Anfängerfrage zur Leistung eines Elektromotors

[bigdie]

Sollte das Drehmoment von der Drehzahl abhängen (Betrieb über FU), dann würde es wohl kaum Einsatzgebiete für FUs geben ;-) Nein, konstantes (zumindest fast) über einen Regelbereich 1:10 (also 6 bis 60 Hz, bei 50Hz Netz) ist gefordert und gewünscht.

Auch bei 6 Hz verheizt du einen Motor, es sei denn er hat Fremdlüftung oder läuft im Aussetzbetrieb, wenn du das gleiche Drehmoment wie bei 50Hz entnimmst.

 

[Stromberger]

Ist diese unterschiedliche Leistung wirklich als Vergleich beabsichtigt ?

Ja. Um herauszustellen, dass die Baugröße (bzw. der vorausgegangen die Leistung) DER entscheidende Faktor ist.

 

[Www]

@schlaufon Aber bei gleicher Spannung und (durch 60Hz höherer Z) geringere Stromaufnahme muss doch die Leistung sinken. In der Leistungsformel spielt die Frequenz doch keine Rolle.

 

[bigdie]

Ist übrigens überall das Gleiche, der 100 Jahre alte Motor hat so viel Reserven, der läuft auch in den Tropen oder bei völlig verstopften Löchern am Lüfter. Heute sind die kleiner und dafür werden die auch nicht 100 und bei leichter Verschmutzung überhitzen sie.
Und für die E-Mobilität verwendet man keine Asynchronmotoren. Die haben fast alle Magnete auf dem Rotor. BLCD Motore. Früher hätte man permanent erregter Synchronmotor gesagt aber heute darf ein Fehlerstromschutzschalter ja auch nur RCD heißen

 

[bigdie]

@schlaufon Aber bei gleicher Spannung und (durch 60Hz höherer Z) geringere Stromaufnahme muss doch die Leistung sinken. In der Leistungsformel spielt die Frequenz doch keine Rolle.

Die Leistung die ein Motor aufnimmt, hängt davon ab, wieviel man an der Welle entnimmt. Und wenn ich z. B. eine Pumpe an der Welle habe fördert die durch die höhere Drehzahl auch mehr, Mehr Leistung.

 

[Www]

Gut - wir reden jetzt nicht von Leerlauf, sondern von der Maximalleistung - und diese müsste bei 60Hz geringer sein, da die Stromaufnahme geringer - steht aber nichts von auf dem Typenschild.

Oder wird dies durch die höhere Drehzahl wettgemacht? Aber das Drehmoment an der Achse muss doch sinken. Wie wird denn die Abgabeleistung eines E-Motors überhaupt gemessen?

 

[Stromberger]

P=M*w (w heißt "omega")
w=2*pi*f
Du misst also das Drehmoment an der Welle (z.B. mit Dehnungsmessstreifen) und die Drehzahl und errechnest das Drehmoment
die Leistung (korrigiert).
Übrigens siehst Du hier auch die direkte Proportionalität zwischen Drehzahl und Leistung. Das war ja wohl Deine Frage.

 

[Octavian1977]

Bei 60Hz braucht der Motor mehr Strom und nimmt damit auch mehr elektrische Leistung auf bei gleichem Drehmoment.

 

[Octavian1977]

Da er aber laut Angabe eben auch bei 60Hz nur 5,5kW kann ist eben bei 60Hz dann der Strom geringer und auch das Drehmoment.

 

[schlaufon]

Noch mal hierzu:


Müsst Ihr vielleicht mal ranzoomen. Sie grüne Linie ist das Drehmoment, das übertragen werden kann vom Motor an ein Getriebe oder direkt an die Maschinenwelle.
Bei industriellen Förder/-Prozessantrieben (Förderschnecken, Förderbänder, Rührwerke usw.) sitzt fast ausschließlich zwischen Motor und Maschine ein Getriebe, das z.B. i=1..10 (Untersetzung) am Flansch zur Maschinenwelle dreht.
Den Maschinenbauer interessiert hier nur, welches Drehmoment an die Maschine gehen kann, und bei welcher Drehzahl. Aber am liebsten will er konstantes Drehmoment und das drehzahlunabhängig. Nur dies ermöglicht eine (relativ leichte) Anpassung der Maschine an geänderte Produktionsbedingungen ohne Umbauten oder gar Tauschen von Motor und/oder Getriebe.
In diesem Bereichen findet man heutzutage fast ausschließlich AC Motoren die über FU betrieben werden.
Die Ausgangsdrehzahl der Motoren ist über die Frequenz gesteuert. Hier ist ein Regelbereich von 6..60 Hz üblich (siehe grüne Kurve). Die Motoren sind für eine max. Betriebsfrequenz von 87Hz (sogn. Eckfrequenz) ausgelegt. Die Auslegung (=Baugröße) des Motors wird nach den Prozessanforderungen festgelegt. Dem auslegenden Ingenieur ist es egal, was im FU passiert. Er legt den Motor aus für die Daten, die der Motor bei 50 Hz hat (Typenschild) hat. Unter 6 Hz (siehe Kurve) und über ca. 60Hz sinkt das Drehmoment (siehe grüne Kurve).
Es stimmt, dass zusätzlich Fremdlüfter angeflanscht werden können, um den Motor zu kühlen. Dies ist aber kein Muss und wird im Einzelfall geprüft. Ebenso werden solche Motoren mit mind. 3 Temperaturfühlern ausgerüstet, um im Überlastfall auszulösen, d.h. den Motor (unabhängig vom FU) abzuschalten.
Aber um es noch mal zu betonen, ja, sowohl mit 6 Hz und auch 60Hz raucht da nichts ab und das Drehmoment ist konstant. Zugegeben, ein kleines elektrotechnisches Wunderteil, so ein Industrie-FU. Möchte nicht mehr ohne.....

P.S.: für die Rechner unter Euch:
P(elektr)=UxI und
und P(mech)=M x omega

Beispiel: die Winkelgeschwindigkeit eines Rotors in einem Elektromotor, der sich konstant mit 3.000 Umdrehungen pro Minute dreht, beträgt https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f1224dbd7f55d721aca8c6d9c58c8a6285ab1bd1

Für die Rotation gegen ein Drehmoment https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f82cade9898ced02fdd08712e5f0c0151758a0dd gilt analog
https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/080579eaff5dae4737e2997a47391e2d9841ea77
Für eine Welle mit Drehmoment https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f82cade9898ced02fdd08712e5f0c0151758a0dd und Drehzahl https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1de594dafa811372ea0647ce46a821b7c165b916 ergibt sich die Wellenleistung zu

https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9edc5b354661f8f437c2b87fc8922e474d90488a

Auslegung P(elektrisch) ca. gleich P(mechanisch).
Merke, in der Industrie, nicht für Haushaltsgeräte:
Auslegung der Maschine mit der mechanischen notwendigen, nicht der elektrisch verfügbaren Leistung.
Folge: Motor wird an die Maschine angepasst, nicht umgekehrt!

 

[Elektro-Blitz]

Motor wird an die Maschine angepasst, nicht umgekehrt!

Na, so habe ich das aber schon vor vielen Monden gelernt.-