Hallo zusammen, wenn ich es richtig verstanden habe, kann ich über eine Strommessung in einer Phase des Asynchronmotors Rückschlüsse auf das Drehmoment ziehen. Soweit es mir bisher bekannt ist, hängt der Motor direkt am Netz und nicht hinter einem FU. Mein Ansatz wäre folgender: Mit einem Stromsensor (z.B. ACS712), bzw. einem Stromwandler oder auch einem Shunt den Strom in einer der 3 Phasen zu messen. Diesen Wert als proportional zur Wirkleistung zu betrachten. Dann im Normalbetrieb des Motors einen Mittelwert feststellen und bei Überschreiten des Stroms eine Zunahme des Lastmoments annehmen (Blockieren, Reiben) und bei Abnahme ein Unterschreiten des Lastmoments (Bruch). Drehzahlmessung ist nicht vorhanden, wäre aber möglich. Ist das generell sinnvoll? Was ist der übliche Weg (nur Elektrisch, keine Drehmomentmesswelle) um bei Maschinen mit Asynchronmotoren eine Veränderung des Lastmoments im laufenden Betrieb zu messen? Gibt es fertige Bauteile, die mir das Über-/Unterschreiten des normalen (einstellbaren) Lastmoments (bzw. Wirkleistungsaufnahme) mitteilen? LG Uh-dadah
Hi, ein ähnliches Projekt hatte ich auch mal auf dem Tisch, welches folgende Erkenntnisse brachte. Ein kleiner Asynchronmotor zieht annähernd den Nennstrom, wenn er lastlos läuft, er wird dann eben warm. Der Aufnahmestrom lässt kaum Rückschlüsse über das Lastmoment zu, Ausnahme: Motoren > 3kw. Ich habe das damals uber 2 rotierende Scheiben gelöst, die von N52 Magneten auf Abstand gehalten wurden (Magnete N auf N und S auf S). Mit zunehmender Belastung haben sich die Magnete angenähert. Mit einem Hallsensor, der das N-Feld zum Einschalten verwendet und das S-Feld zum Abschalten, habe ich die Scheiben 'abgetastet'. Daraus resultierte ein PWM-ähnliches Signal, dessen Frequenz der Umdrehungszahl entsprach und das Tastverhältnis der Motorenlast. Gruß, Ose
Hallo Ose, danke für deine Antwort! Die Lösung soll rein elektrisch sein, sprich in der Zuleitung des Motors untergebracht werden. Gibt es keine günstige + rein elektrische Standardlösung für dieses Problem? LG Uh-dadah
Uh-dadah schrieb: > Mit einem Stromsensor (z.B. ACS712), bzw. einem > Stromwandler oder auch einem Shunt den Strom in > einer der 3 Phasen zu messen. Diesen Wert als > proportional zur Wirkleistung zu betrachten. > [...] > Ist das generell sinnvoll? Nein. Der Strom ist komplex; er hat einen Amplitude (einen Betrag) und eine Phasenverschiebung gegen die Spannung. Stichwort für DSAM: Ossanna-Heyland-Kreis.
Uh-dadah schrieb: > Die Lösung soll rein elektrisch sein, sprich in > der Zuleitung des Motors untergebracht werden. Naja, Vektorregelung bei Umrichtern existiert und funktioniert. Muss also möglich sein. Erfordert aber m.W. die Strommessung nach Amplitude UND Phase (... deswegen VEKTORregelung). > Gibt es keine günstige + rein elektrische > Standardlösung für dieses Problem? Vielleicht doch einen Umrichter verwenden; möglicherweise gibt es welche, die die Werte, die Du wissen willst, an irgendwelchen Schnittstellen bereitstellen, so dass Du sie einfach abfragen kannst.
Uh-dadah schrieb: Hallo > wenn ich es richtig verstanden habe, kann ich über eine Strommessung in > einer Phase des Asynchronmotors Rückschlüsse auf das Drehmoment ziehen. Nein, nur über Messung der Wirkleistung (bei näherungsweise konstanter Drehzahl). > Mit einem Stromsensor (z.B. ACS712), bzw. einem Stromwandler oder auch > einem Shunt den Strom in einer der 3 Phasen zu messen. Diesen Wert als > proportional zur Wirkleistung zu betrachten. Dann im Normalbetrieb des Warum nicht die Wirkleistung bestimmen? Den gemessenen Strangstrom noch mit der ebenfals gemessenen Strangspannung multiplizieren und dann den Mittelwert des resultierenden Wechselsignals ermitteln (idealerweise über eine Periode mitteln, bzw. integrieren). > Motors einen Mittelwert feststellen und bei Überschreiten des Stroms > eine Zunahme des Lastmoments annehmen (Blockieren, Reiben) Ganz schlechte Idee! Schau Dir doch mal den Verlauf des Drehmoments einer Asynchronmaschine am starren Netz an. Stichwort: Kippmoment. > Was ist der übliche Weg (nur Elektrisch, keine Drehmomentmesswelle) um > bei Maschinen mit Asynchronmotoren eine Veränderung des Lastmoments im > laufenden Betrieb zu messen? Siehe oben. > Gibt es fertige Bauteile, die mir das > Über-/Unterschreiten des normalen (einstellbaren) Lastmoments (bzw. > Wirkleistungsaufnahme) mitteilen? Wie wär's mit so einem billigen Leistungsmesser, z.B.: .https://www.reichelt.de/energiekostenmessgeraet-digital-logilink-em0002a-p270047.html?&trstct=pol_0&nbc=1 Die "Mitteilung" erfolgt dann zwar nur menschenlesbar über das Display, aber das Interface war ja nicht gefragt. Grüßle Volker
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Danke für die vielen Antworten! also messe ich die Wirkleistung in einer Phase und setze diese dann im normalen Betriebsbereich (oberhalb des Kipppunktes) proportional zu Drehmoment für eine "Schätzung" des Drehmoments. Was passiert nun, wenn die Maschiene blockiert? Die Drehzahl fällt auf null und der Drehstrom heizt nur noch die Stäbe des Rotors auf, bis es raucht. dadurch steigt der Wirkleistungsanteil stark an, was ich mit einem Leistungsmessgerät ja sehen müsste. Wenn der Kraftschluss unterbrochen wird steigt der Blindleistungsanteil, weil kaum noch Wirkleistung verbraucht wird. Auch das zeigt mir mein Messgerät an. Stimmt das so? Das hier hat auch noch eine Digitalschnittstelle (als interface zu einem uC): https://de.rs-online.com/web/p/leistungsmessgerate-digital/1440523/ LG Uh-dadah
Uh-dadah schrieb: > also messe ich die Wirkleistung in einer Phase und setze diese dann im > normalen Betriebsbereich (oberhalb des Kipppunktes) proportional zu > Drehmoment für eine "Schätzung" des Drehmoments. Prinzipiell sollte das funktionieren. > Was passiert nun, wenn die Maschiene blockiert? Die Drehzahl fällt auf > null und der Drehstrom heizt nur noch die Stäbe des Rotors auf, bis es > raucht. dadurch steigt der Wirkleistungsanteil stark an, was ich mit > einem Leistungsmessgerät ja sehen müsste. > Wenn der Kraftschluss unterbrochen wird steigt der Blindleistungsanteil, > weil kaum noch Wirkleistung verbraucht wird. Auch das zeigt mir mein > Messgerät an. > Stimmt das so? Naja, ganz so einfach und ideal ist's leider nicht. Das Stichwort Heylandkreis (oder Osanna-Kreis) für die Stromortskurve der Asynchronmaschine wurde ja bereits genannt. Prinzipiell kannst Du diesen "Kreis" auch für Deinen Motor aufnehmen. Ich habe das mal für eine chin. Asynchron-Frässpindel ausprobiert, um die Werte für die Umrichterparametrierung zu ermitteln, da diese leider aus dem Datenblatt nicht ersichtlich waren (und auch wenn Werte angegeben wären, würde ich diese bei solchen Lieferanten stets durch eigene Messung auf Plausibilität prüfen). Hier meine Beschreibung zu dem "Projekt": https://www.dr-bosch.com/leistungselektronik_umrichterparametrierung.php Aus dem Heylandkreis kannst Du Strom, Leistungsfaktor und Schlupf ablesen. Mit gewissen Verlachlässigungen kann die Konstruktion vereinfacht werden: Ohne Rotorverluste liegt der Mittelpunkt des Kreises auf der x-Achse, so dass 2 Betriebspunkte zum Zeichnen genügen. > Das hier hat auch noch eine Digitalschnittstelle (als interface zu einem > uC): > https://de.rs-online.com/web/p/leistungsmessgerate-digital/1440523/ Nettes Gerät. Sogar der Stromwandler wird mitgeliefert. Grüßle Volker
Uh-dadah schrieb: > also messe ich die Wirkleistung in einer Phase und > setze diese dann im normalen Betriebsbereich (oberhalb > des Kipppunktes) proportional zu Drehmoment für eine > "Schätzung" des Drehmoments. > Was passiert nun, wenn die Maschiene blockiert? Die > Drehzahl fällt auf null und der Drehstrom heizt nur > noch die Stäbe des Rotors auf, bis es raucht. dadurch > steigt der Wirkleistungsanteil stark an, was ich mit > einem Leistungsmessgerät ja sehen müsste. > Wenn der Kraftschluss unterbrochen wird steigt der > Blindleistungsanteil, weil kaum noch Wirkleistung > verbraucht wird. Auch das zeigt mir mein Messgerät an. > Stimmt das so? Nicht ganz. Ein Blick auf den --> Ossanna-Kreis hilft weiter. Der Leerlauffall ist korrekt beschrieben; hier liegt fast ausschließlich Blindleistung vor, was ein Gerät, das Blind- und Wirkleistung korrekt trennen kann, anzeigt. Das sollte so stimmen. Im normalen Betriebsfall ändert sich die Wirkleistung mit dem abgeforderten Drehmoment, während die Blindleistung nur moderat ansteigt. Das kann man erkennen und auswerten. Stimmt auch. Das Problem ist m.E. der Überlastfall: Da hier SOWOHL beträchtliche Blindleistung ALS AUCH reichlich Wirkleistung umgesetzt wird, ist der Leistungsfaktor so ähnlich wie im Normalbetrieb. Der Motor bekommt primär deshalb Probleme, weil die Leistung nicht in Form MECHANISCHER Leistung an die Arbeitsmaschiene WEITERGEREICHT, sondern im Innern des Motors als THERMISCHE Leistung VERBRAUCHT wird, und darauf ist er natürlich nicht eingerichtet. Um diesen Fall zuverlässig zu erkennen, wird man wohl Schein- leistung UND Leistungsfaktor gemeinsam auswerten müssen. > Das hier hat auch noch eine Digitalschnittstelle [...] Hübsch. Ist ja direkt noch bezahlbar. Wahrscheinlich wird es schlau sein, zusätzlich noch auf Ausfall einer Phase zu überwachen.
Beitrag #6358860 wurde vom Autor gelöscht.
Nochmals vielen Dank an Alle für die vielen Infos und Ansatzpunkte zum weiterinformieren!! LG Uh-dadah
Hallo, ich muss meine Aussage leider korrigieren: Bei vernachlässigbarem Statorwicklungswiderstand liegt der Mittelpunkt des Kreises auf der x- bzw. imaginären Achse. Grüßle Volker
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