Erhöhter Einschaltstrom bei Drehrichtungsumkehr?

[Knogle]

Ich grüße euch liebe Community.
Aktuell greife ich mal wieder eine Thematik auf die ich damals in meinem Studium vorfand, jedoch finde ich aktuell keine Literatur dazu.

Als Beispiels nehme ich eine Drehstromasynchronmaschine welche z.B. eine Mühle antreibt. Wenn ich durch direktes Umschalten der Schütze die Drehrichtung sofort umkehre, dreht der Motor ja noch weiter in die andere Richtung, möchte natührlich die Drehrichtung umkehren.
Wie verhält sich dann die Stromaufnahme I des Motors?
Ist diese dann höher als beim normalen Einschalten, oder beim blockierten Läufer?

Drehstromasynchronmaschinen sind ja schließlich nicht permanenterregt, denn bei einer Drehstromsynchronmaschine würde der noch drehende Läufer eine Spannung U und einen Strom I induzieren, welche dem Antrieb entgegenwirken, während der Motor sich noch in die falsche Richtung dreht.

Daher weiß ich nicht wie das bei bspw. Käfigläufern oder Schleifringläufern ist, ob bei Drehrichtungsumkehr ohne vorherigen Stillstand der Strom I höher ist als beim Anschalten, oder ob das einem "blockieren" des Läufers gleichkommt.

Bei euren Antworten wäre super, wenn jemand eine Literaturquelle für mich hätte.

 

[Pumukel]

Egal was du für einen Motor hast, wenn du von Rechts auf Linkslauf umschaltest muss der Motor erst mal abbremsen (Extremer Schweranlauf) ehe er in die andere Richtung läuft. Das bedeutet aber auch das er eben eine höhere Leistung aufbringen muss. Deshalb kann der Strom durchaus auch höher ausfallen als bei blockiertem Läufer und im Extremfall kann es dir auch die Motorwelle abdrehen!

 

[Knogle]

Danke dir! Das habe ich mir fast schon so gedacht.
Haste aber dazu vielleicht eine Quelle für mich?

 

[viktor12v]

Nimm doch einfach dein Fahrrad,
wenn du fährst, und du willst plötzlich in die andere Richtung fahren,
musst du ja auch erst Kraft aufwenden,
um das Fahrrad zu stoppen,
und dann wieder Kraft aufwenden,
um in die andere Richtung zu beschleunigen.

 

[Pumukel]

Evl solltest du dich noch mal mit der Funktion eines Asynchronmotors beschäftigen. Besonders mit dem Schlupf und den damit zusammenhängendem Stromverlauf im Käfigläufer und im Statorfeld ! Zum Vergleich kannst du ja mal einen Trafo zu rate ziehen und überlegen wie sich der Strom in der Primärwicklung bei Nennlast in der Sekundärwicklung Verhält und wie das aussieht wenn die Sekundärwicklung kurzgeschlossen ist und wie es dann Aussieht wenn der Trafo gegen die fremd eingespeiste gegenpolige Spannung in der Sekundärwicklung arbeiten muss.

 

[Moorkate]

Sowas wird bei großen Maschinen mit einem magnetischem Umkehrgetriebe und Drehmomentwandler gelöst.
Der E-Motor läuft mit einer Schwungmasse immer in eine Richtung. Die Schwungmasse benötig man, um die erhöhten Kräfte durch demn Umschaltvorgang aufzufangen.

Ein schnelles elektrisches Umschalten des Motors würde dir nur die Sicherung raushauen oder den Motorschutzschalter auslösen.

MfG

 

[Knogle]

Ich verstehe schon worauf ihr hinaus wollt, das ist nicht das Problem.
Jedoch mache ich das ganze im Rahmen einer Ausarbeitung, benoetige aber fuer belege noch ein paar Literaturquellen, irgendwelche Fachbuecher. Habe aber nun welche gefunden, aber nicht diesen Fall des Richtungswechsels, bzw. genaue Werte oder Formeln.

Denn die Argumentation meines Ausbilders ist, dass der Strom nie groesser ist als der 8-Fache Nennstrom, also der normale Anlaufstrom. Das versuche ich aktuell zu widerlegen, und er gibt sich nur mit einer verlaesslichen Quelle zufrieden.

 

[Pumukel]

wodurch wird den der Strom begrenzt im Stand und warum kann der Strom bei Richtungswechsel sogar noch höher als bei blockiertem Läufer werden! Und die Aussage nicht höher als 8 fach ist schlicht und einfach Unsinn! Frag den Prof doch mal woher er seine Aussage nimmt! Nur als Beispiel es gibt Anlagen die extrem schwer anlaufen und da sind spezielle Motoren verbaut , die durchaus auch den 20 fachen Anlaufstrom aufnehmen!

 

[hicom]

Ich verstehe schon worauf ihr hinaus wollt, das ist nicht das Problem.
Jedoch mache ich das ganze im Rahmen einer Ausarbeitung, benoetige aber fuer belege noch ein paar Literaturquellen, irgendwelche Fachbuecher. Habe aber nun welche gefunden, aber nicht diesen Fall des Richtungswechsels, bzw. genaue Werte oder Formeln.

Denn die Argumentation meines Ausbilders ist, dass der Strom nie groesser ist als der 8-Fache Nennstrom, also der normale Anlaufstrom. Das versuche ich aktuell zu widerlegen, und er gibt sich nur mit einer verlaesslichen Quelle zufrieden.

Schon mal nach gegenstrombremsen gesucht:
https://www.iee.tu-clausthal.de/fileadm ... 03K4T2.pdf

#Jürgen

 

[Moorkate]

Denn die Argumentation meines Ausbilders ist, dass der Strom nie groesser ist als der 8-Fache Nennstrom, also der normale Anlaufstrom. Das versuche ich aktuell zu widerlegen, und er gibt sich nur mit einer verlaesslichen Quelle zufrieden.

Da maximale Strom wird ja letztendlich durch den ohmischen Widerstand des Spulendrahtes begrenzt. Im Einschaltaugenblick bricht durch den Scheinwiderstand des Versorgungsnetzes die Spannung direkt am Motor zusammen, weswegen der tatsächliche maximale Strom niedriger ist.

Wenn der Motor läuft, wirkt dem Stromfluß der induktive Widerstand entgegen, die der angelegten Spannung entsprechend der abgenommenen Last entgenwirkt - im Leerlauf ist der induktive Widerstand am höchsten, der Stromfluss am geringsten.
Wenn man den Motor jetzt schlagartig umpolt, müsste sich der induktive Widerstand im ersten Augenblick wie ein Leitwert auswirken, der sich wie eine Spannungserhöhung direkt am Motor auswirkt. Diese Spannungserhöhung wird widerum vom Scheinwiderstand des Versorgungsnetzes begrenzt.

Also salopp gesagt, je länger die Zuleitung ist, um so höher kann die Spannungserhöhung ausfallen.

Das ist eine sehr komplexe Berechnung, mit der man nur mit einem Verbraucher (den Motor) im Netzt rechnen sollte. Wer mit idealen Netzen rechnet, also ohne Leitungswiderstand und konstanten Versorgungsspannungen, wird der Lösung nicht näher kommen, da dort am Motor immer eine konstante ideale Spannung anliegt.

MfG

 

[Octavian1977]

Das Ganze ist so etwas kompliziert dargestellt.

Das was das sich dreht hat eine Masse. Masse und Bewegung bedeutet, daß dort eine mechanische Energie vorhanden ist die eine Richtung hat.

Soll Nun das Ding in die Andere Richtung laufen benötige ich nicht nur die Energie das an zu drehen sondern auch diejenige um das von der anderen Drehrichtung zu stoppen, also die doppelte Menge.

Doppelte Menge mechanische Energie, ergibt auch die doppelte Menge der elektrischen Energie. und somit auch einen höheren Strom

 

[leerbua]

...
Soll Nun das Ding in die Andere Richtung laufen benötige ich nicht nur die Energie das an zu drehen sondern auch diejenige um das von der anderen Drehrichtung zu stoppen,
soweit einverstanden,

also die doppelte Menge.
ob es sich dabei aber gerade um die "doppelte Menge" handelt, ist wohl eher Kaffeesatz lesen.

...

 

[Octavian1977]

mechanisch handelt es sich um die Doppelte Menge als Maximum Wenn der Motor schon etwas abgebremst wurde dann eben etwas weniger. (Reibungsverluste z.B.)

 

[Moorkate]

Das Ganze ist so etwas kompliziert dargestellt.

Das was das sich dreht hat eine Masse. Masse und Bewegung bedeutet, daß dort eine mechanische Energie vorhanden ist die eine Richtung hat.

Soll Nun das Ding in die Andere Richtung laufen benötige ich nicht nur die Energie das an zu drehen sondern auch diejenige um das von der anderen Drehrichtung zu stoppen, also die doppelte Menge.

Doppelte Menge mechanische Energie, ergibt auch die doppelte Menge der elektrischen Energie. und somit auch einen höheren Strom

Das ist schon richtig, aber da Energie(mech.Arbeit)=LeistungxZeit ist, muss der Strom zwangsläufig nicht höher sein.
Er kann letzendlich nur höher sein, wenn eine Spannungserhöhung durch die in der Masse gespeicherten Induktionsenergie vorliegt, da der Scheinwiderstand der Motorspule nie kleiner sein kann als der Wirkwiderstand.
Da aber der Motor am Netz hängt, spielt der Scheinwiderstand / Schleifenimpedanz des Netzes mit eine Rolle.
Ich weiß nur aus Erfahrung, wenn man einfach den Wendeschalter zu schnell bedient hat, konnte man anschliessend loslaufen und die Sicherungen tauschen. Also muss der Strom höher sein als der Kurzschlußstrom beim Anlaufen.

Bei der doppelten Energie in der gleichen Zeit, hast du die doppelte Leistung, also müsste sich die Spannung am Motor um 41% von z.B. 400V auf 566V erhöhen, wobei ich jetzt nicht weiß, ob man bei Drehstromnetzen so rechnen kann. Dann noch den ungünstigten Fall, das die EVU die max. zulässige Spannung von 440V liefert wären das 622V.
Gegenüber der Nennspannung von 400V eine Erhöhung um 55,6%, äquivalent bei konstanten R, würde der Strom sich gegenüber dem Nennkurzschlußstrom um 55,6% erhöhen.
Bei einem hohen Schleifenwiderstand des Netzes, bricht aber die Netzspannung wiederrum stärker beim Umschalten zusammen.
Das ist eine komplexe Rechnung mit mehreren untereinander abhängigen Variablen, wo es irgendwo ein Maximalwert geben wird und den gilt es mathematisch nachzuweisen.

mfG