Ströme vor FU-gesteuertem Motor?

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo!

Bei Motoren ist es ja so, daß beispielsweise ein 15kW-Motor am üblichen 400V-Netz 29,3A aufnimmt (Werte aus Eaton Schaltungsbuch). Wenn dieser Motor einen Leistungsfaktor von 0,84 hat und kompensiert wird, wird der Strom ja geringer. Wenn man auf cos phi = 0,95 kompensiert, sinkt der Strom auf 25,9A.

Der Motor an einem Frequenzumrichter braucht ja den gleichen Strom, aber den Blindstrom liefert der FU. Somit müßte vor dem Frequenzumrichter der aufgenommene Strom geringer sein als der Motorstrom. Die Verluste des FU kommen zwar dazu, aber ich frage mich, wie hoch der Netzstrom nun ist.

Weder im Schaltungsbuch noch in Unterlagen zur Blindstromkompensation oder zu Frequenzumrichtern habe ich zu dieser Frage Antwort bekommen. Da steht dann zwar, daß der cos phi 1 oder nahe 1 sei, aber ob der Strom nun wirklich nennenswert sinkt oder die Differenz vom Verlust des FU verbraten wird, bleibt mir unklar.

Könnt Ihr mir helfen?

Hans

#2

Hallo Hans,

Weder im Schaltungsbuch noch in Unterlagen zur
Blindstromkompensation oder zu Frequenzumrichtern habe ich zu
dieser Frage Antwort bekommen. Da steht dann zwar, daß der cos
phi 1 oder nahe 1 sei, aber ob der Strom nun wirklich
nennenswert sinkt oder die Differenz vom Verlust des FU
verbraten wird, bleibt mir unklar.

Im FU wird zuerst einmal Gleichspannung (Zwischenkreis) erzeugt, es gibt also keinerlei Beziehung zwischen Netzfrequenz und Drehzahl.
Der cos phi des FUs bezieht sich auf den Zwischenkreis.

Auf der Motorseite sieht es auch ganz anders aus. Der Motor wird mit der Chopperfrequenz, meist irgendwo im kHz-Bereich angesteuert. Hier sagt aber die Phasenverschiebung zwischen Chopperspannung und -strom nichts aus.
Das Drehfeld wird dann durch Modulation von Chopperspannung und -Strom, meist über PWM, erzeugt. Der hier auftretende Schlupf wird dann noch ausgeregelt.

Die Stromaufnahme des FU entspricht aber schon der Leistungsabgabe des Motors plus aller Verluste im Motor und des FUs.
Die Berechnung des Wirkungsgrades geht aber nicht mehr so einfach, über den cos phi, wie beim normalen Betrieb an der Netzfrequenz.

Durch die Chopperfequenz steigen z.B. die Ummagnetisierungsverluste im Motor an. Verluste durch die Ausgangstufe des FUs hat man sonst gar nicht.
Die Reglung im FU benötigt auch noch etwas zusätzlichen Strom.

MfG Peter(TOO)

#3

Hallo Peter,

Die Stromaufnahme des FU entspricht aber schon der
Leistungsabgabe des Motors plus aller Verluste im Motor und
des FUs.

Die Berechnung des Wirkungsgrades geht aber nicht mehr so
einfach, über den cos phi, wie beim normalen Betrieb an der
Netzfrequenz.

Du meinst den Blindleistungsbedarf, der wird über den cos phi berechnet. Das meinte ich auch, daß ja normalerweise die vom Motor benötigte Blindleistung wahlweise von Kompensationskondensatoren statt vom Netz zur Verfügung gestellt werden kann. Dadurch wird das Netz ja mit weniger Scheinleistung, also weniger Strom belastet.

Durch die Chopperfequenz steigen z.B. die
Ummagnetisierungsverluste im Motor an. Verluste durch die
Ausgangstufe des FUs hat man sonst gar nicht.
Die Reglung im FU benötigt auch noch etwas zusätzlichen Strom.

Mit anderen Worten: Wenn der Maschinenhersteller für den Netzstrom auf Anfrage den gleichen Strom angibt wie der Motorstrom ist, dann kann das durchaus richtig sein?

Hätte ich gar nicht gedacht. Dann steigt ja die Wirkleistung gegenüber Antrieb ohne FU sogar nicht unwesentlich an.

Hans