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Frage Zusammenhänge Motorsteuerung DrehzahlDrehmoment (Elektronik)

verfasst von matzi682015(R) E-Mail, Aachen, 11.11.2022, 01:18 Uhr
(editiert von matzi682015 am 12.11.2022 um 00:28)

» 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

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.

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Gesamter Thread:

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Frage Zusammenhänge Motorsteuerung DrehzahlDrehmoment - matzi682015(R), 11.11.2022, 01:18