Anlaufmoment Asynchronmotor mit Kondensator

30/01/2014 - 08:33 von Frank Peter | Report spam
Hallo zusammen,

Kurzfassung:
Gibt es eine einfache Möglichkeit einem einphasig mit Kondensator
betriebenen Asynchronmotor bei durch Phasenanschnitt reduzierter
Leistung mehr Anlaufmoment einzuhauchen?

Normalfassung:
Das Ganze ist ein Lüfter, der nur seltenst mit voller Leistung laufen
muss. Deswegen habe ich da einen Dimmer mit Eignung für induktive Lasten
vorgeschaltet. Leider làuft der Motor in der Stellung für niedrigere
Drehzahl gar nicht erst an, sondern muss in der Vollgasstellung
angeschaltet und dann entsprechend zurückgedreht werden. Der WAF ist
unzureichend und mich nervts auch, da ich nie ganz sicher bin, ob der
dann auch am Laufen bleibt.

Langfassung:
Das ist kein normaler Lüfter, sondern ein sog. Rauchsauger, der ganz
oben auf dem Schornstein sitzt und für einen gleichmàßigen Kaminzug sorgt.
Nachdem der ein paar Jahre auf dem Buckel hatte, hat sich eins der
beiden Kugellager aufgrund von Korrosion verabschiedet. Die
Laufgeràusche wurden offensichtlich nach dem Orgelpfeifenprinzip durch
den Kamin verstàrkt und klangen durchaus eindrucksvoll.
Beim Zerlegen zeigte sich, dass da lediglich billige gedeckte Kugellager
zum Einsatz kamen, die in dieser höchst schmutzigen Umgebung (Rauch und
Ruß) natürlich nicht ewig halten können.
Ersetzt habe ich sie durch zwei Lager mit Hochtemperatur- und
Schmutzeignung. Dazu gehören (leider) auch flexible Dichtlippen, die zu
dem erhöhten Anlaufmoment führen.
Der Motor scheint ein normaler Asynchronmotor in Dreieckschaltung zu
sein (Am Anschlußterminal ist keiner der 6 Klemmen irgendwie
hervorgehoben). Angeschlossen ist er mit 1. Phase / 2. Null / 3.
Phase+Kondensator.

Kann man das Anlaufmoment im leistungsreduzierten Betrieb durch eine
einfache Maßnahme erhöhen - und damit auch sicherstellen, dass er
wirklich làuft und nicht langsam abstirbt? (Wenn das Feuer brennt, muss
der Motor zu seiner eigenen Kühlung laufen, ansonsten wird er durch
Überhitzung durch den heißen Rauch geschàdigt).
Bringt eine Erhöhung der Kondensatorkapazitàt etwas?
Wechselrichter? (Kommt der mit einer bereits phasenangeschnitttenen
Vorsorgung zurecht und setzt das in die reduzierte Drehzahl um?)

Ach ja: Auf das Dach rauf geht eine übliche dreiadrige Leitung (schwarz,
blau, grüngelb), die nur durch unverhàltnismàßig heftige Stemmarbeiten
zu erweitern wàre.

Was würdet ihr machen?

Frank
 

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#1 Marcel Müller
30/01/2014 - 09:13 | Warnen spam
Hallo,

Am 30.01.2014 08:33, schrieb Frank Peter:
Hallo zusammen,

Kurzfassung:
Gibt es eine einfache Möglichkeit einem einphasig mit Kondensator
betriebenen Asynchronmotor bei durch Phasenanschnitt reduzierter
Leistung mehr Anlaufmoment einzuhauchen?



ja, am Anfang einmal kurz voll Stoff geben.

Normalfassung:
Das Ganze ist ein Lüfter, der nur seltenst mit voller Leistung laufen
muss. Deswegen habe ich da einen Dimmer mit Eignung für induktive Lasten
vorgeschaltet. Leider làuft der Motor in der Stellung für niedrigere
Drehzahl gar nicht erst an, sondern muss in der Vollgasstellung
angeschaltet und dann entsprechend zurückgedreht werden. Der WAF ist
unzureichend und mich nervts auch, da ich nie ganz sicher bin, ob der
dann auch am Laufen bleibt.



Plan A: Du brauchst einen Regler mit D-Anteil, der bei steigender
Regelgröße erst mal kurz ordentlich Gas gibt. Das kann man schon so
abgleichen, dass er wieder runter regelt, bevor der Lüfter volle Kanne
röhrt.

Plan B: aussitzen. Wenn der Lüfter nicht anlàuft, wird es wàrmer. Wenn
es wàrmer wird, gibt die Regelung Gas. Irgendwann reicht es für den
Anlauf, dann legt er (recht plötzlich) los, und es wird wieder kühler.
Diese Lösung habe ich derzeit an meinem PC.


(Wenn das Feuer brennt, muss
der Motor zu seiner eigenen Kühlung laufen, ansonsten wird er durch
Überhitzung durch den heißen Rauch geschàdigt).



Wie wenig Sinn ergibt das denn? Um die Abgastemperatur zu senken muss er
doch signifikant mehr Luft durchziehen, was am Ende des Tages doch auch
die aus dem Haus durch den Schornstein entnommene Wàrmemenge erhöht,
oder? Oder hat er eine Zufuhr von Außenluft zur Kühlung?

Bringt eine Erhöhung der Kondensatorkapazitàt etwas?



Damit wird der Phasenwinkel normalerweise eher ungünstiger. Du musst
gucken, wie er ausgelegt ist, und wie dann die Drehmomentkurve aussieht.

Wechselrichter? (Kommt der mit einer bereits phasenangeschnitttenen
Vorsorgung zurecht und setzt das in die reduzierte Drehzahl um?)



Nein.

Aber eine geeignete dynamische Ansteuerung mit einem geeigneten
Wechselrichter hàtte das Problem mit dem geringen Drehmoment im Stand
nicht. Das wàre ein Job für einen Sin/Cos Generator mit Calss-D
Endstufe. Der kann dann halt auch die Frequenz àndern, was die
Möglichkeiten signifikant verbessert.

Eine gedimmte Asynchronmaschine ist eigentlich immer Mist. Letztendlich
làuft auch ein Asynchronmotor immer auf Nenndrehzal - nur eben abzüglich
Schlupf. Und regeln kann man letztlich nur das Drehmoment. Die geringere
Drehzahl kommt also nur dadurch zustande, dass der Motor gegen einen
signifikant drehzahlabhàngigen Widerstand arbeitet. Bei niedrigen
Drehzahlen hat man also die Differenz zweier àhnlich großer Zahlen
(Drehmomente), und das ist bekanntlich immer instabil.
Bei höheren Drehzahlen leistet der Luftwiderstand eines Lüfterrades
einen drehzahlabhàngigen Widerstand. Aber unten rum wird der
Drehmomentbedarf irgendwann negativ differenziell - spàtestens bei der
Haftreibung. Und da ist kein stabiler Betrieb möglich.


Ach ja: Auf das Dach rauf geht eine übliche dreiadrige Leitung (schwarz,
blau, grüngelb), die nur durch unverhàltnismàßig heftige Stemmarbeiten
zu erweitern wàre.

Was würdet ihr machen?



Ich würde eine kurze Überbrückung des Dimmers beim Einschalten
vornehmen. Da sollte sich mit einem Kurzzeitrelais eine Lösung finden
lassen.

Wenn Du Dir mehr Mühe geben willst, kannst Du auch versuchen, aus dem
Stromverbrauch des Motors seine Drehzahl abzuleiten. Damit kannst Du
dann aktiv regeln, solange bis deine Wunschdrehzahl erreicht ist.


Marcel

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