C. (max_der_bastler)


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Das war eine Pumpe für Heißkleber. Der Kleber wurde zwar geheizt, war 
aber immer noch eine sehr zähe Masse. Der Anlauf klappte trotzdem 
problemlos.

Dietrich L. schrieb:
> Aber Du kannst es ja mit dem SSC-25 probieren. Für einen kurzen Testlauf
> ist die Kühlung (das war ja die eigentliche Frage) nicht so kritisch.
> Und dann kannst Du das Teil ja bei eBay wieder verkaufen ;-))

Inzwischen habe ich ein Modul von ABB aufgetrieben, welches aber im 
Endeffekt das gleiche bewirkt. Vorteil ist, dass keine Kühlung mehr 
benötigt wird.
Ich werd es einfach ausprobieren und zur Not es bei ebay wieder 
verkloppen.

von Ben _. (burning_silicon)


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Die Spindeln von Hebebühnen können nur unter Last anlaufen, das Aggregat 
hat den Start des Motors gerade so unter ziemlichem Protest und 
Rumgetänzel geschafft.

Bei 2,2kW wird kein Motor einen Atemluftkompressor zerfetzen...

Für einen Sanftanlauf eignen sich Geräte, wo große Masseträgheiten in 
Bewegung gesetzt werden müssen ohne im Normalbetrieb besonders hohe 
Leistungen zu brauchen. Beispielsweise besonders große Ventilatoren, da 
wird der Motor nur beim Anlauf richtig gefordert.

Wo es sich überhaupt nicht lohnt sind Pumpen und Kompressoren. Pumpen 
benötigen die meiste Leistung im Normalbetrieb und die Laufräder sind 
nicht besonders schwer (nur so schwer wie sie sein müssen um die 
mechanische Belastung auszuhalten). Kompressoren haben auch keine 
besonders schweren Teile und sollten auf Nenndrehzahl sein bevor 
nennenswerter Druck aufgebaut wird, weil dieser den Anlauf behindern 
würde. Dieses Problem haben zB. Kälteverdichter. Ein 
Kühlschrank-Kapselverdichter kann nicht gegen den Betriebsdruck anlaufen 
weil sein Motor nicht stark genug dafür ist. Nach dem Abschalten muß 
einen Moment gewartet werden bis sich der Druck wieder etwas 
ausgeglichen hat, erst danach kann der Verdichter wieder anlaufen.

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