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Stillstandsmoment bei Synchron und Asynchronmotoren

Erstellt von: dynamicS am: 13.06.2013 16:06 (22 Antworten)

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13.06.2013 16:06	Bewerten (0)
dynamicS Beiträge: 113 Bewertung: (0)	Hi community, ich brauche für eine Anwendung einen Antrieb, welcher auch ein Stillstandsmoment (also bei n = 0) erzeugen kann. Bei Antriebssystemen mit einen Synchronmotor weiß ich, dass das möglich. Kann man denn einen Asynchronmotor in Verbindung mit einem geeigneten Umrichter so regeln, das er auch ein Stillstandmoment (n = 0) erzeugen kann? Oder geht das von der Physik des Motors her schon garnicht? Gruß dynamicS
dynamicS Beiträge: 113 Bewertung: (0)
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13.06.2013 18:43	Bewerten (1)
Technology Team Platin-Experte Beigetreten: 11.10.2006 Letzter Bes: 30.10.2024 Beiträge: 5931 Bewertung: (813)	Hallo, auch Asynchronmotoren im Umrichterbetrieb können bei Drehzahl Null das Stllstandsmoment M_0dauerhaft erzeugen. Die Kennlinien aus dem Projektierungshandbuch der 1PH8 Aynchronmaschinen können als Referenz herangezogen werden: https://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll?func=cslib.csinfo&objId=46484744&nodeid0=28311063&load=treecontent&prodLstObjId=33629488&lang=de&siteid=csius&aktprim=0&objaction=csview&extranet=standard&viewreg=WW
	With best regards, Technology Team Application consulting and pre sales support for SINAMICS, SIMATIC Technology, SIMOTION, SIMOTICS and MOTION CONNECT
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13.06.2013 23:21	Bewerten (0)
dynamicS Beiträge: 113 Bewertung: (0)	Hallo, vielen Dank für den Tipp, das Dokument ist recht aufschlussreich. Meine Frage bezog sich jedoch eher auf "Standard Asynchronmotoren" wie beispielsweise die der Reihe SIMOTICS GP. Hier konnte ich in der Dokumentation nichts entsprechendes finden, das darauf hindeutet, dass im Umrichterbetrieb bei n = 0 ein entsprechendes Moment abgegeben werden kann. Ich habe die Frage sozusagen aus der Kostenperspektive gestellt. Zu meiner Anwendung: Im Stillstand müssten ca. 15 - 20 Nm aufgebracht werden. Für den Fall werde ich dann mit einem Standardmotor wohl nicht glücklich werden, oder? Gruß dynamicS
dynamicS Beiträge: 113 Bewertung: (0)
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14.06.2013 09:26	Bewerten (1)
Frischpöler Erfahrenes Mitglied Beigetreten: 12.05.2010 Letzter Bes: 30.10.2024 Beiträge: 79 Bewertung: (4)	Hallo Dynamics, wie lange sollen denn die 20Nm anstehen? Bei kurzer Zeit wird sich der Motor/ die Wicklungnicht überhitzen. Bei längerer Zeit kannst Du den Motor einfach überdimensionieren. Besser wäre ein Motor mit Fremdkühlung, da ja im Stillstand der normale Lüfter auf der Achse nicht läuft. Und einen Temp. Fühler in der Wicklung. Kleine Servomotoren haben auch keinen Lüfter, dafür eine sehr hochwertige Wicklung, bzw. Wicklungsisolierung die 150 Grad aushält. Für den Umrichter ist eine Asy. Maschine sogar "schöner" da dort im Stillstandsmoment das Drehfeld läuft. Bei Synchronmotoren läuft dann das Drehfeld nicht und der Strom ist ungleichmäßig auf den einzelnen Leistungstransistoren Blockförmig eingeprägt.

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14.06.2013 10:26	Bewerten (1)
Technology Team Platin-Experte Beigetreten: 11.10.2006 Letzter Bes: 30.10.2024 Beiträge: 5931 Bewertung: (813)	Hallo dynamicS, Frischpöler hat das gut zusammengefasst. Für den Umrichter stellt die Anforderung Stillstandsmoment vor keine Probleme. Bei den Motoren muss man ein bisschen aufpassen. Aber aucheigenbelüftete Motoren können Stillstandsmoment aufbringen. Dazu wird die Kennlinie bei niedrigen Drehzahlen etwas nach unten gezogen. Ich habe dazu ein SIZER-Projekt erstellt (siehe Anhang). In der Dokuist auch die Motorenkannlinie eines eigenbelüfteten1LE1-Motorsabgebildet. Als Last wurden 20Nm von 0-1500rpm angenommen. Solange die Punkte der Grundlastunter der grünenMotorenkennlinie ligen konnen diese Lastpunkte dauerhaft gefahren werden. Als Umrichter ist der kostengünstige G120 eingesetzt. Um selbst solche Projekte durchzurechnen und auszulegen empfehle ich dasfreeware Programm SIZER: https://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll?func=cslib.csinfo&lang=de&objid=10804987&subtype=133100&caller=view Dateianhang SIMOTICS GP M_0.pdf (478 Downloads)
	Zuletzt bearbeitet von: O_Moderator am: 6/14/2013 12:01 PM With best regards, Technology Team Application consulting and pre sales support for SINAMICS, SIMATIC Technology, SIMOTION, SIMOTICS and MOTION CONNECT
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14.06.2013 12:19	Bewerten (0)
dynamicS Beiträge: 113 Bewertung: (0)	Hallo, also erstmal Danke euch beiden, für die ausführliche Hilfestellung! Das Tool werde ich mir auf jeden Fall downloaden. Das Moment von 20 Nm soll ca. in dem Bereich 500ms - 2s aufgebracht werden. Frischpöler Für den Umrichter ist eine Asy. Maschine sogar "schöner" da dort im Stillstandsmoment das Drehfeld läuft. Bei Synchronmotoren läuft dann das Drehfeld nicht und der Strom ist ungleichmäßig auf den einzelnen Leistungstransistoren Blockförmig eingeprägt. Diese Aussage (... das Drehfeld läuft ...) hat mich dann doch stutzig gemacht. Vielleicht habe ich meine Frage falsch gestellt. Bei meiner Anwendung wird es so sein, dass der Motor im Stillstand ein Moment aufbringen muss (ich bezeichne es jetzt mal als Haltemoment); dieses Haltemoment wird jedoch von außen nicht voll abgestützt, d.h. das äußere Moment wird auf jeden Fall immer kleiner sein als das Haltemoment. Wird dann in einem solchen Fall der Asynchronmotor langsam zu Laufen beginnen? Ich hoffe ich konnte es jetz verständlicher formulieren. dynamicS
dynamicS Beiträge: 113 Bewertung: (0)	Zuletzt bearbeitet von: dynamicS am: 14.06.2013 12:21
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14.06.2013 14:07	Bewerten (1)
Technology Team Platin-Experte Beigetreten: 11.10.2006 Letzter Bes: 30.10.2024 Beiträge: 5931 Bewertung: (813)	Hallo dynamicS, 20Nm über 2 sec. wird der Motor sicher im Stillstand aushalten. Dass dabei das Ständerfeld (trotz Rotorstillstand) weiter umläuft liegt am Funktionsprinzip der Asynchronmaschine. Das Rotorfeld wird durch Induktion erzeugt und die kann nur durch Schlupf entstehen (=Differenz zwischen Ständerdrehfeldfrequenz und Rotordrehfeldfrequenz). Der Rotor steht also still (=Stillstand)und das Ständerfeld läuft mit der dem geforderten Momententsprechenden Freuqenz um. Das entlastet den Umrichter weil der feldbildende Strom auf die 3 IGBT-Brücken verteilt wird und nicht auf einer Brücke dauerhaft ansteht. Um eine Last im Stillstand zu halten (z.B. einen Aufzug) muss immer Kräftegleichgewicht herrschen. Zieht der Motor mit größerer Kraft nach oben als die Last nach unten zieht bewegt sich der Aufzug nach oben und umgekehrt. Den Stillstand kann man aber mit einem Drehzahlregler (n*=0) erzeugen. Dieser sorgt für den Stillstand. Der unterlagerte Drehmomentregler erzeugt dann abhängig von der Last das entsprechende Haltemoment um auch veränderliche Lasten in Stillstand zu halten. (Z.B. eine Person betritt den Aufzug) Das geht solange gut, bis die Momentengrenzen erreicht sind. Ab dann gehts abwärts.
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14.06.2013 15:01	Bewerten (0)
dynamicS Beiträge: 113 Bewertung: (0)	Hallo TechTeam, super, danke für die Erklärung. Jetzt is alles klar! Ok, dann ist meine Anwendung auf alle Fälle mit einem Asynchronmotor zu realisieren. Wenn wir jetzt mal die Kosten außen vor lassen, welchen Antrieb würdest du für eine solche Anwendung einsetzten? Synchron (Servo) oder Asynchron? Dann noch eine Frage zu der Regelung. Haben die Umrichter der Reihe G120 alle einen Drehzahlregler mit unterlagertem Momentenregler? Spricht man dann bei deiser Art von Regelung von einer feldorientierten Regelung, schon oder? Gruß dynamicS
dynamicS Beiträge: 113 Bewertung: (0)
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14.06.2013 16:22	Bewerten (0)
Technology Team Platin-Experte Beigetreten: 11.10.2006 Letzter Bes: 30.10.2024 Beiträge: 5931 Bewertung: (813)	Hallo, den SINAMICS G120 mit dem PM240 gibt es in verschiedenen Kommunikations und Funktionsausführungen. Katalog In Kürze erscheint die CU250S-2, diese kann eine echte Drehzahlregelung mit Impulsgeber. Dem Drehzahlregler ist eine Momentbegrenzung nachgelagert. Funktionsdetails können dem Listenhandbuch CU250S-2entnommen werden. Der Vollständigkeit halber noch die Betriebsanleitung zur CU250S-2 Die CU240E/B-2, kann nur eine geberlose Drehzahlregelung (SLVC). Dem Drehzahlregler ist ebenfallseine Momentbegrenzung nachgelagert. Funktionsdetails können dem Listenhandbuch CU250E/B-2entnommen werden. Der Vollständigkeit halber noch die Betriebsanleitung zur CU240E/B-2 Die grundlegende Funktion kann auch den Masken des Inbetriebnahmewerkzeuges Starter entnommen werden.
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24.06.2013 13:07	Bewerten (0)
phe Mitglied Beigetreten: 07.10.2005 Letzter Bes: 24.06.2019 Beiträge: 15 Bewertung: (0)	Leider kann ich mich nicht der Aussage anschließen "Für den Umrichter stellt die Anforderung Stillstandsmoment vor keine Probleme." Ein Umrichterbetriebmit niedrigen Ausgangsfrequenzen und hohen Ausgangsströmen ist gesondert zu betrachten. Hier muß in der Regel ein Deraiting vorgenommen werden, also ein größerer Umrichtert gewählt werden. Meiner Meinung nach unterstütz hier der Sizer diese Betrachtung nicht!

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