Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leiterstrom bei Stern oder Dreieckschaltung bei Gebläsemotoren


von Karl-alfred R. (karl-alfred_roemer)


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Hallo zusammen,

nehmen wir an, wir hätten einen Gebläsemotor in der 1 kW Klasse mit 
einem Asynchronmotor.  Bei Asynchronmotoren liegt die Drehzahl ja immer 
mehr oder weniger knapp unter der Drehzahl des Drehfeldes. Also z.B. je 
nach Polzahl bei 2900 oder 1450, 950 U/min bei Nennleistung.
Nehmen wir an, der Motor wäre so dimensioniert, dass er auch bei 
Sternschaltung genügend Leistung für das Gebläserad abgeben könnte.
Beschaltet man die Motoren im Klemmbrett von Stern auf Dreieck, müsste 
die Drehzahl ein wenig ansteigen, weil der Schlupf geringer wird. (denke 
ich mal)

Meine Frage ist: Da die abgegebene Motorleistung annähernd konstant 
bleibt, müsste sich die Leiterspannung (also auf den drei Phasen) doch 
auch kaum ändern?
Oder habe ich hier einen Denkfehler ?

Danke und viele Grüße
Karl-Alfred Römer

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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von Karl-alfred R.schrieb:
>Da die abgegebene Motorleistung annähernd konstant
>bleibt,

Die maximale Leistung die der Motor abgeben kann verringert
sich wenn von Dreieck auf Stern umgeschaltet wird.
Wenn die Nennspanunng bei Stern 400V ist wird er bei
bei Dreieck überlastet. Er darf dann nur mit 230V
Drehstromnetz betrieben werden.

von Karl B. (gustav)


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Karl-alfred R. schrieb:
> der Motor wäre so dimensioniert, dass er auch bei
> Sternschaltung genügend Leistung für das Gebläserad abgeben könnte.

Wie stellst Du Dir das praktisch vor?
Mit denselben Wicklungen? Einmal an 400V dann an 230V?
Berichte einmal.

ciao
gustav

von Karl-alfred R. (karl-alfred_roemer)


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Danke für Eure Antworten.

@Günter
Ja das ist mir klar. Ich gehe von normalem Haushaltsstrom aus, wo ja 
Außenleiter gegen Null 230V und Außenleiter gegen Außeneiter 400V 
anliegen.
Nehmen wir an, der Hersteller hätte für dieses Gebläse vorgesehen, dass 
es im Betrieb in Dreieck angeklemmt sein müsste.
Und nun würde man diesen Motor versehentlich im Stern anklemmen. Dadurch 
würde die Strangspannung ja sinken, also von daher kein Problem. 
Allerdings würde auch die maximale Motorleistung um Faktor 3 sinken, 
falls ich es richtig verstanden hätte.

Betrachten wir zwei unterschiedliche Fälle:

Fall 1: Die Motorleistung würde auch in Sternschaltung noch ausreichen. 
Z.B. würde das Gebläserad bei 2950 U/min 1 kW Leistung erfordern, der 
Motor hätte in Dreieckschaltung 5 kW und demnach in Sternschaltung 1,33 
kW. Der Motor wäre also nicht überlastet.

Was würde jetzt mit dem Leiterstrom (also der Strom in den drei Phasen 
in der Zuleitung) passieren?  Ich nehme an, er würde ungefähr gleich 
bleiben?

Fall 2:  Der Motor hätte in Dreieckschaltung genügend Leistung, in 
Sternschaltung aber zu wenig Leistung um das Gebläserad mit Nenndrehzahl 
zu drehen.  Dann würde die Drehzahl soweit absinken bis das Gebläse die 
gleiche Leistung anfordern würde, wie der Motor liefern würde. Also 
hätten wir einen relativ großen Schlupf und damit sehr hohe induzierte 
Ströme im Käfig des Rotors. Der würde sich erwärmen.  Nach meinen 
Überlegungen müsste jetzt der Leiterstrom ansteigen.
Ist das so richtig?




@Karl B. Gustav

Ja ein und derselbe Motor. Nur anders angeklemmt.
Der Motor wäre für 230V konstruiert und der Stromanschluss wäre ein ganz 
normaler dreimaliger Haushalts-Drehstromanschluss der ja auch zwischen 
den Außenleitern 400V und Außenleiter gegen Neutralleiter 230V hat.

Viele Dank nochmal
und
viele Grüße
Karl

: Bearbeitet durch User
von Thomas R. (thomasr)


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Wenn der Motor für 400Volt Dreieck vorgesehen ist wird er in Stern nur 
1/3 seiner Nennleistung haben. Das geht nur gut solange der Motor nicht 
seine Nennleistung abgeben muß, was er aber bestimmungsgemäßem Gebrauch 
bei etwa der halben Nenndrehzahl (Belastung durch das 
Lüfterrad/Luftstrom) müsste. Dann wird er überlastet.

Siehe auch Stern/Dreieck Anlaufschaltung

: Bearbeitet durch User
von Giovanni (Gast)


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Die abgegebene Leistung des Motors wird immer durch die Last bestimmt.
Die Rotorfrequenz (bzw der Schlupf) ist gleich Drehmoment / Fluss^2

==> in der Sternschaltung wäre das max. Drehmoment nur 1/3.

Lüfter und Pumpen haben eine Leistungskennlinie P proportional n^3. D.h. 
10% weniger Drehzahl würde ~ 30% weniger Leistung ergeben.

DAHER kann Stern-Dreieck-Anlauf für Lüftern nur verwendet werden, wenn 
der Lüfter beim Start gedrosselt ist (Luftmenge=0). Sonst wird das nix.

Macht man das nicht, dann bleibt der Motor beim Start "hängen" und das 
ergibt einen Stromstoß bei der Umschaltung auf Dreieck. Und genau das 
wollte man vermeiden.

von Karl-alfred R. (karl-alfred_roemer)


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Hm. Eure Antworten sind sicher alle richtig, aber nicht die Antwort auf 
meine Frage. Ich scheine meine Frage nicht verständlich formuliert zu 
haben.

Ich wollte doch nur wissen, wie sich die Leiterströme ändern, wenn man 
ein gegebenes Drehstrom-Gebläse anstatt Dreieck auf Stern klemmt.
Einmal für den Fall, dass der Motor auch bei Stern noch genügend 
Leistung liefert um das Gebläserad mit Nenndrehzahl zu drehen und 
einmal, wo die Leistung nicht ganz ausreicht.

Ich formuliere meine Frage morgen noch mal in aller Ruhe neu.

von Darius (dariusd)


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Hallo,

mir scheint es, dass Giovanni die Frage, zumindest in der Theorie schon 
beantwortet hat.

Giovanni schrieb:
> DAHER kann Stern-Dreieck-Anlauf für Lüftern nur verwendet werden, wenn
> der Lüfter beim Start gedrosselt ist (Luftmenge=0). Sonst wird das nix.
>
> Macht man das nicht, dann bleibt der Motor beim Start "hängen" und das
> ergibt einen Stromstoß bei der Umschaltung auf Dreieck.

So hart wird das in der Praxis nicht sein - der Lüfter wird anlaufen 
aber, sobald ein gewisser Luftstrom aufgebaut ist 
("Luftstromleistung"... na ja eine bessere Bezeichnung fällt mir nicht 
ein) wird der Motor bis zu einer geringen Drehzahl (geringen Luftstrom) 
"zusammenbrechen" dann wieder hochfahren, zusammenbrechen usw. bis das 
in einer realen Schaltung vorhandene Schutzelement auslöst.
Der Stromstoß beim Umschalten wird heftig sein (wie auch die mechanische 
Belastung - gar nicht gut), aber auch nicht so hoch als wenn man direkt 
in Dreieck einschaltet.
Eventuell wird in einer echten Schaltung bei so einer "harten" 
Dreiecksumschaltung ein Sicherheitsbauteil (z.B. Motorschutzschalter) 
auslösen.

Um nochmal auf eine praktische Realisation zurückzukommen:
Je nach Leistung des Lüfters -1kW Nennleistung ist schon eine 
Hausnummer- kann ein kleiner (China-) FU die Preiswertere und 
komfortablere Lösung im Vergleich zu einer klassischen Schütz Stern 
Dreieckumschaltung (die ja auch noch ein Zeitrelais und oder 
irgendwelche Motorstromsensoren benötigt) sein.
Allerdings darf nicht jeder Motor (Lüfter) dauerhaft mit irgendeiner 
Drehzahl zwischen "Er fängt an zu drehen" und 100% betrieben werden.
Die Abwärme muss begrenzt werden, und "billige" Motoren sind dafür auf 
Nenndrehzahl ausgelegt.

: Bearbeitet durch User
von Giovanni (Gast)


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Versuch einer neuen Antwort
Definition:
* Leiterstrom = Strom in der Zuleitung zum Motor
* Gebläse nicht gedrosselt.

Fall 1: Die mechanische Leistung wird etwas kleiner. Der Blindstrom wird 
auch etwas kleiner da weniger gesättigt ==> Der Strom wird etwa gleich 
bleiben, da je die abgegebene Leistung etwa gleich bleibt. Wenn das 
funktioniert, dann ist der Motor zu reichlich dimensioniert.

Fall 2: Wäre der Motor kleiner dimensioniert, dann kann es passieren, 
dass das Kippmoment bei Stern unter den Moment der Gebläsekennlinie 
liegt. Dann läuft er mit geringer  Drehzahl mit größerem Strom (hohe 
Verluste im Rotor) und brennt dann ab - wenn er nicht geschützt ist.

==> Deine Zusammenfassung von 17:30 ist korrekt.

von Karl-alfred R. (karl-alfred_roemer)


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Vielen Dank lieber Darius und Giovanni für Eure sehr guten Antworten. 👍
Ich denke, mir ist jetzt alles klar.

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