Hallo Bernd,
Meine Frage ist, verhindert der Einbau eines richtig dimensionierten Bremswiderstandes das „Nach bzw. Auslaufen“ des angesteuerten Motors bei Abschaltung.
Eine Maschine, welche von einem Motor angetrieben wird, speichert, wenn sie läuft, mechanische (kinetische) Energie. Wenn man den Motor jetzt plötzlich über ein Schütz abschalten würde, so würde die Maschine solange weiterdrehen, bis die kinetische Energie durch die internen Reibungswiderstände abgebaut ist. Das bedeutet, vor Allem bei hochtourigen Maschinen, eine lange Nachlaufzeit.
Nun bietet es sich bei Verwendung eines FU an, diese Nachlaufzeit dadurch zu verkürzen, dass man beim Abschalten die Frequenz innerhalb einer bestimmten Zeit auf einen Wert nahe 0Hz herunter regelt. Das bedeutet, dass der Motor beim Herunterfahren übersynchron (mit einer größeren Drehzahl als durch den FU vorgegeben) läuft. Ein übersynchron laufender Drehstrommotor wirkt aber als Generator. Das bedeutet, dass der Motor die erzeugte Energie ans Netz zurück zu speisen sucht.
Die zurückgespeiste Energie muss ja irgendwo hin. Sie fließt also in den FU. Die Rückspeisung über die Wechselrichterstufe des FU in den Gleichstromzwischenkreis ist kein Problem, aber da die Energie von dort über den Eingangsgleichrichter nichtmehr ins speisende Netz zurückfließen kann, erhöht sie erst mal die Gleichspannung im Zwischenkreis. Eine gewisse Energiemenge kann, abhängig von der Größe des Speicherelkos und seiner Spannungsfestigkeit (und der Spannungsfestigkeit der übrigen Komponenten des FU) im Zwischenkreis gespeichert werden.
Da, wenn die Zwischenkreisspannung steigt, die Stromaufnahme aus dem Netz gedrosselt wird, wird jetzt ein Teil der zurückgespeisten Energie für die Versorgung des FU verwandt. Übersteigt allerdings die zurückgespeiste Energie die Betriebsverluste des FU, so steigt die Zwischenkreisspannung solange an, bis die zulässige Maximalspannung erreicht ist. Dann schaltet der FU alle Ausgangstransistoren ab und der Motor läuft spannungslos aus, so als ob man ihn über ein Schütz abgeschaltet hätte.
Die Zeit, in der der Motor beim Abschalten aus voller Drehzahl auf 0Hz heruntergefahren wird, kann man am FU einstellen. Man nennt diese Funktion eine „Rampe“, da das Zeit/Drehzahldiagramm einer Rampe ähnelt. Je flacher ich diese Rampe einstelle, desto weniger Energie wird in der Zeiteinheit in den Zwischenkreis zurückgespeist, und ab irgendeinem Einstellwert reicht die Speicherfähigkeit des Zwischenkreises aus, die Bremsenergie komplett aufzunehmen. Für den Grenz-Einstellwert gibt es keine festen Vorgaben, sondern er hängt von der Größe und Drehzahl des Motors und der angeschlossenen Maschine ab. Man kann ihn berechnen, aber einfacher ist es, ihn experimentell zu ermitteln.
Ist es erforderlich, den Antrieb abrupter zu bremsen, als es ohne Zusatzeinrichtung am FU möglich ist, so ist der Einsatz eines Brems-Choppers (schneller elektronischer Schalter) und eines Bremswiderstandes erforderlich. Steigt jetzt die Zwischenkreisspannung beim Abbremsen auf einen zu hohen Wert an, so wird der Zwischenkreis über den Chopper mit dem Bremswiderstand verbunden, und die überschüssige Energie wird im Bremswiderstand abgebaut. Ist die Zwischenkreisspannung wieder auf einen zulässigen Wert gefallen, so trennt der Chopper den Bremswiderstand wieder vom FU.
Muss der Motor zusätzlich über eine mechanische oder elektromagnetische Bremse verfügen?
Das hängt von der Art der angetriebenen Maschine ab. Wenn die Selbsthemmung der Maschine groß genug ist, sie nach Erreichen des Stillstands in der erreichten Position verharren zu lassen, dann nicht. Anderenfalls (z.B. bei Aufzügen) ist natürlich eine Feststellbremse erforderlich.
Ich gehe mal davon aus das, ein Notausschalter in der Zuleitung vor dem FU, dann die Abbremsung verhindert.
Das kommt auf den FU an. Bei älteren Fus kann das Abschalten des FU sich wie das Abschalten des Motors über ein Schütz auswirken, bei neueren FUs fährt der FU den Motor entsprechend den eingestellten Parametern gesteuert herunter, solange die zurückgespeiste Energie ausreicht, den FU in Betrieb zu halten.
Welche Leistung für den BW benötigt man bei einem 1,5kW Motor?
Das geht aus den Projektierungsunterlagen bzw. dem Handbuch des FU hervor. Es ist unterschiedlich.
Gruß merimies
