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roadrunner(R)

07.11.2017,
19:14
 

Bremsmodul Drehstrommotor (Elektronik)

Hallo Leute,


Ich beschäftige mich seit einiger zeit mit solchen GleichstromBremsgeräten da
ich ihre Funktionsweise bezüglicher der Einweggleichrichter-Schaltung
noch nicht ganz verstehe und die genaue Funktionsweise.
Möchte auch mal gerne selber so eines bauen, dafür fehlen mir aber noch ein paar notwendige kenntnisse.

Ich hab die Gleichstrombremsung einmal ohne Modul mit eigener schaltung zu
Hause an einem 3kw drehstrommotor ausprobiert. Spannungsversorgung hab
ich ein 12V DC netzteil genommen mit 1,2A. Da die schwungmasse am Motor
nicht vorhanden war, bzw nix an der Welle montiert war hats wunderbar
geklappt und der motor stand innerhalb von 2s still. Also plus an L1 und
GND an L2. Wie die ganze sache aber aussieht, wenn ein Kreissägeblatt
dran wär weis ich nicht, hab ich noch nicht getestet, da ich persönlich
glaube, dass man mit 12V und 1,2A da nicht mehr weit kommen wird, da die
Gleichspannung ja ca. das 2,5 fache des Gerätenennstromes sein soll!?
Hab ich zumindest nach langen recherchen gelesen, bitte berichtigt mich,
wenn ich da falsch liege.
Was ich noch nict ganz kapiere ist wie eine gleichspannung im
Drehstrommotor funktionieren soll ohne Ground? Die Module laufen ja so,
dass bei L1 und L2 eine gleichspannung anliegt bzw. ist das ja
eigentlich eine mischspannung oder? aber wo kommt dann die masse her,
dass der gleichstrom einen geschlossenen Stromkreis bildet?

Vl. kann mir das ja wer erklären?

Vielen Dank

Wolfgang Horejsi

E-Mail

07.11.2017,
19:40

@ roadrunner

Bremsmodul Drehstrommotor

» Was ich noch nict ganz kapiere ist wie eine gleichspannung im
» Drehstrommotor funktionieren soll ohne Ground? Die Module laufen ja so,
» dass bei L1 und L2 eine gleichspannung anliegt bzw. ist das ja
» eigentlich eine mischspannung oder? aber wo kommt dann die masse her,
» dass der gleichstrom einen geschlossenen Stromkreis bildet?
»
» Vl. kann mir das ja wer erklären?

Der Drehstrommotor funktioniert ja im Normalbetrieb so, dass das elektrische Drehfeld sich mit 50Hz, das entspricht 3000U/min (50*60s) dreht. Der Anker dreht sich nicht mit 3000 Umdrehungen, denn sonst würde kein Strom induziert, weil aus Sicht des Ankers das elektrische Feld stehen würde. Dann kommt der Schlupf ins Spiel. Umso größer der Schlupf, desto größer die induzierten Ströme und umso kräftiger das Magnetfeld. Das erst einmal zum normalen Betrieb des DSAM und ich finde, das sollte man verstanden haben, bevor man sich weiter mit dem Motortyp beschäftigt. So, nun bekommt der Motor Gleichstrom. Im Stand fließt der Gleichstrom durch den Stator und das wars. Aber solange der Motor dreht, gibt es eine Differenz zwischen dem elektrischen Feld (mit 0Hz) und der Rotordrehzahl. Und wie beim Schlupf indiziert diese Differenzfrequenz Strom im Anker und wie beim Normalbetrieb versucht (blöder Ausdruck, ich weiss) der Anker sich der Drehzahl des elektrischen Feldes anzunähern. Allerdings ist die Bremswirkung umso stärker, je schneller der Anker sich dreht und im Stillstand ist sie folglich null. Der DASM hat bei Gleichstrombremsung also kein Haltemoment, wie z.B. ein Stepper.

Für den elektrischen Anschluss ist es fast egal, welche Wicklung den Bremsstrom bekommt.
Mischspannung? Was meinst du damit, der Drehstrom wird natürlich vor der Gleichstrombremsung abgeschaltet und es fließt nur der Gleichstrom.

Gastl

07.11.2017,
19:46

@ Wolfgang Horejsi

Bremsmodul Drehstrommotor

Bei uns sind Geräte mit 30A und mehr im Einsatz um Brotschmeidemaschinen zu stoppen.

Steffen

07.11.2017,
19:58

@ Wolfgang Horejsi

Bremsmodul Drehstrommotor

» » Was ich noch nict ganz kapiere ist wie eine gleichspannung im
» » Drehstrommotor funktionieren soll ohne Ground? Die Module laufen ja so,
» » dass bei L1 und L2 eine gleichspannung anliegt bzw. ist das ja
» » eigentlich eine mischspannung oder? aber wo kommt dann die masse her,
» » dass der gleichstrom einen geschlossenen Stromkreis bildet?
» »
» » Vl. kann mir das ja wer erklären?
»
» Der Drehstrommotor funktioniert ja im Normalbetrieb so, dass das
» elektrische Drehfeld sich mit 50Hz, das entspricht 3000U/min (50*60s)
» dreht. Der Anker dreht sich nicht mit 3000 Umdrehungen, denn sonst würde
» kein Strom induziert, weil aus Sicht des Ankers das elektrische Feld stehen
» würde.

Das Feld kann auch voreilen. Siehe Synchronmotor.
Auch diesen gibt's für 3 Phasen.

Dann kommt der Schlupf ins Spiel. Umso größer der Schlupf, desto
» größer die induzierten Ströme und umso kräftiger das Magnetfeld. Das erst
» einmal zum normalen Betrieb des DSAM und ich finde, das sollte man
» verstanden haben, bevor man sich weiter mit dem Motortyp beschäftigt. So,
» nun bekommt der Motor Gleichstrom. Im Stand fließt der Gleichstrom durch
» den Stator und das wars. Aber solange der Motor dreht, gibt es eine
» Differenz zwischen dem elektrischen Feld (mit 0Hz) und der Rotordrehzahl.
» Und wie beim Schlupf indiziert diese Differenzfrequenz Strom im Anker und
» wie beim Normalbetrieb versucht (blöder Ausdruck, ich weiss) der Anker sich
» der Drehzahl des elektrischen Feldes anzunähern. Allerdings ist die
» Bremswirkung umso stärker, je schneller der Anker sich dreht und im
» Stillstand ist sie folglich null. Der DASM hat bei Gleichstrombremsung also
» kein Haltemoment, wie z.B. ein Stepper.
»
» Für den elektrischen Anschluss ist es fast egal, welche Wicklung den
» Bremsstrom bekommt.
» Mischspannung? Was meinst du damit, der Drehstrom wird natürlich vor der
» Gleichstrombremsung abgeschaltet und es fließt nur der Gleichstrom.

Steffen

07.11.2017,
21:36

@ roadrunner

Bremsmodul Drehstrommotor

» Hallo Leute,
»
»
» Ich beschäftige mich seit einiger zeit mit solchen GleichstromBremsgeräten
» da
» ich ihre Funktionsweise bezüglicher der Einweggleichrichter-Schaltung
» noch nicht ganz verstehe und die genaue Funktionsweise.
» Möchte auch mal gerne selber so eines bauen, dafür fehlen mir aber noch ein
» paar notwendige kenntnisse.
»
» Ich hab die Gleichstrombremsung einmal ohne Modul mit eigener schaltung zu
»
» Hause an einem 3kw drehstrommotor ausprobiert. Spannungsversorgung hab
» ich ein 12V DC netzteil genommen mit 1,2A. Da die schwungmasse am Motor
» nicht vorhanden war, bzw nix an der Welle montiert war hats wunderbar
» geklappt und der motor stand innerhalb von 2s still. Also plus an L1 und
» GND an L2. Wie die ganze sache aber aussieht, wenn ein Kreissägeblatt
» dran wär weis ich nicht, hab ich noch nicht getestet, da ich persönlich
» glaube, dass man mit 12V und 1,2A da nicht mehr weit kommen wird, da die
» Gleichspannung ja ca. das 2,5 fache des Gerätenennstromes sein soll!?
» Hab ich zumindest nach langen recherchen gelesen, bitte berichtigt mich,
» wenn ich da falsch liege.
» Was ich noch nict ganz kapiere ist wie eine gleichspannung im
» Drehstrommotor funktionieren soll ohne Ground? Die Module laufen ja so,
» dass bei L1 und L2 eine gleichspannung anliegt bzw. ist das ja
» eigentlich eine mischspannung oder? aber wo kommt dann die masse her,
» dass der gleichstrom einen geschlossenen Stromkreis bildet?
»
» Vl. kann mir das ja wer erklären?
»
» Vielen Dank

Die Masse bringt dein Gleichstrom ja mit.
Anlegen muß man sie ja irgendwie.
Ich beweg mich mal ein bisschen aufs Glatteis....
Durch Anlegen einer Gleichspannung entsteht ein stehendes Magnetfeld im Stator, im Rotor arbeitet jedoch ein induziertes, entgegengesetzes durch den Kurzschlussläufer.
Prinzipiell ähnlich einer Wirbelstrombremse.

Gruß Steffen

roadrunner(R)

09.11.2017,
18:39

@ roadrunner

Bremsmodul Drehstrommotor

Ok soweit klar.Die benötigte Gleichspannung hängt ja vom Resultierenden, bzw. Gesamtwiderstand aller Wicklungen ab.

Jetzt will ich den Gesamtwiederstand errechnen, wie mache ich das, wenn der motor z.b. im Dreieck geschaltet ist?

Ich stelle mir das so vor Rges = R1+R2+R3

also Widerstand zwischen U-V V-W und W-U und diese werte dann addieren oder liege ich da komplett falsch?

Steffen

09.11.2017,
21:06

@ roadrunner

Bremsmodul Drehstrommotor

» Ok soweit klar.Die benötigte Gleichspannung hängt ja vom Resultierenden,
» bzw. Gesamtwiderstand aller Wicklungen ab.
»
» Jetzt will ich den Gesamtwiederstand errechnen, wie mache ich das, wenn der
» motor z.b. im Dreieck geschaltet ist?
»
» Ich stelle mir das so vor Rges = R1+R2+R3
»
» also Widerstand zwischen U-V V-W und W-U und diese werte dann addieren oder
» liege ich da komplett falsch?

Paßt schon, das "Dreieck" mußt du aber auftrennen und dort den Gleichstrom einspeisen.
Also die Wicklungen in Reihe.
Ich kann jetzt aber nix über die "rückwirkende Energie" / Bremsstrom/ Generatorbetrieb....sagen.

Gruß Steffen

Offroad GTI(R)

09.11.2017,
21:18
(editiert von Offroad GTI
am 09.11.2017 um 21:41)


@ roadrunner

Bremsmodul Drehstrommotor

» Jetzt will ich den Gesamtwiederstand
Widerstand.

» errechnen, wie mache ich das, wenn der
» motor z.b. im Dreieck geschaltet ist?
Wie wäre es mit messen?

» Ich stelle mir das so vor Rges = R1+R2+R3
Nein. Eine Wicklung liegt ja immer parallel zur Reihenschaltung der beiden anderen Wicklungen.
Rges=(R*2R)/(R+2R)=2R/3

Offroad GTI(R)

09.11.2017,
21:27
(editiert von Offroad GTI
am 09.11.2017 um 21:43)


@ Steffen

Bremsmodul Drehstrommotor

» Paßt schon, das "Dreieck" mußt du aber auftrennen und dort den Gleichstrom
» einspeisen.
Muss er nicht.
Die beste Bremswirkung wird mit einer herkömmlichen Dreieck- bzw. Sternschaltung erreicht.
http://www.dmc-global-service.com/Main/DANweb/Vault/CommLit/ABP_DE_Gesamt_ms.pdf
Seite 85

xy(R)

E-Mail

09.11.2017,
21:55

@ Offroad GTI

Bremsmodul Drehstrommotor

» » Paßt schon, das "Dreieck" mußt du aber auftrennen und dort den
» Gleichstrom
» » einspeisen.
» Muss er nicht.

Wäre auch schön blöd alle drei Wicklungen gleichsinnig zu bestromen, gibt nahezu null Bremswirkung.

Steffen

09.11.2017,
22:20

@ xy

Bremsmodul Drehstrommotor

» » » Paßt schon, das "Dreieck" mußt du aber auftrennen und dort den
» » Gleichstrom
» » » einspeisen.
» » Muss er nicht.
»
» Wäre auch schön blöd alle drei Wicklungen gleichsinnig zu bestromen, gibt
» nahezu null Bremswirkung.

Ist mir grad auch aufgefallen, als ich das das PDF angesehen hab.
Ich hab mich erst gewundert, wie eine Sternschaltung ( also nur 2 Spulen DC) am effizientesten bremst.
Ok..man lernt nie aus.

Gruß Steffen

roadrunner(R)

10.11.2017,
12:21

@ Steffen

Bremsmodul Drehstrommotor

Hab mir die PDF auch angesehen und dort ist auch, wie in anderen Quellen die Rede von 200-250% vom Nennstrom, für die benötigte Gleichspannung.
Ich lehne mich jetzt mal weit aus dem Fenster und nenne mal ein Beispiel wie ich mir das vorstelle, bitte berichtigt mich, wenn ich Stuss erzähle.

Drehstrommotor 4KW
380V
9,20A
0,83 Cosphi
Geschaltet in Dreieck

Die benötigte Gleichspannung rechne ich 9,20*2,5=23Volt DC

Wenn ich die 23 Volt jetzt mit einem Netzteil bzw. Trafo realisiere, müsste ich ja noch ausrechnen wieviel Ampere ich bei 23 Volt benötige oder?
Hier würde ich alle Wicklungen mit einem Ohmmeter messen, daraus dann den gesamtwiderstand errechnen und dann mit I=U/R die Ampere ausrechnen.

Was mich aber am meisten irritiert ist, dass in der PDF und auch z.B bei Wikipedia immer von der nötigen Bremsspannung die Rede ist und bei anderen Quellen vom nötigen Bremsstrom. Also was brauche ich jetzt für die Bremsung 23Volt oder 23Ampere!?

Mfg: Thomas

Offroad GTI(R)

10.11.2017,
12:36

@ roadrunner

Bremsmodul Drehstrommotor

» Hab mir die PDF auch angesehen und dort ist auch, wie in anderen Quellen
» die Rede von 200-250% vom Nennstrom, für die benötigte Gleichspannung.
Dann hast du falsch gelesen. Du kannst vom Motorstrom nur auf den Bremsstrom schließen. Der Strom ist es schließlich, welcher das Magnetfeld aufbaut und damit für das Bremsmoment sorgt.

» Was mich aber am meisten irritiert ist, dass in der PDF und auch z.B bei
» Wikipedia immer von der nötigen Bremsspannung die Rede ist und bei anderen
» Quellen vom nötigen Bremsstrom.
Kenne die Quellen nicht. Aber Strom und Spannung hängen schließlich voneinander ab. Und ob nun von Bremsstrom oder Bremsspannung die Rede ist, ist nebensächlich, solange der resultierende Bremsstrom für den jeweiligen Motor angemessen ist.

roadrunner(R)

10.11.2017,
16:47

@ Offroad GTI

Bremsmodul Drehstrommotor

Da für den Gleichstrom nur der ohmsche Widerstand der Ständerwicklungen wirksam ist, muss die Höhe der verwendeten Gleichspannung erheblich unter dem Effektivwert der Motornennspannung liegen.[3] Die Gleichspannung kann etwa zehn bis fünfzehn Prozent der Nennwechselspannung betragen.[1] Allerdings richtet sich die Höhe der erforderlichen Gleichspannung nicht nur nach der Nennspannung des Motors, sondern auch nach der Motornennleistung. Für Motoren mit großer Motornennleistung werden bei gleicher Nennspannung des Motors niedrigere Spannungswerte benötigt als für Motoren mit kleiner Motornennleistung.[2] Für ein mittleres Bremsmoment, das in etwa dem Motor-Bemessungsmoment entspricht, wird ein Gleichstrom benötigt, der etwa dem 2,5 fachen des Motornennstromes entspricht.

Quelle: Wikipedia / Gleichstrombremsen

...dem 2,5 fachen des Motornennstromes wären dann 23 Ampere,
...Die Gleichspannung kann etwa zehn bis fünfzehn Prozent der Nennwechselspannung betragen.
Das wären dann bei 380Volt 38-57 VDC.

Das noch weitere Faktroren eine Rolle spielen ist schon klar, nur wäre es hilfreich einmal zu wissen ob meine Ansätze für die Berechnung stimmen, bzw. wie man das ganze berechnet?

Offroad GTI(R)

10.11.2017,
17:21
(editiert von Offroad GTI
am 10.11.2017 um 17:26)


@ roadrunner

Bremsmodul Drehstrommotor

» Quelle: Wikipedia / Gleichstrombremsen
Ein Vollzitat von Wikipedia ist nicht nötig.

» ...dem 2,5 fachen des Motornennstromes wären dann 23 Ampere,
» ...Die Gleichspannung kann etwa zehn bis fünfzehn Prozent der
» Nennwechselspannung betragen.
» Das wären dann bei 380Volt 38-57 VDC.
Der Strom ist immer noch ausschlaggebend.
Die Angabe des Spannungsbereiches ist ohne die Motornennleistung unsinnig. Ein kleiner Motor hat schließlich einen größeren Wicklungswiderstand, als ein Motor mit größerer Leistung.
Siehe die verlinkte PDF auf Seite 86. Dort ist ein schönes* Diagramm (man beachte den Titel "Richtwerte für die Bemessung einer Gleichstrom-Auslaufbremsung" ).
*Leider wurde es im Zuge der PDF-Konvertierung etwas verunstaltet.