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en des magnetischen Flusses, nicht den größeren magnetischen Widerstand im Bereich der Pollücken überwinden zu müssen, führt zur Entstehung eines synchronen Drehmoments und zur Beibehaltung der synchronen Drehzahl bei Belastung. Wegen der fehlenden Gleichstromerregung im Läufer ist das synchrone Drehmoment eines Reluktanzmotors wesentlich geringer als das eines vergleichbaren Synchronmotors. Nach erfolgter Synchronisierung zeigen Reluktanzmotoren ein ähnliches Betriebsverhalten wie normale Synchronmotoren. Der Läufer dreht sich mit der Geschwindigkeit des Ständerdrehfeldes, die von der Netzfrequenz und der Polpaarzahl abhängig ist. Bei Belastung bleiben die ausgeprägten Läuferpole um dem Lastwinkel hinter dem Ständerdrehfeld zurück. Wird der Motor mit einem Drehmoment belastet, das größer ist als sein synchrones Kippmoment, so fällt er außer Tritt und läuft wie ein Asynchronmotor mit einer belastungsabhängigen Drehzahl weiter (Abb. 1.38b). Das Synchronisieren erfolgt erneut selbständig, sobald das Belastungsmoment das Synchronisiermoment unterschreitet. Wird der Motor jedoch mit einem Drehmoment belastet, das größer ist als sein asynchrones Kippmoment, so kommt der Läufer zum Stillstand. Aufgrund des vergrößerten Luftspalts im Bereich der Pollücken am Läuferumfang, haben Reluktanzmotoren eine verhältnismäßig große Streuung, die zu einem großen induktiven Blindleistungsbedarf und einem entsprechenden anteil führt. Dies hat einen ungünstigen Leistungsfaktor zur Folge, der bei Nennbetrieb etwa 0,4 bis 0,5 betragen kann. Bei der Projektierung von Antrieben mit Reluktanzmotoren muß dieser Blindleistungsbedarf beachtet werden. Drehstrom-Reluktanzmotoren werden hauptsächlich dort eingesetzt, wo eine Arbeitsmaschine an verschiedenen Stellen mit genau der gleichen Drehzahl angetrieben werden soll und die Verwendung eines einzigen Motors mit mechanischer Übertragung des Drehmoments an die einzelnen Antriebsstellen zu umständlich oder teuer wäre. Anwendungsbeispiele dafür sind der Antrieb von Spinnereimaschinen, Pumpen und Förderanlagen. KAPITEL 1: DREHSTROMMOTOR 51
0. Einleitung Ein statischer Frequenzumrichter ist ein leistungselektronisches Gerät, das die Drehzahl von Drehstrommotoren durch die Umformung der festen Netzspannung und Frequenz in variable Größen stufenlos steuert. Es war ein langer Weg zurückzulegen, von den ersten mit Thyristoren bestückten Frequenzumrichtern, zu den mikroprozessorgesteuerten, digitalen Geräten von heute. Die Industrie benötigt durch den immer höheren Grad der Automatisation mehr Automatik und ständig höhere Produktionsgeschwindigkeiten. Laufend werden bessere Methoden für noch effektivere Produktionsanlagen entwickelt. Elektromotoren sind ein wichtiges Standardelement in diesen Anlagen. Konstruktiv sind diese Motoren für eine feste Drehzahl ausgelegt und seit vielen Jahren wird an der optimalen Steuerung der Motordrehzahl gearbeitet. Es gibt verschiedene Methoden für die stufenlose Änderung der festen Drehzahl von Drehstrommotoren, wobei teilweise mit Leistungsverlusten oder größeren Investitionen gerechnet werden muß. Abb. 0.01 KAPITEL 0: EINLEITUNG 7
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Inhaltsverzeichnis Kapitel 0: Einle
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Allgemeines über den Computer . .
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Literaturhinweise Ergänzende Liter
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Anhang II: Allgemeine Wechselstromt
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Die Belastung kann kapazitiv sein.
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3-phasiger Wechselstrom In einem 3-
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Anhang I: Allgemeine mechanische Th
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Wenn das Moment und die Beschleunig
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Nullung (TN-System) Ein zusätzlich
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EN 50178 können Frequenzumrichter
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Spannungsunterbrechung bleiben Uhre
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Verbreitungswege Als Emission (Stö
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Die induktive Kopplung entsteht, we
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ursachen. In Freiluftanlagen kann e
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und dem GHz Bereich definiert. Wie
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Beim Kauf und der Montage eines Fre
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3. Netzverhältnisse • Netzspannu
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3. Frequenzumrichter und Drehstromm
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Betriebsbedingungen des Motors Komp
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Momentencharakteristiken des Motors
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M [%] 400 U [V] U f = 8,0 [V/Hz] 50
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Feldorientierte (Vektor) Regelung E
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U/f-Kennlinie und Flußvektorsteuer
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Automatische Motoranpassung (AMA) A
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Moderne PWM-Frequenzumrichter suche
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einer Zentrifugal-Pumpe eingezeichn
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Nach den technischen Daten des Freq
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Ein Kondensator, der zur Blindstrom
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n 2 - n 1 tacc = J × (Macc - M rei
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Reversierung Die Drehrichtung des A
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n n N n ref Abb. 3.27 t -a Einstell
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Motorbelastung und Motorerwärmung
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Wirkungsgrade Der Wirkungsgrad η e
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Beispiele aus Abb. 3.31c: 1. n = 80
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4. Die Elektronik im Steuerkreis ka
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Eine Diode läßt den Strom nur in
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Bei α zwischen 0° und 90° wird d
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Zwischenkreis Der Zwischenkreis kan
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U V U V t off ton t t off t on toff
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mal bei etwa 2 kHz und für moderne
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U U U Z U Z PAM t PWM t Abb. 2.16 M
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Der IGBT Transistor kombiniert die
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Puls-Amplituden-Modulation (PAM) Da
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Sinusgesteuerte Puls-Weiten-Modulat
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förmigen Strom zu erzeugen, ist so
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Asynchrones PWM-Verfahren Die Anfor
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• Eine Schaltfolge beginnt immer
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Die Synchronisierung zwischen Steue
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Steuerkreis Der Steuerkreis, auch S
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Das VVC-Steuerungsprinzip steuert d
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Im Gegensatz zum sinusgesteuerten P
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R S i w L Rσ U = U L L Sσ i s U q
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= Wechselrichter Netz ~ 3~ Gleichri
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Der Wechselrichter ist gegen alle S
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Seite 115 und 116: Ein Zentraleinheit Aus Abb. 2.42 De
Seite 117 und 118: Immer komplexere Systemaufbauten la
Seite 119 und 120: SPS RS 485 Abb. 2.47 Der Bus ermög
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