Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Induktionsspannung bei Abschaltung Drehstrommotor


von Petr Z. (petr_z)


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Wenn eine Induktivität bei Stromdurchgang (betrachten wir 50Hz 
Wechselspannung) getrennt wird gibt es Gegeninduktionsspannungen die 
höher sind als die Speisespannung. Soweit ist mir alles klar. Aber wie 
verhält sich das bei einem Drehstrommotor der dreht. Wird die induzierte 
Spannung grösser, kleiner oder gleich gross sein wie bei einer 
gewöhnlichen Induktivität, also einer starren Induktivität gleicher 
Grösse?
Meine Bauch-Vermutung ist dass die induzierte Spannung kleiner sein wird 
weil Energie im Motor verbraucht wird. Aber genauso kann ich mir 
vorstellen dass der Motor plötzlich als Generator funktioniert und die 
Spannung sogar höher sein wird weil sich die Spannungen addieren. Oder 
ist das alles egal und Induktivität bleibt Induktivität egal ob drehende 
oder nichtdrehende.
Und noch eine Zusatzfrage. Gilt das bei einem 1-Phasenmotor genauso wie 
bei einem Drehstrommotor? Bei 1-PhasenM kann der Strom nirgendowohin 
fliessen. Bei Drehstrom kann vielleicht der Strom irgendwelche internen 
Wege zwischen den 3 Phasen finden.
Der ganze Hintergrund ist der dass ich einen 3-Phasen Hybrid-Solar 
Wechselrichter habe und eine 3-Phasen Wärmepumpe anschliessen möchte. 
Die WP hat einen Sanftanlauf von mir bekommen einen Siemens Sirius und 
damit ist der Anlaufstrom 13A innerhalb der Leistungsdaten des WR. Meine 
Sorge gilt aber dem Abschalten und einer möglichen Spannungsspitze die 
den WR killt. Wechselrichter ist 10kW Dauerleistung und läuft nicht 
immer parallel zum öffentlichen Netz und Wärmepumpe 4,5kW 
Kompressorleistung. Direktgeschaltet ohne Sanftanlauf gibt es keine 
Chance, mit Sanftanlauf schon eher möglich. Aber was ist mit dem 
Abschaltvorgang? Überlebt das der WR? Gibt es irgendwelche Schutzglieder 
für sowas?

: Verschoben durch Moderator
von Rainer W. (rawi)


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Petr Z. schrieb:
> Oder ist das alles egal und Induktivität bleibt Induktivität egal
> ob drehende oder nichtdrehende.
> ...
> Aber was ist mit dem Abschaltvorgang? Überlebt das der WR?
> Gibt es irgendwelche Schutzglieder für sowas?

Suchst du nach einer Mikrocontrollersteuerung, die den Motor sanft 
runterfährt oder was haben Mikrocontroller oder sonstige Digitale 
Elektronik mit einem Drehstrommotor bzw. der Leistungselektronik eines 
Wechselrichters zu tun?

von Torsten B. (butterbrotstern)


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Rawi, kannst du auch etwas zum Thema beitragen?

> Aber wie verhält sich das bei einem Drehstrommotor der dreht.
Die immer vorhandene Streuinduktivität spielt eine große Rolle.

In den Inverter-Anleitungen wird häufig davor gewarnt, den aktiven Motor 
vom Wechselrichter zu trennen. Besser die Eingangsseite spannungslos 
machen.
Noch besser einen WR verwenden, der Safe Turn Off (STO) machen kann, 
damit wird hardwaremäßig die Endstufe abgeschaltet, aber die Dioden 
bleiben aktiv und begrenzen die Spannung auf die Zwischenkreisspannung.
Bei großer Schwungmasse den ZK-Kondensator extern vergrößern, viele WR 
haben den ZK ja herausgeführt.

Wenn's gar nicht anders geht, mit Snubbern und VDRs _an beiden Seiten 
der Unterbrechung_ gegeneinander und gegen N dämpfen. Damit wird auch 
die Induktivität der Leitungen berücksichtigt.

> Gilt das bei einem 1-Phasenmotor genauso wie
> bei einem Drehstrommotor?
Ja.  Der Strom sucht sich den Weg des geringsten Widerstandes. Die 
Spannung geht so lange hoch, bis ein Weg gefunden ist, d.B. Lichtbogen.

von Stefan F. (Gast)


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Wenn du eine Spule abschaltest, will der Strom einen Moment lang in 
gleicher Höhe weiter fließen, dann abklingen. Wieviel Spannung dabei 
entsteht, ergibt sich aus dem Ladtwiderstand. Bei offenen Leitungen ist 
der Lastwiderstand unendlich hoch, also ist auch die Spannung unendlich 
hoch.

Dem wirken allerdings diverse Effekte entgegen  insbesondere die 
Kapazität der Spule und der Entstörfilter.

von Michael B. (laberkopp)


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Petr Z. schrieb:
> Aber was ist mit dem Abschaltvorgang? Überlebt das der WR? Gibt es
> irgendwelche Schutzglieder für sowas?

Ja, jeder seriöse,  Blindstromkompensation.

Man muss beim Motor (wie beim Trafo) unterteilen in die induktive 
Komponente und die durch die Last bewirkte Komponente.

Die induktive Komponente ist für den Leerlaufstrom zuständig und 
produziert beim Abschalten auch eine Gegen-EMK.

Der Laststrom addiert sich zur Leer(leer im Sinne von der Motor hat 
keinen Rotor, nicht mal Leerlauf mit Rotor denn da dreht er schon 
was)aufnahme und geht beim Motor beim Abschalten in den 
Generatorbetrieb, die Spannung im Generatorbetrieb ist aber 
drehzahlabhängig und übersteigt wegen Wirkungsgrad < 100% nie die 
Eingangsspannung.

Die Gegen-EMK beim Abschalten steigt nicht auf Unendlich sondern die 
Energie der Spule lädt sich um in die Wicklungskapazität. Auch ein 
Trafo/Motor ohne Schutz produziert also keine unendlich hohe Spannung. 
Trotzdem könnte es mehr sein als der WR verträgt. Dagegen hat der WR 
Überspannungsschutz in Form von VDR am Ausgang. Die nehmen die Energie 
auf. Bur die Gegen-EMK der Spulen, nicht die Rotationsenergie die ja gar 
keine Überspannung erzeugt. Die geht wegen der Blindstromkompensation 
die jeder ernstzunehmende WR enthâlt in die Zwischenkreiselkos.

von Rainer W. (rawi)


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Rainer W. schrieb:
> Suchst du nach einer Mikrocontrollersteuerung, die den Motor sanft
> runterfährt

Torsten B. schrieb:
> Noch besser einen WR verwenden, der Safe Turn Off (STO) machen kann

Und eben genau das macht der im Wechselrichter vorhandene Controller, 
wenn er den Motor sanft herunterfahren kann. Ob das der vorhandene 
3-Phasen Hybrid-Solar Wechselrichter schon von sich aus beherrscht, 
hängt davon ab, ob dieser unbekannte Typ von Wechselrichter über so eine 
Steuerungsmöglichkeit verfügt. Sonst ist eine Zusatzeinrichtung oder ein 
anderer WR erforderlich ist.

Michael B. schrieb:
> Dagegen hat der WR Überspannungsschutz in Form von VDR am Ausgang.

Dann muss der VDR so dimensioniert sein, dass er die Energie aus dem 
Magnetfeld des Motors aufnehmen kann und das dürfte von den 
Spezifikationen des WR und des Motors abhängen ;-)
Alternative wäre, dass der WR die Energie in seinen Pufferkondensator 
zurück speisen (Rekuperation) oder per Freilauf (Slow Decay) in den 
Motorspulen verheizt kann.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Rainer W. schrieb:
> Dann muss der VDR so dimensioniert sein, dass er die Energie aus dem
> Magnetfeld des Motors aufnehmen kann und das dürfte von den
> Spezifikationen des WR und des Motors abhängen ;-)
> Alternative wäre, dass der WR die Energie in seinen Pufferkondensator
> zurück speisen

Hast du auch nur ein Wort verstanden von dem was ich geschrieben habe ?

von Petr Z. (petr_z)


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Im wesentlichen habe ich dem folgen können. Das Problem bei dem Hybrid 
WR ist dass er normalerweise mit dem Netz parallel läuft. Da gibt es 
keine Probleme da fängt das Netz die Überspannung ab. Aber ein Hybrid WR 
schaltet bei einem Netzausfall in den Inselbetrieb um und dann kann es 
ja Probleme geben wenn die Wärmepumpe läuft. Entweder müsste sie weiter 
laufen bis das Netz wiederkommt oder es kann ungewiss enden.
Es ist mir aber eingefallen dass eine Induktivität bei 
Stromnulldurchgang eigentlich keine Abschalt Spannung induzieren sollte. 
Da könnte man doch drei Triacs in die Zuleitung zwischenschalten und 
bevor das Schütz ausschaltet die Triac Ansteuerung wegschalten. Dann 
würden die Triacs schön nacheinander mit 120 Grad Abstand bei Strom Null 
löschen und es könnte doch nichts passieren? Hab bei der E-Technik doch 
aufgepasst :-)

von Rolf (rolf22)


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Petr Z. schrieb:
> Es ist mir aber eingefallen dass eine Induktivität bei
> Stromnulldurchgang eigentlich keine Abschalt Spannung induzieren sollte.

Na ja, die jeweilige Wicklung befindet sich ständig in einem 
veränderlichen Fremd-Magnetfeld. Irgendwas wird also immer induziert.

von Carypt C. (carypt)


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rainer berücksichtigt vielleicht den fall, daß ein 
permanentmagneterregter motor involviert ist.

von Petr Z. (petr_z)


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Es ist ein gewöhnlicher Asynchronmotor mit Kurzschlussläufer.

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