Motorklemmbrettverständnis

Pumukel schrieb:
"Nein, Den 230V /400V kannst du nur im Stern am 400V Netz betreiben! Bei Dreieck brennen dir die Wicklungen durch !"

Doch, der brennt definitiv durch. Wenn die Spannung auf etwa 280 Volt steigt, beginnt schon mal die magnetische Sättigung des Eisens, das heisst, der Strom steigt überproportional an. Bei 400 Volt an einer 230 Volt Wicklung fließt ein heftiger Strom. Nach ein paar Minuten raucht es.

Muss zu meiner Schande gestehen, dass mir, nach über 50 Jahren Beschäftigung mit Elektrizität, neulich ein blödes Missgeschick passiert ist und ich einen gewöhnlichen Drehstrom-Asynchron-Motor gekillt habe. Eben, indem ein 230/400 V Motor in Dreieck am Stromnetz hing.

Es handelt sich um einen solchen Lüfter mit 0,5 kW Drehstrommotor:






Das Ding sollte versuchsweise mit einem Frequenzumrichter in der Drehzahl einstellbar gemacht werden.
Es sitzt ein Motor 230/400Volt drauf, der bei Direktanschluss an unser Netz natürlich in Stern geschaltet sein muss.

Für Betrieb mit dem einphasig gespeisten FU muss er in Dreieck geschaltet werden. Da bei so einem Ding die Zwischenkreisspannung bei etwa 320 Volt liegt.

Also die Brücken auf Dreieck geklemmt, FU konfiguriert und Versuch gestartet: Super, passt, lässt sich einwandfrei in der Drehzahl stellen. Hatte aber noch kein passendes Gehäuse für den FU dabei, also wieder abgeklemmt und da der Lüfter ja schon im Einsatz sein musste, vorerst ohne FU, volle Drehzahl eben, wieder direkt angeschlossen, ohne PKZ. Für die halbe Stunde, bis ich das Gehäuse besorge, geht das schon, dachte ich mir.

Beim Einschalten dachte ich schon, der beschleunigt aber enorm diesmal. Dachte aber leider nicht weiter. Hatte, verdammt nochmal, nicht mehr daran gedacht, dass die Brücken noch auf Dreieck standen, wegen des FU-Betriebs. Dann kam es, wie es kommen musste. Nach zwei Minuten löste der vorgeschaltetete 30mA RCD aus und es begann nach "Katzendreck" zu riechen. Verdammter Mist, dann fiel es mir ein. War aber schon zu spät. Glücklicherweise nur ein billiger chinesischer Normmotor 0,5 kW, den ich in die ewigen Jagdgründe befördert hatte.

Also, womit bewiesen ist, mein lieber "Keine Ahnung", Pumukel hat recht, er brennt wirklich durch.

 

Sollte da nicht eher ein zum Motor passender Motorschutz auslösen?

 

Keine Ahnung, was du da bei dem speziellen Motor gemacht hast, folgendes gebe ich zu bedenken:

1) Frag dich mal, ob ein anderer Wickeldraht genommen wird, je nachdem, ob ein Motor für 230 V oder 400 V gewickelt wird. Schau in die Norm für Kupflackdrähte und sieh dir die Durchschlagfeldstärken an. Nimm Grad 2, das ist der aktuell gängige. Selbst bei Grad 1 wird nichts durchbrennen.

2) Die pauschale Aussage, dass die magnetische Sättigung bei 280 V beginnt ist völlig aus der Luft gegriffen und stimmt hinten und vorne nicht. Du hast vermutlich nie einen Motor magnetisch ausgelegt.

3) Wenn ein Motor, warum auch immer durchbrennt, ist das nicht hinreichend, eine falsche Behauptung zu beweisen!

4) Isolationssysteme sind auf Lebensdauer ausgelegt, eine Überschreitung von Nennwerten führt nicht zum Durchbrennen sondern erst einmal nur zur Reduzierung der Lebensdauer. Bedenke, welche Spannung beim Hochspannungstest sogar angelegt wird. Zwar nur kurzzeitig, aber auch das hält die Wicklung aus!

5) Du bist gerne in mein Labor eingeladen. Ich habe ausreichend Motoren da stehen und kein Problem, diese mit erhöhter Spannung anzuschließen.

 

Ja, wenn einer vorhanden ist, löst der aus. Ich habe den Motor nur provisorisch laufen lassen, für eine halbe Stunde ohne PKZ, bis ich das Gehäuse für den Frequenzumrichter geholt hätte.

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Das war kein spezieller Motor, sondern ein ganz normaler handelsüblicher Normmotor. Die sind so ausgelegt, wenn die Spannung, sagen wir mal in den Bereich 280 Volt kommt, dass dann die magnetische Sättigung beginnt. Und damit der Strom extrem ansteigt, was zum Verbrennen der Wicklung führt.

Was ich versehentlich gemacht habe, er war auf Dreieck geschaltet und lag an unserem 400 Volt Drehstromnetz, obwohl es eine 230/400 Volt Ausführung war.

Und da ist es einfach so, wenn nichts abschaltet, raucht es nach ein paar Minuten. Es gab schon mehrere solche Fälle bei Anfragen hier im Forum in der Vergangenheit.

Bei dem diskutierten Problem geht es nicht um die Durchschlagsfeldstärken, sondern, dass der Strom viel zu groß wird, wenn man eine Wicklung, die für 230 Volt bemessen ist, an 400 Volt legt. Manche denken, dass dann der Strom nur um den Faktor Wurzel aus drei steigt. Das stimmt nicht, der Strom steigt überproportional wegen des Sättigungseffekts im Dynamoblech.

Bei den meisten handelsüblichen Geräten mit Wicklungen auf Eisenkern beginnt nach meinen praktischen Erfahrungen die Sättigung ab 270 ...280 Volt zu wirken. Kann man auch bei Trafowicklungen nachvollziehen. Es ist richtig, dass ich noch nie einen Elektromotor magnetisch ausgelegt habe, könnte das auch nicht, bin kein Elektromaschinenbauer. Aber kein Mensch legt eine Wicklung so unwirtschaftlich aus, dass die Sättigung erst beim Faktor 1,8 beginnt.
Normal ist der Faktor etwa 1,2. Im Netz sind 10% Toleranz erlaubt, das wären dann 253 Volt. Dann ist bis 270 Volt noch etwas Luft zur Sicherheit. Aber nicht mehr.

Ein befreundeter Elektromeister wollte einmal einen ganz simplen Trafo mit original 12 Volt Sekundärspannung auf 15 Volt umbauen und dachte sich, er wickelt von der Primärwicklung so viele Windungen ab, bis das Übersetzungsverhältnis für 230 zu 15 passt. Und siehe da nach ein paar Minuten wurde das Ding extrem heiss. Eben wegen des Effekts der beginnenden Sättigung des Kerneisens.

Ich weiss nicht wie und was Du da denkst, wahrscheinlich denkst Du zu kompliziert? Was ich geschrieben habe, ist einfach Tatsache, da gibt es nichts zu rütteln.

Nein, hier bei unserem Problem geht es nicht um die Isolationsfähigkeit des Lacks um den Wicklungsdraht, es ist definitiv ein Problem des zu hohen Stroms.

Besorg dir einen handelsüblichen 230/400Volt Normmotor, Klemme ihn für Dreieck und hänge ihn an das 400 Volt Drehstromnetz. Du wirst sehen, nach ein paar Minuten ist er hinüber.




P.S.: Wir hatten doch vor längerer Zeit mal eine Diskussion ob ein Drehstrom-Normmotor als Asynchron-Generator arbeiten kann?

Bist Du immer noch der Überzeugung, dass das nicht funktionieren soll?

 

Gelöscht

 

Nun, wie sieht es aus, schon den Versuch gestartet, den 230/400V Motor in Dreieckschaltung ans Netz zu legen: Wie lange hat es gedauert, bis Rauch aufstieg?

Wie ich schon in #25 schrieb, ich bin kein Elektromaschinenbauer, daher auch kein "großer Motorenmeister".

Aber ich weiss definitiv, dass eine 230 Volt Wicklung auf Dauer keine 400 Volt verträgt. Auch, wenn ein Professor meint, das wäre anders, und es würde "nur ein ungünstiger Arbeitspunkt" eingenommen.


Leute, Leute, was ist bei uns nur los? Da wird mir Angst und Bange um die Ausbildung der jungen Leute.....

 

Jetzt lass' aber mal die Kirche im Dorf! Nur weil ein Professor sich mal täuscht? Das soll tatsächlich mal vorkommen, deswegen ist doch noch lange nicht die Qualität der Lehre in Gefahr.
Man munkelt, dass auch die Elektromeister/Ausbilder in den Ausbildungsbetrieben nicht alles wissen... Kaum zu glauben, ist aber so.

 

Ich glaube, das war auch nicht die hellste Kerze am Leuchter.

 

Nein, anderweitig hat der wirklich was drauf. Es weiss halt nicht jeder in jedem Bereich genau bescheid. Vielleicht auch krank gewesen an dem Tag, wo das in der Schule dran war?

 

Ja, hast schon recht. Ich wollte es einfach nur überspitzt formulieren.

Keiner weiss alles. Aber, wenn man versucht, es zu erklären, dann partout nicht glauben wollen, da muss ich dann heftiger werden in meinen "Bekehrungsversuchen"

 

Du meinst so, wie bei deiner Diskussion mit @Pumukel über die OP-Schaltung (Integrierer), bei der er felsenfest behauptet hat, du würdest das nicht verstehen und müsstest noch viel lernen; dabei lag er selber falsch mit der Behauptung, der Ausgang würde auf -15V gehen: Ein paar Posts weiter oben, hat @patois eine Simulation gepostet, auf der klar zu sehen war, wie der OP-Ausgang auf 0V liegt, bis der Schalter geöffnet wird.
Die -15V würden dann irgendwelche +15V "kompensieren" und dann 0V am invertierenden Eingang erzeugen, dabei ist der Ausgang doch fest mit eben diesem Eingang verbunden.
Und dann völlig beratungsresistent... Mann, Mann, Mann
"Schuster, bleib bei deinen Leisten"

 

Ich will die Leute ja nicht ärgern, oder Streit suchen in diesen Diskussionen, sondern immer die physikalische Wahrheit finden. Jeder kann sich mal irren. Das Thema Elektrik und Elektronik ist sehr komplex und abstrakt. Ich habe die Erfahrung gemacht, dass hier die unterschiedlichen Leute sich unterschiedliche Denkweisen zurechtgelegt haben um die Funktionalitäten zu verstehen. Man kann sich auch auf einem Irrweg verbeißen. Da nehme ich mich selber nicht aus.
Aber irgendwann muss man erkennen, dass man falsch liegt und seinen Irrweg zugeben. Das ist psychologisch manchmal schwer, sich das einzugestehen, wenn man sein Weltbild in kleinen Teilbereichen ändern muss.

Es sind auch die gescheitesten Leute nicht vor schweren Irrtümern in Teilbereichen gefeit.
Diese Tatsache erkannte ich schon als Jugendlicher in der Schule. In der achten Klasse gab es bei uns Physikunterricht von einem Studienrat für Mathe und Physik.
Als "dummer" Schüler sollte man natürlich Respekt haben, vor seiner fachlichen Autorität. Er hat lange studiert für solche, nicht einfache Fächer und musste mit Sicherheit auch viele schwierige Prüfungen bestehen.

Unser Schulgebäude Bj. 1970 bestand aus Sicht-Betonwänden. In solchen Wänden gibt es alle Meter diese runden Plastikscheiben an der Oberfläche mit einem Loch in der Mitte. Der Klassenkasper hat sich den Spaß gemacht, den Zeigestab für die Tafel mit aller Wucht in so ein Loch zu rammen. So fest, dass ihn vorerst keiner mehr herausziehen konnte. Die Unterrichtsstunde begann, der Lehrer kam herein und der Zeigestab steckte immer noch vorne neben der Tafel in der Wand. Neben den üblichen Dingen, wer war das usw. kam man in der Diskussion darauf, aus welchem Grund diese Plastikteile überhaupt in der Wand sind?
Unser Studienrat meinte dann, die sind wegen der Wärmeausdehnung des Betons notwendig. "Bei Erwärmung im Sommer dehnt sich der Beton in dieses Loch hinein aus, damit keine Risse in der Wand entstehen".

Na, ja, dachte ich, wenn du das meinst, ich weiss, dass diese Teile als Abstandshalter für die Schalung beim Betonieren dienen und die Schrauben, die die Schalungstafeln zusammenhalten, durch diese Plastikbuchsen in der Wand gehen, damit man sie nach Erstarren des Betons auch wieder herausziehen kann.
Das Loch wird dann mit Kitt verfüllt (oder mit Stöpseln verschlossen)

Aber er, als Studienrat der Physik hat mit seiner Meinung natürlich recht. Da kommst du als dummer 14 jähriger Schüler auch nicht gegen an.

Soviel zum Thema, dass sich auch gescheite Leute irren können.

Aber mittels ihrer "Macht" die Wahrheit dann bestimmen können.

 

Ich habe mich tatsächlich an einer Stelle getäuscht. Nämlich habe ich die ersten Aussagen darauf bezogen, dass die Isolation aufgrund der höheren Spannung Schaden nimmt. Dem ist nicht so, dabei bleibe ich auch. Natürlich kann, je nachdem, wie hart oder weich die Maschine ausgelegt ist, die Blindleistung und damit der Leerlaufstrom so stark ansteigen, dass die Wicklung thermisch durchbrennt. Da bin ich dabei. Allerdings bleibe ich auch dabei, dass das nicht pauschal stimmt!

Ja, du hast Recht, um die jungen Leute sollte man sich Sorgen machen, allerdings aus etwas anderen Gründen nämlich vorrangig deren Einstellung zum Studieren/moralischer Überzeugung etc.....

 

Wenn man eine Wicklung so großzügig auslegen würde, dass beim Faktor 1,8 der Spannung noch nicht das Gebiet der Sättigung erreicht wird, kann man das so sagen. Es ist halt so, die Praxisfälle, die mir unterkommen, sind aber nicht so großzügig ausgelegt. Sie müssen wirtschaftlich ausgelegt sein, sonst werden sie schnell vom Markt verschwinden, da nicht konkurrenzfähig.

Ja, da gebe ich dir auch recht. Diese Problematik ist schwerwiegend. Technische Studienrichtungen sind aber auch meistens schwieriger, als Geisteswissenschaften oder soziale Themen.

 

Für absolute Standardmaschinen hast du mit Sicherheit Recht. Es gibt Spezialwicklungen, die besonders weich (also eine große Hauptinduktivität) gemacht werden, hier kann ich mir vorstellen, dass auch Faktor 1,8 noch akzeptabel ist.