Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Erhöhung der Leistung in der e-Maschine


von Daniel (Gast)


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hallo zusammen,

die Leistung ist gleich Spannung mal Strom, P=U*I, und das gilt auch bei 
der e-Maschine (elektrische Leistung). um die Leistung zu erhöhen kann 
man entweder Spannung oder Strom oder beide erhöhen. Zur Vereinfachung 
wir wollen die Leistung duplizieren und nur ein Variable ändern, sprich 
entweder die Spannung oder der Strom duplizieren. meine Frage ist welche 
Vorteile bzw. Nachteile sind bei Erhöhung (in diesem Beispiel 
duplizieren) der Spannung und des Stromes.

Beispiel:

U=200V, I=10A --> P=2000W (andere Faktoren sind nicht berücksihtigt)

Ziel: P=4000W
1. Möglichkeit: U=400V und I bleibt konstant
2. Möglichkeit: U bleibt konstant und I=20A

mir ist nicht bekannt die Vor- und Nachteile der jeweiligen 
Möglichkeiten, wann würde Variante 1 und wann würde Variante 2 
eingesetzt.

Ich hoffe dass ihr die Frage klar ist.

Ich bitte um eure Unterstützung/Hilfe und vielen Dank im Voraus an euch 
alle.
beste Grüße
Daniel

von Klaus W. (mfgkw)


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Wie willst du bei einer E-Maschine (welche eigentlich?) den Strom ändern 
und die Spannung konstant lassen?
Oder umgekehrt?

3. Möglichkeit: einen passenden Motor nehmen

von Rainer1975 (Gast)


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Hej Daniel,
schau Dir mal das Modell / Ersatzschaltbild eines Motors an.
Oder nimm mein Modell:

Das Fahrrad Deiner Oma ohne Gangschaltung. Du fährst gemütlich von A 
nach B auf dem Radweg. Jetzt willst Du die Leistung verdoppeln.

1. Du trittst doppelt so schnell und lässt die Kraft aber konstant.
2. Du trittst gleich schnell, verdoppelst aber die Tretkraft.

Probier es mal.

Was ich sagen will. Beide Werte, auch Strom und Spannung hängen über die 
mechanische Leistung und den Arbeitspunkt direkt voneinander ab. Man 
kann sie nicht unabhängig einstellen. Man kann auf das eine regelt und 
das andere stellt sich darauf hin von selbs ein.

von Daniel (Gast)


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hallo Klaus,

Danke für die Antwort. Ehrlich gesagt ich weiß es nicht ob es überhaupt 
möglich ist. ich bin nur von der Gleichung ausgegangen dass man entweder 
Spannung oder Strom erhohen soll.

Danke und Gruß
Daniel

von Daniel (Gast)


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hallo Rainer,

Danke düe die Antwort und für das schöne Beispiel. Soll ich verstehen 
dass der Strom durch Spannung einstellbar und somit für jeden 
Spannungswert fließt nur ein bestimmter Strom??

Danke und Gruß
Daniel

von Noch einer (Gast)


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>für jeden Spannungswert fließt nur ein bestimmter Strom?

Ja genau das ist DIE zentrale Gleichung in der Elektrotechnik R=U/I bzw. 
I=U/R. Solange der Widerstand gleich bleibt, wächst der Strom mit der 
Spannung.

Willst du mehr Leistung, kannst du entweder die Spannung erhöhen oder 
der Widerstand verringern. (Der Widerstand eines Motors ist eine recht 
komplexe Angelegenheit. Um einiges verwickelter als so ein einfacher 
Ohmscher Widerstand).

Ob du nun die Spannung erhöhst oder den Widerstand verringerst - kommt 
drauf an, was einfacher ist. Wenn du einen Hausanschluss mit 380 Volt 
Drehstrom hast, baust du halt deinen Motor für 380V. Die Bundesbahn 
dagegen macht ihre Spannung selbst, nimmt 15000V Volt.

von Antimedial (Gast)


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Daniel schrieb:
> Soll ich verstehen
> dass der Strom durch Spannung einstellbar und somit für jeden
> Spannungswert fließt nur ein bestimmter Strom??

Bei einem Motor - definitiv nein.

Die Spannung hängt von der Drehzahl ab - der Strom vom Drehmoment. Auch 
bei voller Drehzahl - also voller Spannung - fließt im Prinzip Strom, 
wenn kein Moment an der Maschine anliegt. Umgekehrt kann man auch bei 
quasi 0 Spannung vollen Strom haben, wenn man im Stillstand das volle 
Drehmoment abverlangt (hängende Last beim Kran z.B.). Den ohmschen 
Widerstand kann man in erster Näherung vernachlässigen.

Das heißt eine Erhöhung der Leistung geht über höheres Drehmoment oder 
höhere Drehzahl. Beides geht aber nicht beliebig, es gibt ein 
Kippmoment, dann verliert der Motor seine Kraft und es gibt 
normalerweise auch eine maximale Spannung. Man kann zwar 
Drehmomentmotoren mit höheren Drehzahlen über Feldschwächung betreiben, 
allerdings sinkt dabei das Kippmoment, so dass nur konstante Leistung 
zur Verfügung steht. Und außerdem hat jeder Motor auch eine thermische 
Grenze.

von Antimedial (Gast)


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Antimedial schrieb:
> fließt im Prinzip Strom

*kein Strom

von Magic S. (magic_smoke)


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Die 15kV der Bahn liegen aber nicht an den Fahrmotoren an, sondern nur 
am Haupttrafo. An den Motoren werden es je nach Bauart 500..1500V sein. 
Da ist selbst bei alten Loks noch ganz viel Stufenschaltung zwischen, 
sonst würde sich das Ding beim Anfahren einfach nur senkrecht in die 
Schienen fräsen.

Was ich aber nicht verstehe, wieso Leistung regeln? Bei den meisten 
Antrieben wird doch auf eine Drehzahl geregelt und probiert, diese mit 
der zur Verfügung stehenden Leistung zu halten.

von Daniel (Gast)


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Antimedial schrieb:
> Daniel schrieb:
>> Soll ich verstehen
>> dass der Strom durch Spannung einstellbar und somit für jeden
>> Spannungswert fließt nur ein bestimmter Strom??
>
> Bei einem Motor - definitiv nein.
>
> Die Spannung hängt von der Drehzahl ab - der Strom vom Drehmoment.

>
> Das heißt eine Erhöhung der Leistung geht über höheres Drehmoment oder
> höhere Drehzahl. Beides geht aber nicht beliebig, es gibt ein
> Kippmoment, dann verliert der Motor seine Kraft und es gibt
> normalerweise auch eine maximale Spannung. Man kann zwar
> Drehmomentmotoren mit höheren Drehzahlen über Feldschwächung betreiben,
> allerdings sinkt dabei das Kippmoment, so dass nur konstante Leistung
> zur Verfügung steht. Und außerdem hat jeder Motor auch eine thermische
> Grenze.

das gilt für Drehstrommotoren auch oder nur für Dc-Motoren?

von Klaus R. (klara)


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Daniel schrieb:
> wir wollen die Leistung duplizieren ....
>
> Beispiel:
>
> U=200V, I=10A --> P=2000W (andere Faktoren sind nicht berücksihtigt)
>
> Ziel: P=4000W
> 1. Möglichkeit: U=400V und I bleibt konstant
> 2. Möglichkeit: U bleibt konstant und I=20A
>
Was Du nicht berücksichtigst ist, beim Motor wie beim Trafo ist nicht 
nur der elektrische Kreis für die Leistung zuständig, sondern auch der 
magnetische Kreis. Bei einer Verdoppelung der elektrischen Leistung wird 
der magnetische Kreis garantiert in die Sättigung gehen und dann riecht 
es nach Ampere.
mfg klaus

von Achim H. (anymouse)


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Mal wieder BackToTopic:


Daniel schrieb:
> meine Frage ist welche
> Vorteile bzw. Nachteile sind bei Erhöhung (in diesem Beispiel
> duplizieren) der Spannung und des Stromes.

Mehrere Aspekte:

Erstens liegt bei Parallelschaltung von Verbrauchern an allen die 
gleiche Spannung an, aber durch sie fließt unterschiedlich viel Strom 
(solange die Quelle nicht überlastet wird). Wenn man die Verbraucher 
nicht vorher kannt, kann man die Spannung fest vorgeben (z.B. die 230V), 
und die Verbraucher bestimmen jeweils den notwenigen Strom.

Zweitens gibt es ungewollte aber bauartbedingte Widerstände (z.B. 
Leitungen, Kontakten, ...). Diese verursachen einen Spannungsabfall, der 
vom durchfließenden Strom abhängt. Dies wiederum verursacht einen 
Leistungsverlust, und verringert die beim Verbraucher ankommende 
Spannung. Bei hoher Spannung und niedrigem Strom sind beide Verluste 
klein.
Deshalb möchte man prinzipiell lieber hohe Spannungen und kleine Ströme.

Drittens gibt es technische Aspekte und Gefahren, welche durch hohe 
Spannungen verursacht werden: Man braucht stärkere Isolationen, etwa um 
Leckströme zu verringern, und höhere Spannungen sind gefährlicher als 
niedrige (bei gleicher Leistungsfähigkeit der Quelle). Daraus ergeben 
sich Grenzen für die Höhe der Spannung.

Viertens gibt es technische Geräte, welche aus physikalischen Gründen 
Spannung oder Strom vorgeben. Bei LEDs etwa kann man Strom und Spannung 
nicht frei wählen. Halbleiter sind meist auch nur für bestimmte 
Spannungen ausgelegt.

Fünftens können Spannungsumwandler nicht immer an der gewünschten Stelle 
platziert werden, um das optimales Spannung-Strom-Verhältnis zu 
erhalten. Gründe können sein: Platz, Kosten für Umwandler, Wartbarkeit, 
Sicherheit der Übertragungsstrecke ... . Daher kann es längere Strecken 
geben, wo ein ungünstigeres Spannung-Strom-Verhältnis verwendet wird, da 
die Umwandlung an der "falschen" Seite stattfindet.

von Achim H. (anymouse)


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Man sollte noch deutlich unterschieden zwischen:

Für welche Spannung bzw. Strom lege ich die Maschine oder elektrische 
Versorgung bei einer gegebenen Leistung aus?

und

Was passiert, wenn ich bei einem bestimmten fertigen Gerät die 
eingeprägte Spannung (bzw. Strom) verändere?

: Bearbeitet durch User
von Antimedial (Gast)


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Daniel schrieb:
> das gilt für Drehstrommotoren auch oder nur für Dc-Motoren?

Das gilt beides. Das physikalische Grundprinzip ist das gleiche.

von pentester (Gast)


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Achim Hensel schrieb:
> Was passiert, wenn ich bei einem bestimmten fertigen Gerät Spannung bzw.
> Strom erhöhe?

Es riecht verbrannt je nach dem wie sehr erhöht wird?

von Dietrich L. (dietrichl)


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Antimedial schrieb:
> Daniel schrieb:
>> das gilt für Drehstrommotoren auch oder nur für Dc-Motoren?
>
> Das gilt beides. Das physikalische Grundprinzip ist das gleiche.

Außer bei Drehstrom-Synchron oder -Asynchronmotoren. Da hängt die 
Drehzahl von der Frequenz und nicht von der Spannung ab.

Allgemein: es gibt viele verschiedene Motortypen und Schaltungen. Daher 
können sich ihre Eigenschaften bzgl. Strom/Spannung/Frequenz erheblich 
unterscheiden.

Gruß Dietrich

von Antimedial (Gast)


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Dietrich L. schrieb:
> Außer bei Drehstrom-Synchron oder -Asynchronmotoren. Da hängt die
> Drehzahl von der Frequenz und nicht von der Spannung ab.

Doch, die Drehzahl hängt auch dann immer noch von der Spannung ab. 
Asynchronmotoren sind da etwas toleranter, weil sich bei einer falschen 
Einstellung die Magnetisierung und der Schlupf verändert. Ein 
Synchronmotor mit falscher Spannung läuft nicht rund. Deshalb 
funktionieren die auch nur mit einer Regelung und/oder 
Positions-Feedback. Bei asnychronen reicht eine U/f-Steuerung, aber wie 
der Name schon sagt wird sowohl Spannung als auch Frequenz gestellt.

Dietrich L. schrieb:
> Allgemein: es gibt viele verschiedene Motortypen und Schaltungen. Daher
> können sich ihre Eigenschaften bzgl. Strom/Spannung/Frequenz erheblich
> unterscheiden.

Die grundlegenden physikalischen Prinzipien sind aber immer die Selben. 
Erst wenn man auf ein anderes Wirkprinzip wechselt (Reluktanzmotoren) 
kann es wieder anders aussehen.

von Oliver S. (oliverso)


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Antimedial schrieb:
> Das heißt eine Erhöhung der Leistung geht über höheres Drehmoment oder
> höhere Drehzahl.

Ach, und wie bekommt man das hin?

Oliver

von Dietrich L. (dietrichl)


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Antimedial schrieb:
> Doch, die Drehzahl hängt auch dann immer noch von der Spannung ab.

Du hast natürlich recht. Aber ich wollte es für Daniel nur grob 
beschreiben, ohne auf weitere Details einzugehen.
Ich hätte also schreiben sollen:
"Da hängt die Drehzahl in erster Linie von der Frequenz und nicht von 
der Spannung ab."

Antimedial schrieb:
> Die grundlegenden physikalischen Prinzipien sind aber immer die Selben.

Ja, irgendwie gilt natürlich immer die Physik. Aber die äußerlich 
sichtbaren Eigenschaften können doch sehr unterschiedlich sein. Versuch 
doch mal bei einen Reihenschlussmotor die Drehzahl gezielt über die 
Spannung einzustellen. Klar - ohne Spannung dreht er gar nicht ;-)

Gruß Dietrich

von Antimedial (Gast)


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Oliver S. schrieb:
> Ach, und wie bekommt man das hin?

Das habe ich doch oben beschrieben. Höhere Drehzahl = höhere Spannung 
(und natürlich auch Frequenz). Das Moment stellt sich von der Lastseite 
ein, das kann man elektrisch erst einmal nicht direkt beeinflussen. Man 
kann nur eine Momentenregelung (=Stromregelung) verwenden, aber dann 
wird sich die Drehzahl an die Last anpassen.

von Antimedial (Gast)


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Dietrich L. schrieb:
> "Da hängt die Drehzahl in erster Linie von der Frequenz und nicht von
> der Spannung ab."

Nein, das stimmt nicht. Die momentane Drehgeschwindigkeit und die 
Gegen-EMK stehen im direkten Zusammenhang, beides ist nicht voneinander 
zu trennen. Sie lässt sich nur durch Veränderung des Feldes weiter 
beeinflussen. Deshalb laufen Asynchronmaschinen auch bei nicht exakter 
Einstellung des Verhältnisses und außerdem macht man sich das im 
Feldschwächbetrieb zu Nutzen (schwächeres Feld = weniger Gegen-EMK).

Dietrich L. schrieb:
> Ja, irgendwie gilt natürlich immer die Physik. Aber die äußerlich
> sichtbaren Eigenschaften können doch sehr unterschiedlich sein. Versuch
> doch mal bei einen Reihenschlussmotor die Drehzahl gezielt über die
> Spannung einzustellen. Klar - ohne Spannung dreht er gar nicht ;-)

Bei der physikalischen Betrachtung muss man immer auch das Feld 
berücksichtigen, wie oben beschrieben.

von Paul B. (paul_baumann)


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Antimedial schrieb:
> Doch, die Drehzahl hängt auch dann immer noch von der Spannung ab.

...und ich dachte immer, daß das Wissen, was z.B. Elektromaschinenbauer
gelehrt bekamen, immer noch gilt:

In direkt am Netz betriebenen Motoren bestimmen die Netzfrequenz und die 
Polpaarzahl die Drehfelddrehzahl einer Drehfeldmaschine.

n=f/p

Aber offenbar gibt es Dank "Antimedial" nun neue Erkenntnisse.

MfG Paul

von Antimedial (Gast)


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Paul Baumann schrieb:
> ...und ich dachte immer, daß das Wissen, was z.B. Elektromaschinenbauer
> gelehrt bekamen, immer noch gilt:
>
> In direkt am Netz betriebenen Motoren bestimmen die Netzfrequenz und die
> Polpaarzahl die Drehfelddrehzahl einer Drehfeldmaschine.

Offensichtlich wird da eben zu wenig gelehrt. Die Maschine ist 
logischerweise exakt auf die entsprechende Netzspannung ausgelegt. Erst 
dann gilt dein Satz.

Nur deshalb funktioniert es ja überhaupt, dass man die Netzspannung über 
die Netzfrequenz regeln kann.

Paul Baumann schrieb:
> Aber offenbar gibt es Dank "Antimedial" nun neue Erkenntnisse.

Meine "neuen Erkenntnisse" sind Grundlagen aus jeder Vorlesung 
elektrischer Maschinen. Das weiß jeder Elektroingenieursstudent.

von Paul B. (paul_baumann)


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Antimedial schrieb:
> Offensichtlich wird da eben zu wenig gelehrt.

Tränen lach....

Antimedial schrieb:
> Meine "neuen Erkenntnisse" sind Grundlagen aus jeder Vorlesung
> elektrischer Maschinen.

Hör in den Vorlesungen besser genauer hin statt den Tag im Forum 
"Ausbildung und Beruf" mit dem Hochjubeln von Zeitarbeitsbuden zu 
verbringen.
SCNR
Paul

von Antimedial (Gast)


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Ähm ja, das sind jetzt fachlich sehr stichhaltige Argumente.

Also, ich gebe dir gerne einmal ein paar Hausaufgaben:

1. Nimm einen Synchronmotor mit einem falschen U/f-Verhältnis (höhere 
Spannung). Zu wirst feststellen, dass du quasi einen Schrittmotor gebaut 
hast. Natürlich bleibt deine durchschnittliche Drehzahl immer noch die 
gleiche, aber er läuft nicht mehr rund, weil der Motor zeitweise zu 
schnell dreht.

2. Schau dir an, wie man einen BLDC (was ja auch nur ein Synchronmotor 
ist) mit Blockkommutierung betreibt. Was passiert, wenn man die Spannung 
verändert? Richtig, er dreht schneller, damit erhöht sich auch 
automatisch die Drehzahl.

3. http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenzumrichter#U.2Ff-Betrieb Einfach 
mal durchlesen. Wieso verwendet man wohl eine U/f-Kennlinie und keine 
fixe Spannung?

4. Nimm einen Frequenzumrichter, betreibe den Motor mit den richtigen 
Daten, messe den Leerlaufstrom. Betreibe den Motor mit falschen Daten 
(z.B. Nennspannung verstellt), beobachte jetzt den Leerlaufstrom 
(=Magnetisierungsstrom). Der wird sich verändern. Du hast also das Feld 
des Motors verändert.

Schon eine Schande, wie schlecht es um die Ausbildung in Deutschland 
steht, wenn ein "Elektromaschinenbauer" nicht einmal die absoluten 
Basics weiß.

von Paul B. (paul_baumann)


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Antimedial schrieb:
> Ähm ja, das sind jetzt fachlich sehr stichhaltige Argumente.

Absolut.

Es ging konkret um den Drehstrom Asynchronmotor. Daß Du jetzt 
versuchst, mit dem Verweis auf völlig andere Motorentypen den Hals aus 
der eigenen Schlinge zu ziehen, ist offensichtlich.

Dietrich gab zu Bedenken:
>> Außer bei Drehstrom-Synchron oder -Asynchronmotoren. Da hängt die
>> Drehzahl von der Frequenz und nicht von der Spannung ab.

Darauf Du:
Antimedial schrieb:
> Doch, die Drehzahl hängt auch dann immer noch von der Spannung ab.

Antimedial schrieb:
> Schon eine Schande, wie schlecht es um die Ausbildung in Deutschland
> steht, wenn ein "Elektromaschinenbauer" nicht einmal die absoluten
> Basics weiß.

Reiß die Schnauze nicht gar so weit auf -es könnte böse nach hinten los 
gehen.

-Paul-

Ach so: Da Du ja so gern liest -hier ein lesenswerter Link:
https://de.wikipedia.org/wiki/Polpaarzahl

Das steht nicht nur bei Wikipedia so, sondern auch im handelsüblichen 
Lehrbuch.

: Bearbeitet durch User
von Antimedial (Gast)


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Paul Baumann schrieb:
> Es ging konkret um den Drehstrom Asynchronmotor. Daß Du jetzt
> versuchst, mit dem Verweis auf völlig andere Motorentypen den Hals aus
> der eigenen Schlinge zu ziehen, ist offensichtlich.

Auch dort ist das physikalische Wirkprinzip das Gleiche. Es gibt einen 
unmittelbaren Zusammenhang zwischen Feld, Drehfrequenz und Spannung. Der 
einzige Unterschied zu den von mir erwähnten Motortypen ist die Art, wie 
das Feld erzeugt wird. Das erlaubt, wie ich schon weiter oben 
geschrieben habe, eine höhere Toleranz gegen Veränderung des 
Spannungs/Frequenzverhältnisses.

Deshalb habe ich auch das Übungsbeispiel mit dem Frequenzumrichter 
gebracht. Dort kommt logischerweise ein Asynchronmotor zum Einsatz.

Paul Baumann schrieb:
> Reiß die Schnauze nicht gar so weit auf -es könnte böse nach hinten los
> gehen.

Dito.

Paul Baumann schrieb:
> Ach so: Da Du ja so gern liest -hier ein lesenswerter Link:
> https://de.wikipedia.org/wiki/Polpaarzahl

Du solltest deinen verlinkten Artikel erst einmal selbst lesen. Die 
Polpaarzahl bestimmt nur das Verhältnis von elektrischer Frequenz zu 
Drehzahl. Die Spannung spielt bei diesem Zusammenhang überhaupt keine 
Rolle. Das heißt aber nicht, dass es keinen Zusammenhang zwischen 
Spannung und elektrischer Drehfrequenz gibt.

Siehe hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromotorische_Kraft

von Paul B. (paul_baumann)


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Gut, Du hast es geschafft. Ich gebe mich Deiner "überwältigenden" 
Fachkompetenz und mehr noch Deiner Fähigkeit, Dich wie eine Schlange 
zu winden geschlagen.

Zum Abschluß noch ein Link auf einen Artikel, der in diesem Zusammenhang 
voll in das Schwarze trifft:

Beitrag "Re: Elkos's tauschen (Multilayer)"

Ab dafür
-Paul-

von Antimedial (Gast)


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Paul Baumann schrieb:
> Gut, Du hast es geschafft. Ich gebe mich Deiner "überwältigenden"
> Fachkompetenz und mehr noch Deiner Fähigkeit, Dich wie eine Schlange
> zu winden geschlagen.

Ich kann dir leider nicht helfen, wenn du dich auf einen Fakt versteifst 
und dabei einfach das Gesamtbild außer acht lässt.

Es geht hier um harte Fakten, da kann man sich nicht "wie eine Schlange 
winden". Man kann nur das Gesamtbild betrachten. Wenn Bild komplexer 
ist, als du erfassen kannst, mag das für dich so aussehen.

Paul Baumann schrieb:
> Zum Abschluß noch ein Link auf einen Artikel, der in diesem Zusammenhang
> voll in das Schwarze trifft:
>
> Beitrag "Re: Elkos's tauschen (Multilayer)"

Ich habe keine Ahnung, was du mir damit sagen willst.

Du bist hier derjenige, der unsachlich und hemmungslos persönliche 
Angriffe und Sticheleien verteilst, die du ganz offensichtlich auf meine 
Meinungen in einem anderen Forum beziehst. Ich gebe zu, dass ich auch 
den ein oder anderen unsachliche Kommentar abgegeben habe, aber im 
Grunde sind alle meine Beiträge beim Thema geblieben.

Wenn du sachlich argumentieren kannst, wieso es deiner Meinung nach 
keinen Zusammenhang zwischen Spannung und Drehfrequenz eines 
Elektromotors gibt, dann können wir gerne weiter reden.

von Antimedial (Gast)


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Paul Baumann schrieb:
> n=f/p

Paul Baumann schrieb:
> Es ging konkret um den Drehstrom Asynchronmotor.

Übrigens: Auch hier liegst du falsch. Du hast nämlich den Schlupf 
vergessen.

von Paul B. (paul_baumann)


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Antimedial schrieb:
> Wenn du sachlich argumentieren kannst, wieso es deiner Meinung nach
> keinen Zusammenhang zwischen Spannung und Drehfrequenz eines
> Elektromotors gibt,...
Es ging nicht um DEN Elektromotor, es ging um Drehstrom-Asynchron und 
Syncronmotoren.
>..dann können wir gerne weiter reden.

Müssen wir nicht -es führt zu Nichts.

-Paul-

von Antimedial (Gast)


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Paul Baumann schrieb:
> Es ging nicht um DEN Elektromotor, es ging um Drehstrom-Asynchron und
> Syncronmotoren.

Mal davon abgesehen, dass Drehstrommotoren auch Elektromotoren sind - 
auch dort gibt es, wie von mir ausführlich beschrieben, einen klaren 
Zusammenhang zwischen Spannung und Drehzahl.

von Antimedial (Gast)


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Paul Baumann schrieb:
> Müssen wir nicht -es führt zu Nichts.

Weil du leider harte, sachliche Fakten ignorierst, nur weil darüber ein 
Name steht, den du mit etwas verbindest, das du nicht leiden kannst. Das 
ist sehr schade.

von Paul B. (paul_baumann)


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Auf Wiedersehen.

von Antimedial (Gast)


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Endlich können wir - falls überhaupt noch nötig - zum Thema zurück 
kehren.

von wollmilchsau (Gast)


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Macht ihr mal wieder für einen anderen die Hausaufgaben?
Bevor man für eine E-Maschine gleich an einen Drehstrommotor mit
all seinen Vor- und Nachteilen der Wechselstromtechnik denkt,
was aber gar nicht vorgegeben war, würde ich erst mal einen
Gleichstrommotor betrachten, denn Gleichstromtechnik ist einfacher.
Rechnerisch kann man zwar mit so ein paar Größen jonglieren, aber
man muss auch sichere Betriebsparameter im Auge behalten.
Erhöhung der Betriebsspannung und damit Erhöhung des Nennstroms
hat auch eine Erhöhung der Verluste zur Folge mit der Konsequenz,
das die Konstruktiv begrenzte Kühlung der E-Maschine nicht mehr
ausreicht und der Motor dann überhitzt und im Worst-Case-Fall
die Wicklung dann durchbrennt.

von U. B. (Gast)


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> ... würde ich erst mal einen
> Gleichstrommotor betrachten, denn Gleichstromtechnik ist einfacher. ...
> Erhöhung der Betriebsspannung und damit Erhöhung des Nennstroms
> hat auch eine Erhöhung der Verluste zur Folge ...

Bei dem hier gemeinten DC-Motor mit Fremd- bzw. Dauermagneterregung
hängt der Strom (fast) nur vom insgesamt abverlangten
Drehmoment Mges (inkl. Reibung) ab:

Mges = Strom * const

Die angelegte Spannung bestimmt die sog. ideelle Leerlaufdrehzahl n0 
(das ist jene, die sich ganz ohne Reibung einstellen würde):

n0 = Spannung / const

Die vom Motoraufbau bestimmte Konstante "const" hat die Dimension 
Drehmoment/Strom  bzw.  Spannung/Drehzahl.

von Daniel (Gast)


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danke an euch alle. hier geht um ein Drehstrommotor (ASM- oder 
PSM-Motor).

ich mach ein Beispiel:
Der Motor kann mit einer Spannung bis zu 800V betrieben wird. für die 
Regelung des Stromes bzw. Drehzahl und Moment brauche ich einen 
Umwandler. für den Umwandler habe ich zwei Auswahl:
1- Die Spannung am Ausgang ist bis max 400v einstellbar und mit einem 
ZK-Strom von bis zu 40A
2- Die Spannung am Ausgang ist bis max 800v einstellbar aber mit einem 
ZK-Strom von bis zu 20A

Laut Verkäufer der Wandler welcher mit 400V/40A ist besser der Moment 
einzustellen, und somit würde er mir den 400V empfehlen insbesonders 
dass der 800V mehr kostet. ich vertraue keinen Verkäufer und wollte die 
erfahrene Leute nach den technischen Vor/Nachteile für jede Variante.

Danke und beste Grüße
Daniel

von Antimedial (Gast)


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Daniel schrieb:
> 1- Die Spannung am Ausgang ist bis max 400v einstellbar und mit einem
> ZK-Strom von bis zu 40A
> 2- Die Spannung am Ausgang ist bis max 800v einstellbar aber mit einem
> ZK-Strom von bis zu 20A

Na, die Antwort wurde ja schon gegeben. Wenn du Moment brauchst, 
brauchst du mehr Strom, wenn du Drehzahl brauchst, brauchst du mehr 
Spannung.

von Daniel (Gast)


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Antimedial schrieb:
> Daniel schrieb:
>> 1- Die Spannung am Ausgang ist bis max 400v einstellbar und mit einem
>> ZK-Strom von bis zu 40A
>> 2- Die Spannung am Ausgang ist bis max 800v einstellbar aber mit einem
>> ZK-Strom von bis zu 20A
>
> Na, die Antwort wurde ja schon gegeben. Wenn du Moment brauchst,
> brauchst du mehr Strom, wenn du Drehzahl brauchst, brauchst du mehr
> Spannung.

das stimmt bei Dc-Motoren aber nicht bei Drehstrommotoren, da der 
Drehzahl ist von Frequenz und Polzahl abhängig

von Antimedial (Gast)


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Daniel schrieb:
> das stimmt bei Dc-Motoren aber nicht bei Drehstrommotoren, da der
> Drehzahl ist von Frequenz und Polzahl abhängig

Das habe ich oben schon beschrieben. Die Drehzahl hängt natürlich von 
der Drehfrequenz ab, aber eben auch von der magnetischen Erregung und 
der Spannung! Das gilt für alle Elektromotoren mit magnetischer 
Erregung, also normale DC-Motoren, Drehstrommotoren, 
Reihenschlussmotoren. Bei Reluktanzmotoren ist es evtl. anders, das habe 
ich jetzt nicht im Kopf. Aber die basieren ja auf einem anderen 
physikalischen Prinzip.

Die Drehgeschwindigkeit hängt also auch bei einem DC-Motor von der 
Frequenz ab, nur kommutiert der eben automatisch, so dass sich der 
Anwender darum nicht kümmern muss. Bei anderen Motoren (egal ob 
Asynchronmaschine oder BLDC) muss ein Drehfeld angelegt werden, weil sie 
keinen automatischen Kommutierungsmechanismus haben. Das ändert aber 
nicht daran, dass man eine passende Spannung anlegen muss.

von wollmilchsau (Gast)


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Antimedial schrieb:
> Die Drehgeschwindigkeit hängt also auch bei einem DC-Motor von der
> Frequenz ab, nur kommutiert der eben automatisch, so dass sich der
> Anwender darum nicht kümmern muss. Bei anderen Motoren (egal ob
> Asynchronmaschine oder BLDC) muss ein Drehfeld angelegt werden, weil sie
> keinen automatischen Kommutierungsmechanismus haben. Das ändert aber
> nicht daran, dass man eine passende Spannung anlegen muss.

Wenn du mit einer Frequenzabhängigkeit argumentierst, dann solltest
du auch erwähnen, dass das nur mit PWM funktioniert.
Was die passende Spannung angeht, kann die auch deutlich höher sein,
wenn der Motor geregelt wird und dadurch nicht überhitzt.
Ich kenne da Apps wo ein 180V-DC-Motor mit über 350V und per PWM
bestromt wird.
Die Isolation von E-Motore muss ja eh locker 2kV abkönnen.

von Antimedial (Gast)


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wollmilchsau schrieb:
> Wenn du mit einer Frequenzabhängigkeit argumentierst, dann solltest
> du auch erwähnen, dass das nur mit PWM funktioniert.

Nein, das stimmt nicht. Du könntest einen Drehstrommotor auch mit einem 
analogen Verstärker steuern. Das macht nur aus Effizienzgründen keinen 
Sinn.

wollmilchsau schrieb:
> Was die passende Spannung angeht, kann die auch deutlich höher sein,
> wenn der Motor geregelt wird und dadurch nicht überhitzt.
> Ich kenne da Apps wo ein 180V-DC-Motor mit über 350V und per PWM
> bestromt wird.

Mit PWM veränderst du ja gerade den Effektivwert der angelegten 
Spannung!

von Peter R. (pnu)


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Was mir in dieser Diskussion fehlt , ist der Hinweis auf das Verhalten 
des Eisens:

Die  mögliche Spannung eines Elektromotors oder Trafo ist zwar durch die 
Isolation aber noch mehr durch die Sättigungsinduktion des Eisens 
begrenzt. Man kann bei gegebenem Motor die Spannung also nur bis zur 
Sättigung des Eisens hochfahren. Dann beginnt sehr steil einsetzend der 
Bereich, in dem hohe Verluste eintreten. Mit andren Worten: Ein Motor 
ist vom Eisen her für eine bestimmte Spannung und Frequenz gebaut. Mehr 
als diese Spannung darf man bei gegebener Frequenz nicht anlegen.

Den Strom zu steigern geht einfach, da der ja durch die Last bestimmt 
wird. Aber nur bis zur thermischen Grenze.

Man verschwendet allerdings keine Leistungsmöglichkeit. Üblicherweise 
gibt man von vornherein bei einem  Motor oder einem Trafo die maximal 
mögliche Leistung an, nämlich die, bei der die von der Wicklung her 
mögliche Spannung voll ausgenutzt wird und durch die Belastung der 
höchstmögliche Strom fließt.
Und das bei ganz bestimmtem Betriebsfall (z.B. Dauerbetrieb, 
Selbstkühlung usw.)

Ein Trafo unterscheidet sich da in Nichts von einem Motor, was die 
Belastungsfähigkeit angeht.

: Bearbeitet durch User
von Daniel (Gast)


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es wird angenommen dass die Maschine sowohl die höhere Spannung als auch 
der höhere Strom ertragen kann. Hier wird von Teillast besprochen.

von Ursus P. (unwichtig)


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Antimedial schrieb:

> Die Spannung hängt von der Drehzahl ab - der Strom vom Drehmoment.
Ja ne ist klar...Denk an die Asynchronmaschine, wovon hängt da die 
Drehzahl ab?

> Auch
> bei voller Drehzahl - also voller Spannung - fließt im Prinzip Strom,
> wenn kein Moment an der Maschine anliegt.
Leerlaufstrom.

> Umgekehrt kann man auch bei
> quasi 0 Spannung vollen Strom haben, wenn man im Stillstand das volle
> Drehmoment abverlangt (hängende Last beim Kran z.B.).
Nein! ! ! Auf kein fall


> Das heißt eine Erhöhung der Leistung geht über höheres Drehmoment oder
> höhere Drehzahl.
Ja, einverstanden, bzw. mehr Drehmoment über höhere Leistung.

> Beides geht aber nicht beliebig, es gibt ein
> Kippmoment, dann verliert der Motor seine Kraft
Was? Das nennt sich Nebenschlusverhalten.

> und es gibt
> normalerweise auch eine maximale Spannung. Man kann zwar
> Drehmomentmotoren mit höheren Drehzahlen über Feldschwächung betreiben,
Bei selben Spannung weiter die Frequenz nach oben drehen.

Da verwirfst du paar Sachen durcheinander :-)))

von Antimedial (Gast)


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Frank The Tank schrieb:
> Ja ne ist klar...Denk an die Asynchronmaschine, wovon hängt da die
> Drehzahl ab?

Zum 10. Mal: Von Spannung, Frequenz und Erregung.

Frank The Tank schrieb:
>> Umgekehrt kann man auch bei
>> quasi 0 Spannung vollen Strom haben, wenn man im Stillstand das volle
>> Drehmoment abverlangt (hängende Last beim Kran z.B.).
> Nein! ! ! Auf kein fall

Doch, natürlich! Bei der Asynchronmaschine ist das nicht ganz so 
einfach, geht aber auch. Ganz Null darf die Spannung natürlich nicht 
sein, weil man auch einen ohmschen Widerstand hat, aber dafür braucht 
man unter Umständen nur ein paar Millivolt.

Frank The Tank schrieb:
>> und es gibt
>> normalerweise auch eine maximale Spannung. Man kann zwar
>> Drehmomentmotoren mit höheren Drehzahlen über Feldschwächung betreiben,
> Bei selben Spannung weiter die Frequenz nach oben drehen.

Richtig, nichts anderes habe ich gesagt.

Frank The Tank schrieb:
> Da verwirfst du paar Sachen durcheinander :-)))

Nein. Hier sind nur eine Menge Leute mit Halbwissen unterwegs.

von Ursus P. (unwichtig)


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Antimedial schrieb:
> Zum 10. Mal: Von Spannung, Frequenz und Erregung.
Erregung bei der Asynchronmaschine???

> Frank The Tank schrieb:
>>> Umgekehrt kann man auch bei
>>> quasi 0 Spannung vollen Strom haben, wenn man im Stillstand das volle
>>> Drehmoment abverlangt (hängende Last beim Kran z.B.).
>> Nein! ! ! Auf kein fall
> Doch, natürlich! Bei der Asynchronmaschine ist das nicht ganz so
> einfach, geht aber auch. Ganz Null darf die Spannung natürlich nicht
> sein, weil man auch einen ohmschen Widerstand hat, aber dafür braucht
> man unter Umständen nur ein paar Millivolt.
Also Drehzahl ist Null, Rotor steht, Stator zieht Anlaufstrom(ca 6 bis 
8fache des Nennstromes) und dabei liegt Spannung an der Wicklung die 
"nur" paar millivolt beträgt? Und was ist volle Drehmoment? Kippmoment? 
Nennmoment?

> Frank The Tank schrieb:
>> Da verwirfst du paar Sachen durcheinander :-)))
>
> Nein. Hier sind nur eine Menge Leute mit Halbwissen unterwegs.
Da ist wohl war :-))))

: Bearbeitet durch User
von Antimedial (Gast)


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Frank The Tank schrieb:
> Erregung bei der Asynchronmaschine???

Ja, natürlich. Was glaubst du, wieso du einen Magnetisierungsstrom und 
einen Schlupf hast?

Frank The Tank schrieb:
> Also Drehzahl ist Null, Rotor steht, Stator zieht Anlaufstrom(ca 6 bis
> 8fache des Nennstromes) und dabei liegt Spannung an der Wicklung die
> "nur" paar millivolt beträgt? Und was ist volle Drehmoment? Kippmoment?
> Nennmoment?

Ich rede hier nicht vom Netzbetrieb, also gibt es keinen Anlaufstrom. 
Man braucht dafür eine feldorientierte Regelung. Noch nie davon gehört?

Frank The Tank schrieb:
> Da ist wohl war :-))))

Ja, leider.

von Daniel (Gast)


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Antimedial schrieb:

>
> Nein. Hier sind nur eine Menge Leute mit Halbwissen unterwegs.

ich bin eins davon, deswegen habe ich die Frage gestellt. Aber ehrlich 
gesagt ich bin jetzt durcheinander von den vielen Meinungen gekommen 
:-))

von wollmilchsau (Gast)


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Frank The Tank schrieb:
> Da ist wohl war

Was war? Wenn du schon von der Wahrheit ableitest, solltest du
das auch so korrekt schreiben, nämlich mit "h".

Leute, hört bloß auf, Antriebstechnik zu theoretisieren, ohne mal
vorher genau die Rahmenbedingungen festzulegen. Mit Steuerungstechnik
kann man sicher eine Menge noch herausholen, aber ob der TO das
überhaupt wissen will, scheint mir nach dem aktuellen Informations-
stand zumindest fragwürdig.

Antimedial schrieb:
> Nein. Hier sind nur eine Menge Leute mit Halbwissen unterwegs.

Du kennst auch sicher die Binsenweisheit mit dem Glashaus?

Sonderlich aussagekräftig sind deine Post nämlich auch nicht,
teilweise fehlt da nämlich der nachvollziehbare Zusammenhang,
mal von der Ausführlichkeit ganz abgesehen.
Also kein Wunder wenn der TO mittlerweile und sicher nicht nur
er, nur noch Bahnhof verstehen.

von Mani W. (e-doc)


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Antimedial schrieb:
> Übrigens: Auch hier liegst du falsch. Du hast nämlich den Schlupf
> vergessen.


Sehr schlumpfig...

Antimedial schrieb:
> Zum 10. Mal: Von Spannung, Frequenz und Erregung.

Also, vor lauter Erregung steigt die Spannung und die ist dann
von der Frequenz abhängig?

Zumindest bei zwischenmenschlichen Kontroversen...


Schönen Wochenbeginn!
Mani

von Antimedial (Gast)


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Daniel schrieb:
> ich bin eins davon, deswegen habe ich die Frage gestellt. Aber ehrlich
> gesagt ich bin jetzt durcheinander von den vielen Meinungen gekommen
> :-))

Auf deine Frage habe ich aber eine klare Antwort gegeben. Allerdings 
waren die Eingangsinfos etwas dünn, da du nicht angegeben hast, um 
welchen Motor und welche Controller es sich genau handelt.

wollmilchsau schrieb:
> Sonderlich aussagekräftig sind deine Post nämlich auch nicht,
> teilweise fehlt da nämlich der nachvollziehbare Zusammenhang,
> mal von der Ausführlichkeit ganz abgesehen.

Der nachvollziehbare Zusammenhang fehlt natürlich, wenn die Leute die 
Grundlagen nicht verstehen wollen. Die meisten Leute hier möchten nicht 
einmal einsehen, dass sich eine DC-Maschine und eine Drehstrommaschine 
auf der gleichen Physik basieren. Von feldorientierter Regelung hat hier 
auch noch niemand etwas gehört geschweige denn das Funktionsprinzip 
begriffen.

Wie will man auf dieser Ebene denn vernünftig diskutieren? Mal davon 
abgesehen von der Verneinen des Vorhandenseins einer Gegen-EMK. Ich 
könnte hier natürlich auch die Maschinengleichungen angeben, aber die 
kann jeder in einem Fachbuch nachlesen. Und ob das dann für die 
Halbwissenden hier nachvollziehbarer wird?

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Daniel schrieb:
> Ich bitte um eure Unterstützung/Hilfe und vielen Dank im Voraus an euch
> alle.

Schau dir einfach mal dieses einfache Modell an:
http://www.amesys.de/?Anwendungen___Elektrodynamische_Wandler
Damit kannst du nun nach Lust und Laune per LTSpice-Simulation 
rumspielen oder natürlich auch per Papier und Bleistift :-)

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