Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frequenzumrichter richtig bemessen - Ahnungslos!


von Rantanplan (Gast)


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Hi Leute,
vorweg, ich bin kein Elektriker, nur Hobbybastler.
Ich habe eine alte DDR-Drechselbank geerbt, die ich lieber hätte 
verschrotten sollen. Ich habe dann etwas Arbeit hineingesteckt und weil 
es mich gedauert hatte nach einiger Bastelei alles wegzuschmeißen, 
schließlich ausnahmslos alles umgebaut und neu verkabelt.
Der Motor ist ein dreiphasiger 1,8kW-Motor, der mir jetzt ernsthaft 
Kopfzerbrechen bereitet. In bester DDR-Manier war die dritte Phase über 
eine 230V Dreiecksschaltung mit einem Kondensator erzeugt worden, 
woraufhin man erst mal kräftig per Hand andrehen musste, dass sich 
überhaupt etwas bewegte. Ich habe ihn nun auf 380V mit einem 
zwischengeschalteten Sicherheitsschalter mit Phasenwender umgeklemmt und 
nun hat er von Grund auf so eine krasse Durchzugskraft, dass ich Angst 
habe, mir einmal mit meinen Rundhölzern ordentlich mein Gesicht zu 
ramponieren.

Jetzt bin ich auf lediglich 2 effiziente Möglichkeiten gestoßen, die 
Drehzahl langsam hochzuregeln. Zum Ersten mechanisch per verstellbaren 
Kegelscheiben mit Breitkeilriemen. Machbar, aber dafür habe ich zu wenig 
Platz an der Konstruktion.
Zum Zweiten mit einem Frequenzumrichter.
Dazu ein paar Fragen:
1. Gäbe es weiterhin noch eine andere brauchbare Alternative?
2. Es gibt die verschiedensten Arten von Frequenzumrichtern!?!?!?!? 
Welcher ist jetzt der richtige für mich, ohne mich zu verpfänden?
• ich tendiere bisher zu einem 2,2kW-Modell
3. Reicht ein billiges China-Modell aus?
4. Wie muss die bereitstellbare Leistung im Verhältnis zur Belastung 
angesetzt werden? Es gibt 2,2kW-FU für Wasserpumpen. Diese werden aber 
sicher nicht annähernd mit einem FU für einen Motor, der dynamisch 
belastet wird, vergleichbar sein? Hier gibt es doch sicher FU für 
Werkzeugmaschinen?
5. Stellt ein entsprechender FU im niederfrequenten Betrieb dieselbe 
Leistung wie im hochfrequenten Bereich für den Motor zur Verfügung? 
Heißt, hat der Motor dann bei 400 U/min annähernd die gleiche Kraft wie 
bei 1400 U/min?
6. Wie kann ich abschätzen, bis zu welcher niedrigsten und höchsten 
Frquenzgrenze ich meinen Motor belasten kann, ohne, dass es ihn 
zerschießt?
• Als Preisobergrenze habe ich mir 150€ für den (gebrauchten) FU 
gesetzt!
• Der FU sollte ohne zusätzlich programmierbare Steuereinheit 
daherkommen und möglichst simpel aufgebaut sein. Bestenfalls mit 
direkter Steuerung über ein eingebautes Bedienpanel.

Sicher kann man nicht viel mit diesen billigen FU anfangen, jedoch ist 
es mir egal, was sie alles (nicht) können oder wie sie abgesichert sind. 
Ich brauche für das Projekt keinen Siemens für 900€! Und sollte es mir 
den Motor zerschießen, dann ist es eben so. Wäre jetzt auch kein Verlust 
für mich.

LG Rantanplan

: Verschoben durch Moderator
von Ansgar K. (malefiz)


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Hast du den Motor in Stern umgeklemmt wenn du ihn an 400 (380) V 
angelegt hast?

Für dich könnte ein Sanftanlauf in Frage kommen die sind günstiger wie 
ein FU und können den Motor langsam meist 30 bis 60 Sekunden zur 
Nenndrehzahl hoch fahren.

1. Es gibt Sanftanlauf, Dreiphasenstell Trafo und Frequenzumrichter.

2. Ein 2,2 kW fu ist richtig den kannst du ein phasig in Dreieck oder 3 
phasig in Stern benutzen.

3. Meistens tut es ein Chinamodul aber sicher kann man das nicht sagen 
ohne das du den Typ nennst und ob jemand den speziellen Typ kennst ist 
auch fraglich bei China Zeug.

4. Dynamische Last ist für ein fu weniger das Problem der Motor wird ein 
wenig in der Drehzahl schwanken was man wahrscheinlich nicht merkt.
Pumpen sind quadratische Last das ist meist schon die größere FU

5. Nein stellt er nicht und muss er nicht die erforderliche Leistung ist 
Drehzahl abhängig und wird in der Regel passend zur Verfügung gestellt.

6. Dein Motor kühlt sich wahrscheinlich wie alle normalen Drehstrom 
Motoren über das angebaute Lüfterrad. Daher solltest du die Drehzahl 
nicht zu sehr reduzieren unter halbe Drehzahl also 25Hz würde ich nicht 
gehen. Es sei den der Motor hat ein Thermistor was Aber ehr 
unwahrscheinlich ist. Die maximale Drehzahl sollte unter 87Hz bleiben.

Ein FU ohne Programmierung ist für dich nutzlos weil du ihn nicht 
einstellen kannst.

von A-Freak (Gast)


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> 5. Stellt ein entsprechender FU im niederfrequenten Betrieb dieselbe
Leistung wie im hochfrequenten Bereich für den Motor zur Verfügung?
Heißt, hat der Motor dann bei 400 U/min annähernd die gleiche Kraft wie
bei 1400 U/min?

ACHTUNG:
Leistung != "Kraft"
Leistung = Drehmoment * Drehzahl

Grundsätzlich kann ein Motor an einem Frequenzumrichter von null bis zur 
Eckfrequenz konstantes Drehmoment liefern (vermutlich das was du mit 
"Kraft" meinst).

Über der Eckfrequenz gehts in die Feldschwächung, bei höheren Drehzahlen 
kann der Motor dann noch konstante Leistung also sinkendes Drehmoment 
liefern.

Die Eckfrequenz liegt bei "normal" geschalteten Motoren bei 50Hz, in 
deinem Fall also Wicklung mit 230V Strangspannung im Dreieck an den FU


> 6. Wie kann ich abschätzen, bis zu welcher niedrigsten und höchsten
Frquenzgrenze ich meinen Motor belasten kann, ohne, dass es ihn
zerschießt?

Bei Fremdkühlung gibt es keine untere Grenze. In der Praxis laufen 
manche Motoren aber erst bei 10 bis 20% "rund"

Bei Eigenkühlung würde ich unter 50% der Nenndrehzahl (Luftströmung 
sinkt quadratrisch auf 25%) sehr aufpassen daß der Motor nicht zu heiß 
wird

Als obere Grenze sollten 3000U/min sicher sein da dein Motor zielich 
sicher die gleichen Lager und Läuferteile verwenden wird wie einer mit 
dieser Nenndrehzahl

von hinz (Gast)


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Bei einem älteren Motor kann die Isolierung des Kupferdrahts Probleme 
mit den Schaltflanken eines FU haben, deshalb ist es sinnvoll einen 
Sinusfilter zwischen FU und Motor zu schalten. Und wenn der FU im 
häuslichen Umfeld betrieben wird, dann ist auch ein guter Netzfilter 
wichtig.

von Rantanplan (Gast)


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Moin, moin,
danke, das hilft mir schon mal sehr weiter.
Netzfilter habe ich auch des öfteren gesehen. Die kosten ja nicht die 
Welt beim Aufpreis.

Den Motor habe ich auf eine 400V-Sternschaltung umgeklemmt, das ist 
richtig.

Zum Thema Wasserpumpe: interessant! Hätte jetzt genau das Gegenteil 
vermutet.

Zur Leistung: Stimmt, eigentlich Drehmoment.

Zur Kühlung: stimmt, sowas muss man bedenken. Ich habe unabhängig davon 
erst einmal die Möglichkeit per Doppelkeilriemenscheibe die Drehzahl auf 
1000 U/min zu reduzieren oder auf 2000 U/min zu erhöhen. Da kämen mir 
die 25Hz gelegen, denn viel weiter runter bräuchte ich wahrscheinlich 
gar nicht gehen.
Beim Polieren von Drehteilen, immerhin muss man ja mit der Bank nicht 
zwangsweise nur drechseln, kann ich Drehzahlen von über 2000 U/min gut 
gebrauchen. Zugute kommt mir hier sicher, dass das Motorgehäuse aus 
Aluminium ist. Zum verwendeten Kupferdraht kann ich nichts sagen.

Sanftanlaufmodule hatte ich auch einmal in Erwägung gezogen. Allerdings 
haben die mich preistechnisch fast auf den Hosenboden gesetzt. Die 
stehen einem FU ja fast in nichts nach... Hmmm. Muss mal sehen, 
vielleicht finde ich auch dort einen gebrauchten Sanftstarter.

MfG Rantanplan

von Ansgar K. (malefiz)


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A-Freak schrieb:
> Als obere Grenze sollten 3000U/min sicher sein da dein Motor zielich
> sicher die gleichen Lager und Läuferteile verwenden wird wie einer mit
> dieser Nenndrehzahl

Diese Aussage ist mit Vorsicht zu genießen mitunter auch falsch.

Weil man ohne Motorkenntnisse nicht von Umdrehungen auf Frequenz 
schliessen kann.

Ich würde die Frequenz nicht über 87 Hz schrauben hingegen sind 3000 
Umdrehungen möglicherweise schon 100Hz

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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https://www.ebay.de/itm/Danfoss-VLT-3504-Frequenzumrichter-5-6A-4kva/193383850060


Aber du wirst jemanden brauchen, der dir die Parameter richtig 
einstellt.

von Rantanplan (Gast)


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Oh danke für den Link. Leider zu spät gesehen. Richtige Elektriker kenne 
ich auch. Da kann mir sicher einer so ein Teil auf meinen Motor 
justieren.

von hinz (Gast)


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von hinz (Gast)


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von Gerhard O. (gerhard_)


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Sanftanlauf können fast alle Modelle. Ich habe meine Drehbank vor 10 
Jahren auf FU umgerüstet. Das läuft wunderbar sanft an und haltet sanft 
an. Ich kann auch bei voller Drehzahl die Drehrichtung umschalten, weil 
der FU das selbständig kontinuierlich bis zum Stillstand runterfährt und 
erst dann in die entgegngesetzte Drehrichtung umschaltet.

Was mich betrifft bin ich damit sehr zufrieden. Der Motor ist ein 1.5kW 
3x240V Typ. Den FU speise ich mit 120V@60Hz. Ich kaufte damals den FU 
und Motor zusammen von einem lokalen industriellen Fachgeschäft. Ein 
Netzfilter wäre allerdings für ungestörten AM Empfang von Nöten was ein 
rein außereuropäisches Problem ist;-)

von Ansgar K. (malefiz)


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Sanftanlauf ist was anderes wie ein FU

von oldeurope O. (Gast)


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Rantanplan schrieb:
> • Als Preisobergrenze habe ich mir 150€ für den (gebrauchten) FU
> gesetzt!

Selbst bauen. Ist hier im Forum zwar nicht gerne gesehen,
aber Du kannst das Teil so gestalten wie Du es brauchst
und kannst den FU dann auch selbst reparieren.
Momentan haben wie ja mehr Zeit als uns lieb ist.

LG
old.

von Rantanplan (Gast)


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Ein kleines Update.
Ich habe mir einen FU aus hinzs Links günstig ersteigert. Wie groß das 
Teil ist, habe ich erst im Nachhinein begriffen. Aber das Wichtigste 
zuerst: Es funktioniert und ich bin begeistert.

Ich habe den FU selbst verkabelt und eingestellt, erstmal ein paar 
Probeläufe gemacht, muss mich aber noch mit der Einstellung etwas 
einfuchsen, sodass ich die Frequenz über ein 1kOhm-Poti einstellen kann. 
Das will bisher nicht so recht funktionieren. Alles, was SPS oder 
digitale Eingänge angeht, übersteigt im Benutzerhandbuch sowieso meine 
Kenntnisse, aber für die Grundfunktionen, die ich ja nur brauche, reicht 
es vollkommen aus.
Leider ist mir bis dato noch ein Problem mit der Hauselektrik 
untergekommen, dem ich erstmal auf den Grund gehen muss :-/

Grundsätzlich ist so ein Gerät aber eine tolle Sache und spart evtl. 
eine Menge mechanische Arbeit. Diesbezüglich muss ich nun wahrscheinlich 
aufgrund der hohen Drehzahlen den Motor genauer zum Futter ausrichten 
als vorher, weil sonst der Riemen verdammt heiß läuft. Vermutlich trägt 
eine Flanke des Riemens mehr als die andere.

Insofern erstmal danke für eure Bemühungen und schöne Ostern!

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