Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Drehstrommotor Regelung notwendig?


von hänk (Gast)


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Hallo Miteinander
Ich habe grad ein kleines Verständnisproblem.
Die Drehzahl eines Drehstrom Asynchronmotors wird ja neben seiner 
Polpaarzahl durch die Frequenz bestimmt. Soweit klar.
Wenn ich nun die Drehzahl variabel einstellen möchte brauche ich einen 
Frequenzumrichter. Auch klar.
Jetzt der unklare Teil:
Ich habe einige Beispiele von Ansteuerungen gefunden, bei denen die 
aktuelle Position des Läufers erfasst wird (z.B Hallsensor oder über 
Umweg mit Strommessung). Damit wird dann die Umschaltung der Einzelnen 
Phasen geregelt?!?

Jetzt stellt sich mir nach meiner Recherche auch folgende Frage:
Theoretisch müsste es doch auch möglich sein, einfach die Frequenz 
vorzugeben und der Motor folgt dem Erregerfeld ganz ohne die Regelung?!? 
Natürlich mit der Einschränkung dass die Drehzahl bei wechselnder Last 
nicht konstant gehalten wird.

Danke schon mal für Hilfestellungen

Gruß Hänk

von Viktor N. (Gast)


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>Theoretisch müsste es doch auch möglich sein, einfach die Frequenz
vorzugeben und der Motor folgt dem Erregerfeld ganz ohne die Regelung?!?

Kann man machen. Indem man quasi den Polradwinkel vorgibt.

von MaWin (Gast)


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> Ich habe einige Beispiele von Ansteuerungen gefunden, bei denen die
> aktuelle Position des Läufers erfasst wird (z.B Hallsensor oder über
> Umweg mit Strommessung). Damit wird dann die Umschaltung der Einzelnen
> Phasen geregelt?!?


Da hast du keinen Drehstrom-Asynchronmotor geshen (mit 
Kurzschlusswicklung im Rotor) sondern brushless DC (BLDC) mit 
Permanetmagnet im Rotor.

Die beiden muss man schon unterschiedlich ansteuern, der BLDC mag keinen 
Schlupf, den Schlupf, aus dem der Asynchonmotor erst seine Kraft 
gewinnt.

von hänk (Gast)


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Danke für die wirklich sehr schnellen Antworten :D
Hmm kann sein dass ich da was falsch verstanden habe...
Das bedeutet die Drehzahl des Drehstrom-Asynchronmotors wird nicht 
geregelt?

Gruß

von Udo S. (urschmitt)


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Man kann natürlich auch bei einem Asynchronmotor die Drehzahl regeln, 
indem man ihn mit einem Wechselrichter ansteuert und dann über einen 
Sensor die Istdrehzahl erfasst.
Den Sensor braucht der Asynchronmotor nur wenn man ihn wirklich 
Drehzahl-REGELN will. Also einen übergeordneten Regelkreis hat.
Ansonsten hat der ASM einen vom Drehmoment abhängigen Schlupf.

hänk schrieb:
> (z.B Hallsensor oder über Umweg mit Strommessung)
Wie man über die Strommessung bei einem Kurzschlussläufer die Drehzahl 
ermitteln will weiss ich nicht, da würde ich eher auf einen BLDC tippen, 
aber ich weiss auch nicht alles :-)

von Michael (Gast)


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Haben wir hier denn alle dieselbe Definition von Regelung? Nach 
Unbehauen gilt:

Eine Regelung stellt einen geschlossenen Wirkungskreislauf dar, wodurch 
Stoereinfluessen aufgrund der Rueckfuehrung des IST-Wertes 
entgegengewirkt werden kann.

Eine Steuerung stellt einen offenen Wirkungskreislauf dar, wodurch 
Stoereinflussen aufgrund der fehlenden Rueckfuehrung des IST-Wertes 
nicht entgegengewirkt werden kann.

Soll heissen, dass du bei ner Regelung die IST-groesse misst und mit 
einer Referenz vergleichst. Gibt es eine Abweichung, wird der Regler 
aktiv und versucht diese Differenz zu minimieren.

Bei ner Steuerung hingegen wird die IST-groesse nicht mit einem Sollwert 
verglichen. Im Prinzip gibt man einfach eine Drehzahl fuer den Motor 
vor, weiss aber nie, ob auch diese Drehzahl wirklich eingehalten wird.

von hänk (Gast)


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Ja genau da liegt ja meine Unsicherheit!
Also ich schließe jetzt aus den Antworten, dass ich nicht Unbedingt die 
Drehzahlregelung brauche wenn meine theoretische Anwendung damit 
auskommt dass die Drehzahl abhängig von der Last variieren kann.

Klar wenn ich diese Stabil haben möchte komme ich logischerweise nicht 
drum herum.

Ist das so richtig?

von hänk (Gast)


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Ja danke ich kenne den Unterschied zwischen Regeln und Steuern ;)

Wovon ich allerdings keine Ahnung habe sind Elektrische Antriebe.... :(

Gruß hänk

von MaWin (Gast)


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> Also ich schließe jetzt aus den Antworten, dass ich nicht Unbedingt die
> Drehzahlregelung brauche wenn meine theoretische Anwendung damit
> auskommt dass die Drehzahl abhängig von der Last variieren kann.

Häh ?

Oben wolltest du einen BLDC-Motor ohne hallsensorgesteuerten 
Frequenzumrichter in Betrieb nehmen. Das klappt natürlich nicht, ein 
BLDC läuft nicht ohne Phasenregelelektronik.

Wenn du einen Asynchronmotor nur drehen lassen willst, kannst du ihn an 
einen Drehstrom anschliessen. Er dreht dann nicht exakt mit 50 Hz 
(2800upm), sondern je nach Last etwas langsamer.

Willst du diese Drehzahl verändern können, womöglich regeln, brauchst du 
einen FU.

von hänk (Gast)


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Ok also um Unklarheiten zu beseitigen:
Ich will einen Drehstrom Asynchronmotor mit Hilfe eines FU auch mit 
niedrigen/höheren Drehzahlen drehen lassen als dies Ohne FU nur mit 50Hz 
Netz möglich wäre. Keinen BLDC!

Deshalb brauche ich nach den bisherigen Antworten keine 
Drehzahlregelung. Es sei denn ich brauche eine konstante Drehzahl 
unabhänig von der Last. Dann sollte ich über geeignete Maßnahmen 
nachdenken die mir die Istdrehzahl veraten. (Hallsensor, etc. )

von Steel (Gast)


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MaWin schrieb:
> Er dreht dann nicht exakt mit 50 Hz
> (2800upm)

Exakt 50Hz sind 3000upm (50*60)

von hänk (Gast)


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firlefanz...

von Steel (Gast)


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@hänk

Ja, richtig. Die relativ exakte Drehzahl Lastunabhängig kann ein 
moderner FU aber auch ohne Drehzahlrückfürhung gewährleisten, die 
Ist-Drehzahl wird dabei aus den Phasenströmen "berechnet".

von Udo S. (urschmitt)


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Steel schrieb:
> Die relativ exakte Drehzahl Lastunabhängig kann ein
> moderner FU aber auch ohne Drehzahlrückfürhung gewährleisten, die
> Ist-Drehzahl wird dabei aus den Phasenströmen "berechnet".

Das kann er aber nur, wenn dem FU die Werte für den Schlupf abhängig von 
dem Strom vorliegen.
Das Verhältnis Schlupf zu Last zu Strom ist aber soweit ich mich 
erinnere relativ linear, insofern reichen der FU-regelung 1 oder 2 
Punkte und er interpoliert den Rest dann.

Oder gibt es Methoden über die Stromform direkt auf die Istdrehzahl zu 
schließen? Lerne gerne noch was dazu :-)

von hänk (Gast)


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aha
also lag ich mit meinem Anfangsbeitrag doch nicht so falsch dass auch 
die Ströme der Phasen zu einer Regelung der Drehzahl herangezogen werden 
können...
Danke für diesen Hinweis!

Was für eine minimale Drehzahl könnte ich denn Erreichen, bzw. was sind 
die limitierenden Faktoren für die untere Drehzahlgrenze?

Gruß hänk

von Udo S. (urschmitt)


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hänk schrieb:
> Was für eine minimale Drehzahl könnte ich denn Erreichen, bzw. was sind
> die limitierenden Faktoren für die untere Drehzahlgrenze?

Eine ASM ist quasi ein Transformator. Die Primärwicklung ist die 
Statorwicklung, die (kurzgeschlossene) Sekundärwicklung der 
Kurzschlussläufer, der durch die Eigendrehung allerdings ein sich 
langsamer drehendes Feld 'sieht'
Wenn du mit der Frequenz runtergehst musst du darauf achten, daß dein 
Kernmaterial nicht sättigt, also muss die Spannung runter damit der max. 
Strom nicht überschritten wird. Dadurch sinkt auch die erzeugbare 
Leistung.

von Viktor N. (Gast)


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Mit sinkender Frequenz kann man vom Stator her im Rotor immer weniger 
Feld induzieren. Dh das Drehmoment sackt unterhalb einer gewissen 
Drehzahl durch.

von hänk (Gast)


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aha vielen Dank an alle!!
Ich denke die Unklarheiten sind soweit beseitigt :)

Gruß Hänk

von Ansgar K. (malefiz)


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es kann auch eine fremdkühlung für den Motor nötig werden

von hänk (Gast)


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tja das kommt ja ganz auf den Motor und seine Aufgabe an.

von Matthias L. (Gast)


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>Wenn du mit der Frequenz runtergehst musst du darauf achten, daß dein
>Kernmaterial nicht sättigt, also muss die Spannung runter damit der max.
>Strom nicht überschritten wird. Dadurch sinkt auch die erzeugbare
>Leistung.


Das nennt man U/f-Betrieb. (U/f=konst)

von Freq (Gast)


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Wahnsinn, erst nach 20 Beiträgen fällt der Begriff U/f.

hänk schrieb:
> Ich habe einige Beispiele von Ansteuerungen gefunden, bei denen die
> aktuelle Position des Läufers erfasst wird (z.B Hallsensor oder über
> Umweg mit Strommessung). Damit wird dann die Umschaltung der Einzelnen
> Phasen geregelt?!?

Das nennt man Vektorregelung und ist mit Drehstrommotoren (synchron und 
asynchron) möglich. Trotzdem musst du das nicht so machen. 
Vektorregelung ist eben "exakter", ermöglicht höhere Dynamik und ist 
besonders nahe Drehzahl 0 der U/f Steuerung haushoch überlegen. Aber 
funktionieren tut die Steuerung auch.

Vektorregelung ist normalerweise mit Encoder, aber es gibt auch 
Verfahren ohne, die arbeiten dann mit einem "simulierten" Motormodell, 
die Position wird nur geschätzt. Funktioniert aber trotzdem erstaunlich 
gut. Gute Frequenzumrichter können alle Verfahren, du kannst es dir dann 
raussuchen.

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