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Hallo

Ich möchte einen Drehstrommotor mit einem Frequenzumrichter betreiben. Leider sind mir einige ganz grundlegende Zusammenhänge bezüglich der Steuerung von Motoren im Allgemeinen nicht ganz klar.

Soweit ich es verstehe haben die meisten herkömmlichen Motoren das Problem das sie ohne zusätzliche Steuerungstechnik bei niedrigen Drehzahlen sehr an "Drehmoment" oder Kraft verlieren. Weshalb genau das so ist habe ich auch nicht ganz verstanden aber irgendwie hängt es mit dem "Schrittdrehwinkel" ,der Schwungmasse und der Leistungsaufnahme zusammen.

Wenn man von einem einfachen Motor ausgeht dessen Drehzahl einfach über die Spannung geregelt wird ist es wohl so das der Motor sobald er einen Wiederstand gegen die Welle bekommt und langsamer dreht er versucht mehr Strom auf zu nehmen was aber durch die eingestellte niedrige Spannung begrenzt wird , so kann er die Drehzahl nicht aufrecht erhalten.(in dem Sinn sind Drehzahl und Drehmoment das gleiche)

Die Lösung für dieses Problem ist (so wie ich es verstanden habe) ein Drehzahlmesser (Sensor irgendeines Typs) der im Motor verbaut ist und ein Tachosignal ausgibt . Sobald die Solldrehzahl unterschritten ist wird vom Steuergerät die Spannung erhöht so das die Stromaufnahme des Motors noch weiter gesteigert werden kann.

Wie aber funktioniert das wenn der Motor keinen Sensor hat? Ich habe gelesen das es unterschiedliche Methoden gibt sensorlose Motoren automatisch nach zu regeln um DrehzahlDrehmoment aufrecht zu halten.
Wie genau das funktioniert werde ich als absoluter Laie wahrscheinlich nicht verstehen können.
Auch die Tatsachen das die Meisten Motoren letztlich nicht über eine analoge Spannung betrieben werden sondern über Pulsweitenmodulation verkomliziert das Thema für mein Verständnis noch weiter. Und soweit ich es verstanden habe gibt auch ein Frequenzumrichter die drei verschobenen Phasen nicht nur in einer einstellbaren Frequenz sondern als Pulse aus.

Meine Frage ist deshalb erstmal ganz einfach :
Die verbreiten günstigen Frequenzumrichter (um100€) verfügen ja bereits über sehr viele Einstellmöglichkeiten (vom SanftanlaufStop ,Stromobergrenze, Frequenzobergrenze und etliche weitere Funktionen) und diese sind bei fast allen Geräten auch ziemlich identisch.
ABER verfügen diese Geräte auch über eine Funktion die Gewährleistet das die eingestellte Drehzahl auch unter Belastung aufrecht gehalten wird?
Ist in diesen Geräten eine der oben angesprochenen sensorlosen DrehzahlDrehmoment Regelungen enthalten die eine eingestellte Drehzahl unter Belastung konstant hält?
Oder errechnen diese Geräte über die eingestellten Motorparameter nur bei welcher Frequenz welche Drehzahl zu erwarten ist und ändern die Frequenz ( bzw.StromabgabeAufnahme ?) NICHT wenn am Motor die Drehzahl tatsächlich einbricht ?

Danke

Um diesbezüglich einen mäßigen Überblick zu haben, haben andere Leser dieses Forums eine entsprechende Lehre absolviert und noch ein Studium E-Technik drangehangen.
Aber ganz grob gesagt:
Drehzahl und Moment sind unabhängig voneinander.
Mir scheint, du möchtest ein hohes Drehmoment bei geringer Drehzahl - dann Getriebe an den Motor.
zu klären:
Drehstrommotor? via Umrichter?
Schrittmotor?
Gleichstrommotor? permanenterregt? Reihenschluß? Nebenschluß?
oder was es sonst noch gibt.

» Hallo
»
» Ich möchte einen Drehstrommotor mit einem Frequenzumrichter betreiben.
» Leider sind mir einige ganz grundlegende Zusammenhänge bezüglich der
» Steuerung von Motoren im Allgemeinen nicht ganz klar.
»
» Soweit ich es verstehe haben die meisten herkömmlichen Motoren das Problem
» das sie ohne zusätzliche Steuerungstechnik bei niedrigen Drehzahlen sehr an
» "Drehmoment" oder Kraft verlieren. Weshalb genau das so ist habe ich auch
» nicht ganz verstanden aber irgendwie hängt es mit dem "Schrittdrehwinkel"
» ,der Schwungmasse und der Leistungsaufnahme zusammen.
»

Das Drehmoment ist nur von der Stärke des Magnetfeld abhängig. Die Stärke des Magnetfeldes ergibt sich aus dem Strom.
Wenn also der Strom konstant bleibt, bleibt auch das Drehmoment praktisch konstant, unabhängig von der Drehzahl.

Die Leistung ergibt sich aus Drehmoment mal Drehzahl (mal Konstante).
Mit niedriger Drehzahl hat man also weniger Leistung.
Um wenig Leistung bei konstantem Strom zu erreichen, wird die Spannung abgesenkt, das nennt sich dann U/f-Kennlinie.

Soweit verstanden?

» Aber ganz grob gesagt:
» Drehzahl und Moment sind unabhängig voneinander.
» Mir scheint, du möchtest ein hohes Drehmoment bei geringer Drehzahl - dann
» Getriebe an den Motor.
» zu klären:
» Drehstrommotor? via Umrichter?
» Schrittmotor?
» Gleichstrommotor? permanenterregt? Reihenschluß? Nebenschluß?
» oder was es sonst noch gibt.

Das Drehmoment und Drehzahl nicht immer gleich zu stellen sind ist mir klar (wenn auch nur ansatzweise) aber in meinem Beispiel ja irgendwie schon denn wenn der Motor bei Belastung mehr Leistung aufnimmt ,oder bereit gestellt bekommt, erhöht er den Drehmoment dagegen steht die Last und die Drehzahl bleibt konstant. entfernt man die Last würde sich bei gleicher Leistungsaufnahme die Drehzahl vergrößern. (Vorrausgesetzt der Motor läuft an einem Betriebspunkt der unterhalb seines Nenn oder Maximal Betriebspunkt liegt - also herunter geregelt ist - etwa ein 220v50hz Motor bei 150V )

Es geht mir vor allem um einen Drehstrommotor via Frequenzumrichter oder aber als Ersatz dafür ein brushless Servomotor der ja ähnlich wie ein Schrittmotor funktioniert nur viel gröber.
Mir geht es darum zu verstehen welche der beiden Motoren für mich besser geeignet ist um bei niedrigen Drehzahlen möglichst viel Drehmoment zu bekommen.
Allerdings wäre ein Drehstrommotor mit Frequenzumrichter um einiges günstiger.
Und da stellt sich eben die Frage ob der Frequenzumrichter eine sensorlose DrehzahlDrehmoment Regelung integriert hat.
Der Brushlessmotor wird ja sehr direkt Spule für Spule angesteuert und so auch in Drehzahl und Moment geregelt.

Ein Getriebe möchte ich mir sparen . Ich würde gerne nur eine Übersetzung von 2-1 haben und dann Drehzahlen zwischen ca.100 - 2500Umin elektronisch einstellen.
Jetzt ist es aber ja so das über ein Getriebe (oder das ursprüngliche Getriebe meiner Bohrmaschine) eben nicht nur die Drehzahlen eingestellt werden sondern bei geringen Drehzahlen eben auch die Kraft also der Drehmoment des Motors vervielfältigt wird.

Fällt das Getriebe weg und würde ich dem Motor einfach nur weniger Spannung zur Drehzahlregelung geben dann hätte er keine Kraft mehr.
Wie genau sich das bei einer Frequenzsteuerung verhält ist mir aber nicht ganz klar.

ich führe meine Gedanken dazu in der Antwort an den nächsten Threadteilnehmer weiter aus ...

» Das Drehmoment ist nur von der Stärke des Magnetfeld abhängig. Die Stärke
» des Magnetfeldes ergibt sich aus dem Strom.
» Wenn also der Strom konstant bleibt, bleibt auch das Drehmoment praktisch
» konstant, unabhängig von der Drehzahl.
»
» Die Leistung ergibt sich aus Drehmoment mal Drehzahl (mal Konstante).
» Mit niedriger Drehzahl hat man also weniger Leistung.
» Um wenig Leistung bei konstantem Strom zu erreichen, wird die Spannung
» abgesenkt, das nennt sich dann U/f-Kennlinie.
»
» Soweit verstanden?

Ehrlich gesagt habe ich das nicht verstanden und muß darüber noch etwas nachdenken.

Das auch der zu überwindende Winkel zwischen den unterschiedlichen Magnetspulen während der Drehung und eine bewegte Masse ein Rolle spielen dürften wenn es um den Drehmoment geht lassen wir mal ganz aussen vor - zumindest ersteres spielt bei Brushless und Schrittmotoren wohl eine größere Rolle bei der Kraftentfaltung)

Ich dachte das sowohl Leistung (als das Produkt) sowie Stromaufnahme und Spannung immer auch mit dem elektrischen Widerstand (also nicht der Last)
zusammen hängen.
Desto größer die Spannung ist desto mehr Strom fließt durch einen Ohmschen Widerstand oder nicht?
In einem Motor ist es etwas komplizierter weil es dort um Induktivitäten geht (soweit ich das verstehe)
Aber ist es da nicht genau so das desto mehr Spannung anliegt umso mehr Strom kann durch die Spule fließen und umso stärker wird das Magnetfeld?
Wenn bei einer bestimmten Spannung die maximale Strommenge fließt (die sich irgendwie aus den URI Rechnungen ergibt) kann diese doch nur durch Erhöhung der Spannung oder Veringerung des Widerstandes erhöht werden oder?

Ausserdem ist mir nicht ganz klar wie die Frequenzregelung überhaupt funktioniert.
Das der Frequenzumrichter eine Phase in drei zueinander verschobene Phasen umwandelt ist klar aber er macht dies nicht analog also als echte Sinunskurven
sondern er zerhackt die Kurven in quasi digitale Pulse. DIese Pulse stellen im Verlauf zwar die Sinuskurve dar also haben ein Peak und Tiefpunkt aber was genau macht die PulsBreite und die Frequenz ? Sowohl die Frequnz der "gesammten" Sinuskurve als auch die Pulsbreite der Pulse aus der sich die einzelne Sinuskurve zusammensetzt geben vor wieviel Zeit für den Stromfluß zur Verfügung steht also desto höher die Frequenz desto mehr Strom (Spannung??) und desto breiter die Pulse umso mehr Strom (Spannung?)
Ist das soweit ungefähr richtig oder liege ich da sehr falsch?

» Ausserdem ist mir nicht ganz klar wie die Frequenzregelung überhaupt
» funktioniert.
» Das der Frequenzumrichter eine Phase in drei zueinander verschobene Phasen
» umwandelt ist klar aber er macht dies nicht analog also als echte
» Sinunskurven
» sondern er zerhackt die Kurven in quasi digitale Pulse. DIese Pulse stellen
» im Verlauf zwar die Sinuskurve dar also haben ein Peak und Tiefpunkt aber
» was genau macht die PulsBreite und die Frequenz ? Sowohl die Frequnz der
» "gesammten" Sinuskurve als auch die Pulsbreite der Pulse aus der sich die
» einzelne Sinuskurve zusammensetzt geben vor wieviel Zeit für den Stromfluß
» zur Verfügung steht also desto höher die Frequenz desto mehr Strom
» (Spannung??) und desto breiter die Pulse umso mehr Strom (Spannung?)
» Ist das soweit ungefähr richtig oder liege ich da sehr falsch?

Die PWM-Impulse sind digital, aber die Induktivität glättet das als eine Art Tiefpassfilter und am Ende ist der Strom (fast) sinusförmig.

» Ich dachte das sowohl Leistung (als das Produkt) sowie Stromaufnahme und
» Spannung immer auch mit dem elektrischen Widerstand (also nicht der Last)
» zusammen hängen.
» Desto größer die Spannung ist desto mehr Strom fließt durch einen Ohmschen
» Widerstand oder nicht?
» In einem Motor ist es etwas komplizierter weil es dort um Induktivitäten
» geht (soweit ich das verstehe)
» Aber ist es da nicht genau so das desto mehr Spannung anliegt umso mehr
» Strom kann durch die Spule fließen und umso stärker wird das Magnetfeld?
» Wenn bei einer bestimmten Spannung die maximale Strommenge fließt (die sich
» irgendwie aus den URI Rechnungen ergibt) kann diese doch nur durch
» Erhöhung der Spannung oder Veringerung des Widerstandes erhöht werden
» oder?

Das Magnetfeld wird vom Strom gebildet.
Spannung wird natürlich gebraucht, um den Strom fließen zu lassen.
Beim Drehstrommotor DSAM hängt die Drehzahl von der Frequenz ab und von der Polpaarzahl. Dann gibt es noch den Schlupf, der Rotor dreht sich je nach gefordertem Drehmoment etwas langsamer als das elektrische Drehfeld.

Also erst mal sollte man sich auf einen Motortyp einigen. Für einen Drehstromasynchronmotor braucht man in der Regel keinen Sensor, wenn man den mit einem Frequenzumrichter betreibt. Der folgt dem Drehfeld, welches der Frequenzumrichter erzeugt mit einem gewissen Schlupf, welcher Lastabhängig ist. Dabei ist aber der Unterschied zwischen Leerlauf und Nennlast wenige %. Man gibt also mit dem Frequenzumrichter die Drehzahl vor.
Sensoren baut man an Gleichstrommotore oder sogenannte Universalmotore, wie z.B. in der Waschmaschine. Dort ist eine Regelung, die die Drehzahl über die Steuerung des Stromes konstant hält drin und der Motor hat einen Tacho.

Gibt auch "Regelungen" die führen z.B. einem permanent erregten DC Motor Spannung impulsmäßig zu ( PWM und messen in der Impulspause die Spannung, die der Motor sozusagen dann als Generator zurück liefert.
Geht auch indirekt. Der Motor wird langsamer, will mehr Strom ziehen, Innenwiderstand sinkt und daraufhin erhöht die Regelung die Spannung.

» Mir geht es darum zu verstehen welche der beiden Motoren für mich besser
» geeignet ist um bei niedrigen Drehzahlen möglichst viel Drehmoment zu
» bekommen.
» Allerdings wäre ein Drehstrommotor mit Frequenzumrichter um einiges
» günstiger.
» Und da stellt sich eben die Frage ob der Frequenzumrichter eine sensorlose
» DrehzahlDrehmoment Regelung integriert hat.
» Der Brushlessmotor wird ja sehr direkt Spule für Spule angesteuert und so
» auch in Drehzahl und Moment geregelt.
Das Drehmoment ändert sich in einem weiten Drehzahlbereich nicht durch den FU. Ist also nicht wie bei einem Getriebe Halbe Drehzahl doppeltes Drehmoment.
Außerdem gibt es noch das Problem, wenn du einen Motor, welcher z.B. 1400 U/min macht bei 50 Hz mit 10 Hz laufen lässt, macht der Motor zwar 280 U/min bei annähernd gleichem Drehmoment. Er zieht dabei aber auch den gleichen Strom, hat also die gleiche Verlustleistung, aber der Lüfter auf der Welle dreht halt auch viel langsamer, also wird der Motor ohne Fremdlüftung im Dauerbetrieb zu heiß.
Bei höheren Frequenzen als 50Hz hingegen steigen die Verluste im Kern, also auch dort kann man den Motor überlasten, wenn man es übertreibt. Über 50Hz sinkt dann auch das Drehmoment, weil die Leitung, die der Motor liefern kann ja nicht steigt.
Ein FU ersetzt also kein Getriebe oder auch die richtige Auswahl des Motors

»
» Das Magnetfeld wird vom Strom gebildet.
» Spannung wird natürlich gebraucht, um den Strom fließen zu lassen.
» Beim Drehstrommotor DSAM hängt die Drehzahl von der Frequenz ab und von der
» Polpaarzahl. Dann gibt es noch den Schlupf, der Rotor dreht sich je nach
» gefordertem Drehmoment etwas langsamer als das elektrische Drehfeld.

Ok das ist mir gerade auch klar geworden - die Frequenz ändert nichts an der Spannung sondern erhöht nur die Geschwindigkeit des Drehfeldes.
Die Spannung muß also vor eingestellt werden und im Fall des Drehstrommotors hat diese nichts mit der Drehzahlregelung und dem Stromfluß bzw. Magnetfeldstärke und Drehmoment (Kraft) zu tun ?

Wenn du sagst geforderter Drehmoment meinst du die Wiederstandskraft oder Trägheit oder wie auch immer man den mechanischen Widerstand nennen will den der Motor überwinden muß.

Aber wie sorge ich dafür das der Motor bei geringer Drehzahl also geringer Frequenz mehr Strom aufnimmt als es durch Spannung und elektrischen Widerstand der Spule vorgegeben ist? Bei EC Motoren die intern geregelt werden mag es ja sein das dort über ein Eingangssignal ein Vorwiderstand einer Spule vergrößert oder verringert werden kann aber ich habe doch keinen Einfluß auf den elektrischen widerstand der Spulen im Drehstrommotor.
Wie bringe ich den Motor also dazu bei konstanter Spannung und konstantem elektrischem Widerstand mehr Strom auf zu nehmen? Bzw. wie macht er das eigentlich selbst (im Rahmen seiner "elektrischenmechanik" ?

Um aber auch nochmal ganz zurück zur eigentlichen Frage zu kommen :
Ist es überhaupt richtig das ein Frequenzumrichter die Frequenzen in Pulse zerhackt ?
Und ist es überhaupt richtig das er diese Pulse im Sinne einer PWM Steuerung modifiziert ?
Und wenn das der Fall ist bedeutet das das der Frequenzumrichter über eine Senorlose Regelung verfügt die eine Konstante Drehzahl bei steigender Last aufrecht erhält ?
Oder gibt der einfach nur eine Frequenz aus und wenn der Motor ausgebremst wird gibt es keinerlei Feedback und Anpassung durch Pulsbreite oder Frequenzerhöhung seitens des Frequenzumrichter?

» Das Drehmoment ändert sich in einem weiten Drehzahlbereich nicht durch den
» FU. Ist also nicht wie bei einem Getriebe Halbe Drehzahl doppeltes
» Drehmoment.
» Außerdem gibt es noch das Problem, wenn du einen Motor, welcher z.B. 1400
» U/min macht bei 50 Hz mit 10 Hz laufen lässt, macht der Motor zwar 280
» U/min bei annähernd gleichem Drehmoment. Er zieht dabei aber auch den
» gleichen Strom, hat also die gleiche Verlustleistung, aber der Lüfter auf
» der Welle dreht halt auch viel langsamer, also wird der Motor ohne
» Fremdlüftung im Dauerbetrieb zu heiß.
» Bei höheren Frequenzen als 50Hz hingegen steigen die Verluste im Kern, also
» auch dort kann man den Motor überlasten, wenn man es übertreibt. Über 50Hz
» sinkt dann auch das Drehmoment, weil die Leitung, die der Motor liefern
» kann ja nicht steigt.
» Ein FU ersetzt also kein Getriebe oder auch die richtige Auswahl des Motors

Sorry ich war grad am schreiben und habe den Beitrag erst jetzt gelesen.
Sehr ist interessant was du schreibst beantwortet meine Frage ja schon ansatzweise... muß ich aber auch nochmal genauer drüber nach denken.
Das würde bedeuten es ist keine irgendwie zusätzliche DrehzahlDrehmoment Regelung ausser der Frequenz nötig ?

Das mit dem Lüfter ist einleuchtend und habe ich so auch schon gesehen das Leute die Motoren mit FU betreiben aktive Lüfter an den Motor bauen.

Was die Überlastung bei einer stark erhöhten Frequenz betrifft ... diese Frage hätte ich auch noch stellen wollen.
Denn in meinem Fall ist es so das das der Motor bei 50Hz nur ~1300 Umin macht über das Getriebe werden daraus knapp 3000Umin.
Ob ich diese Drehzahlen durch Frequenzerhöhung erreiche ohne dem Motor zu schaden ist eine weitere Frage.
Das heist wenn ich das Getriebe weg lasse verliere ich Kraft durch untersetzung und Geschwindigkeit durch übersetzung.
Ob diese Spanne mit dem FU und meinem Motor abgedekt werden kann ? ... irgendeine Idee wie ich das erraus finden kann?
Immerhin braucht man beim Bohren die hohen Drehzahlen ja nur bei kleinen Bohrerdurchmessern das heist desto höher die Drehzahlen umso weniger Drehmoment braucht man in dem Anwendungsfall.

Oder vielleicht doch zum teuren BrushlessServomotor greifen bei dem weis ich wenigstens das er es sofort merkt wenn er Drehmoment liefern muß ,egal ob bei 50 oder 4000 Umdrehungen (der strengt sich dann richtig an ,hört sich an wie ein verbrennungsmotor oder MRT Gerät , ist aber kaum auf zu halten)
Ich kann nur kaum glauben das der mit 750W und 1,5Kg Gewicht tatsächlich genau so stark oder stärker sein soll als der 750W Drehstrommotor mit 11Kg Gewicht.

» » Das Drehmoment ändert sich in einem weiten Drehzahlbereich nicht durch
» den
» » FU.

Sorry das ich dreimal hintereinander schreibe und hoffentlich ist es nicht zu viel und ihr lest es noch
Aber nochmal kurz zu dem Zitat oben.

Gillt das auch vom Leerlauf bis zu einem geforderten Drehmoment?
Denn bei der Bohrmaschine ist es ja so das der Motor immer im Leerlauf startet und an diesem Betriebspunkt die Drehzahl eingestellt wird.
Beim Bohren allerdings steigt der Drehmoment dann ja gegenüber dem Leerlauf stark an.
Und das ist ja der Punkt an dem ich zweifel das die Drehzahl bei diesem Übergang einfach so aufrecht erhalten bleibt.
Bedeutet " weiter Drehzahlbereich " auch von Leerlauf (also beinahe kein herrschender Drehmoment ausser dem Anlaufmoment ) auf starke Belastung ?

Bitte sagt es mir falls ich mit meinem Vokabular zu sehr ausserhalb der fachlichen Ausdrucksweisen bin , ich hoffe man kann die Dinge so trotzdem kommunizieren.

sorry ich nochmal ...

eierschale sagte: beim Drehstrommotor hängt die Drehzahl ... auch vom Polpaar ab ...
bigdie sagte :Beim Drehstrommotor ... ist der Unterschied zwischen Leerlauf und Nennlast wenige %. Man gibt also mit dem Frequenzumrichter die Drehzahl vor.
bigdie sagte :Das Drehmoment ändert sich in einem weiten Drehzahlbereich nicht durch den FU

letztlich scheint es sehr komplex und scheinbar muß ich einfach ausprobieren was besser funktioniert (Servo von der Nähmaschine habe ich einen da und FU ist nicht sooo teuer)
die Zusammenhänge die ihr sicher alle bereits angesprochen habt werde ich trotzdem versuchen zu verstehen und zu verinnerlichen.

vielen Dank dafür !

Das der FU gleichzeitig PWM macht scheint eine Ausgeburt meiner Phantasie gewesen zu sein und die von bigdie angesprochenen Regelungsmechansimen anderer Motortypen haben im FU wohl auch nicht wirklich was verloren.

Am besten ich teste es mal aus welcher Motor für meine Zwecke besser ist (hoffentlich geht meine Nähmaschine dabei nicht kaputt ...
Aber eine Frage noch : was passiert eigentlich genau wenn man einem Drehstrommotor eine zu hohe Frequenz zumutet ?

» Hallo
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» Ich möchte einen Drehstrommotor mit einem Frequenzumrichter betreiben.
» Leider sind mir einige ganz grundlegende Zusammenhänge bezüglich der
» Steuerung von Motoren im Allgemeinen nicht ganz klar.
»
» Soweit ich es verstehe haben die meisten herkömmlichen Motoren das Problem
» das sie ohne zusätzliche Steuerungstechnik bei niedrigen Drehzahlen sehr an
» "Drehmoment" oder Kraft verlieren. Weshalb genau das so ist habe ich auch
» nicht ganz verstanden aber irgendwie hängt es mit dem "Schrittdrehwinkel"
» ,der Schwungmasse und der Leistungsaufnahme zusammen.
»
» Wenn man von einem einfachen Motor ausgeht dessen Drehzahl einfach über die
» Spannung geregelt wird ist es wohl so das der Motor sobald er einen
» Wiederstand gegen die Welle bekommt und langsamer dreht er versucht mehr
» Strom auf zu nehmen was aber durch die eingestellte niedrige Spannung
» begrenzt wird , so kann er die Drehzahl nicht aufrecht erhalten.(in dem
» Sinn sind Drehzahl und Drehmoment das gleiche)
»
» Die Lösung für dieses Problem ist (so wie ich es verstanden habe) ein
» Drehzahlmesser (Sensor irgendeines Typs) der im Motor verbaut ist und ein
» Tachosignal ausgibt . Sobald die Solldrehzahl unterschritten ist wird vom
» Steuergerät die Spannung erhöht so das die Stromaufnahme des Motors noch
» weiter gesteigert werden kann.
»
» Wie aber funktioniert das wenn der Motor keinen Sensor hat? Ich habe
» gelesen das es unterschiedliche Methoden gibt sensorlose Motoren
» automatisch nach zu regeln um DrehzahlDrehmoment aufrecht zu halten.
» Wie genau das funktioniert werde ich als absoluter Laie wahrscheinlich
» nicht verstehen können.
» Auch die Tatsachen das die Meisten Motoren letztlich nicht über eine
» analoge Spannung betrieben werden sondern über Pulsweitenmodulation
» verkomliziert das Thema für mein Verständnis noch weiter. Und soweit ich es
» verstanden habe gibt auch ein Frequenzumrichter die drei verschobenen
» Phasen nicht nur in einer einstellbaren Frequenz sondern als Pulse aus.
»
» Meine Frage ist deshalb erstmal ganz einfach :
» Die verbreiten günstigen Frequenzumrichter (um100€) verfügen ja bereits
» über sehr viele Einstellmöglichkeiten (vom SanftanlaufStop
» ,Stromobergrenze, Frequenzobergrenze und etliche weitere Funktionen) und
» diese sind bei fast allen Geräten auch ziemlich identisch.
» ABER verfügen diese Geräte auch über eine Funktion die Gewährleistet das
» die eingestellte Drehzahl auch unter Belastung aufrecht gehalten wird?
» Ist in diesen Geräten eine der oben angesprochenen sensorlosen
» DrehzahlDrehmoment Regelungen enthalten die eine eingestellte Drehzahl
» unter Belastung konstant hält?
» Oder errechnen diese Geräte über die eingestellten Motorparameter nur bei
» welcher Frequenz welche Drehzahl zu erwarten ist und ändern die Frequenz (
» bzw.StromabgabeAufnahme ?) NICHT wenn am Motor die Drehzahl tatsächlich
» einbricht ?
»
» Danke

Schaue mal unter Zwischenkreisumrichter im net. Es gibt stromgeführte und Spannungsgeführte.

Hier ein Überblick:



Solche Dinger habe ich in meiner Ausbildung gebaut, so ein Umrichter und die ganze Regelung ist alles andere als trivial und dessen komplette Funktionsweise in einem Forum zu erlernen, wie die Ansteuerung ist und so, da muß man E-Technik-Ing. sein. Ich habe da nur grob den Überblick. Ich bin kein Ing.

Mit meinen Worten beschrieben: Links die Einspeisung zum Netzstromrichter, rechts der Motorstromrichter. Der Zwischenkreis führt Gleichspannung. Der vom Netz kommende Strom ist grob gesagt Netzstromrichterseitig eine Phasenanschnittsteuerung, hier wird der speisende Strom bzw. die speisende Spannung so angeschnitten, daß der gewünschte Strom bzw. die gewünschte Spannung über ein zeitliches Mittel im Zwischenkreis zur Verfügung steht.

Vom Zwischenkreis geht es zum Motorstromrichter, der aus dieser Gleichspannung wieder eine Wechselspannung für den Motor zerhackt. Der Motorstromrichter kann nun so gesteuert und geregelt werden, daß sich die gewünschte Ausgangsfrequenz für den Motor und damit die gewollte Drehzahl der Maschine ergibt. Und der Motorstromrichter wurde bei und damals gesteuert mit einer Treppenspannung, die sich dann aufgrund der Induktivität der Maschine zu einer sinusähnlichen Spannung integriert.

Für volle Drehzahl läßt der Netzstromrichter den Sinus voll durch und der Zwischenkreis hat max. power, der Motorstrom ist auf max. Für die halbe Drehzahl z.B. ist der Netzstromrichter eben auf halbe Phase pro Außenleiter angeschnitten, im Zwischenkreis dann nur die halbe Spannung im Mittel. Der Motorstromrichter ist bei halber Drehzahl, also nicht 50Hz, sondern so angesteuert, daß 25Hz die Ausgangsfrequenz des Motorstromrichters beträgt. Da nur die halbe Frequenz bei halber Drehzahl, würde der Motor überlastet, weshalb man über den Netzstromrichter den Zwischenkreis so einstellt, daß die U/I-Kurve der Maschine angepasst wird. Da kann ich aber nix zu sagen, regelungstechnisch, wie gesagt, alles andere als einfach, und da habe ich dann auch keine Ahnung mehr.

Nur Grundlagen der Regelungstechnik kann ich noch grob dazu beschreiben: Geschlossener Regelkreis, Messung der Motordrehzahl n, Umwandlung in eine Spannung U mit U=f(n) mit einem auf der Achse sitzenden Tacho, Messung der Ströme Netzrichterseitig, zwischenkreisseitig auch, Motorstromseitig, mittels Stromwandler jeweils, Rückführung auf die Regelung (Soll-/Istwertvergleich), Regelabweichung ergibt Stellgröße, dann geht es zum Stellglied (G vom Thyristor). Man tat auch Dehnungsmeßstreifen an der Welle anbringen, die dann die durch das Drehmoment verursachte Torsion der Welle meßtechnisch erfasst und ausgewertet wird. Vielleicht ist es interessant für Dich.

--
greets from aix-la-chapelle

Matthes

Für 1-Phasenmotoren (Waschmaschinenmotoren und so) kenne ich diese Schaltung, funzt prima:



Das ist eine Schaltung mit Tacho.

Eine Regelschaltung ohne Tacho kann man mit dem TDA1185 bauen, finde jetzt aber den Schaltplan nicht. Da wird als Meßgröße die Gegen-EMK genutzt zur Drehzahl- bzw. Drehmomentregelung.

--
greets from aix-la-chapelle

Matthes

Danke für den Beitrag vielleicht gibt es jemanden der etwas damit anfangen kann.

Was mich betrifft werkt man meinen Ausführungen und Verquerungen wahrscheinlich an das dies für mich viel zu hoch ist.
Für mich ist es schon gewagt überhaupt einen Frequenzumrichter zu betreiben (das traue ich mir gerade so zu

VORRAUSGESETZT man sagt mir noch kurz WAS GENAU PASSIERT wenn ich einen 50HZ Motor mit einer VIEL höheren Frequenz betreibe.

Mir ging es nur darum ob irgendeine Regelung in den gängigen Frequenzumrichtern integriert ist. Zum Bau einer eigenen Schaltung bin ich bei weitem nicht in der Lage.
Was ich mir noch hätte vorstellen können wäre zb. anstatt einem externen Poti (was man standartmäßig an gängige Frequenzumrichter anschließen kann) einen 0-10V Ausgang eines externen Drehzahlmessers an zu schließen ,den zu invertieren sodas bei sinkender externer Drehzahl der Frequenzumrichter hochreguliert wird.
Aber erstens scheint es ,wenn man dem oben gesagten glauben darf ,nicht nötig zu sein und schon das würde an die Grenzen meiner Fähigkeiten stoßen.

Ausserdem ist mir klar geworden das ich die Sache mit der Pulsweitenmodulation im AC bzw. Drehstrombereich vollkommen durcheinander gebracht habe.
Wie PWM auf anderer Ebene funktioniert glaube ich verstanden zu haben (das läuft alles auf einem gleichen Spannungspegel nur die Frequenz und Pulsbreite ergibt eine effektive Spannung) Ich aber dachte man könne durch Spannungspulse also zb: 22Pulse pro HZ in Schritten von etwa -220-220V einen Sinusverlauf nachahmen und gleichzeitig durch die Pulsbreite bestimmen wieviel Strom fließen kann.
Aber das ist wohl vollkommen irre Phantasie von einem totalen Laien.

Naja vielleicht war manches andere was ich schrieb wenigstens etwas weniger verworren und nachvollziehbar.

Die oben erwähnte sensorlose Regeltechnik die darauf beruht das in den Pausen der PWM Pulse eine Messung der Induktivität vorgenommen wird hätte ich mir noch irgendwie als Bestandteil eines üblichen Frequenzumrichters vorstellen können , den Aussagen zufolge ist dies aber nicht gängige Praxis und unnötig.

Ich hoffe es kann mir noch jemand etwas zu der Überreizung eines Drehstrommotors durch überhöhte Frequenz und die Konsequenzen sagen ansonsten muß ich halt ausprobieren mit welchem Motor ich letztlich das Getriebe ersetzen kann.
Zwar ist ein brushlessMotor teuer allerdings kann ich zu testzwecken einen solchen kurzzeitig nutzen bevor ich einen neuen kaufe.
Auch ein Drehstrommotor ist vorhanden , ein Frequenzumrichter ist bezahlbar und die Kombi könnte ich im Zweifel auch andersweitig verwenden.

Das Problem und der Kern meiner Fragestellung basierte auf Unkenntnis der speziellen Eigenschaften bestimmter Motorbauarten.
Mir wurde das ja in soweit beantwortet als das man mir sagte das Drehstrommotoren über große Drehzahlbereiche den selben hohen Drehmoment aufbringen können und dies auch aus dem Leerlauf. Und das die Regelung dieser Motoren üblicherweise einfach per Frequenz geschieht ,die Stromaufnahme ergibt sich aus der inneren "eletromechanik" des Motors (im Frequenzumrichter kann diese nur eingeschränkt aber in keiner Weise gesteigert werden?)
Ich hoffe ich habe das richtig verstanden und das stimmt auch so.

Vielleicht kann mir noch jemand eine Einschätzung zu den brushless Motoren geben.
Soweit ich es verstanden habe funktionieren diese ähnlich wie ein Schrittmotor bei dem alle Polpaare einzeln und direkt elektronisch angesteuert werden.
egal ob das nun richtig ist oder nicht , aber sind diese Motoren tatsächlich so stark das ein 2Kg Gerät bei gleicher Leistungsaufnahme stärker ist als ein 11Kg Drehstromgerät ?
Ich weis aus Erfahrung das sie sehr stark sind habe aber den praktischen Vergleich zum Drehstrommotor noch nicht gemacht und theoretisch kann ich es nicht nachvollziehen.
Gibt es da etwas zu bedenken?
Mit wie vielen PolPaaren und Strängen ist denn so ein gängiger einfacher Drehstrommotor üblicherweise ausgestattet?