Wechselstrommotor



Aus dem Inhalt:
0:27 Wie ein Drehfeld erzeugt wird
2:38 Wie Drehmoment entsteht
3:55 Kennlinie
4:54 Wie kann man die Drehrichtung beim Wechselstrommotor ändern
5:21 Motorschild und Berechnung
7:34 Anwendungen und Zusammenfassung


Wie erzeugt der Kondensatormotor ein Drehfeld?

Der Einphasen-Induktionsmotoren, zu welchen der Kondensatormotor gehört, beinhaltet der Stator 2 Wicklungsstränge: Der Hauptstrang bzw. Hauptwicklung – dieser belegt circa 2/3 des Stators. Die Hilfswicklung bzw. der Hilfsstrang im restlichen Drittel des Stators, ist räumlich versetzt um 90° eingebracht.

Funktionsweise Kondensatormotor

Funktionsweise Kondensatormotor

Um zu einem Drehfeld zu gelangen, muss zusätzlich der Strom in der Hilfswicklung um 90° phasenverschoben sein. Die sogenannten Kondensatormotoren verwenden einen Kondensator in Reihe zur Hilfswicklung, um dies zu erreichen.

Wie dieses Drehfeld beim Kondensatormotor gebildet wird, verdeutlicht folgende 2-dimensionale Darstellung. Zu verschiedenen Zeitpunkten wird die Stromrichtung durch die Ständerwicklung betrachtet und der daraus entstehende Drehfeld.

Drehfeld Kondensatormotor

Drehfeld Kondensatormotor


Wie erzeugt ein Kondensatormotor ein Drehmoment?

Wie erzeugt ein Kondensatormotor ein Drehmoment

Wie erzeugt ein Kondensatormotor ein Drehmoment

Ohne Schlupf kein Drehmoment!


Kennlinie und Betriebsverhalten Kondensatormotor

Um ein höheres Anlaufmoment zu erreichen, kann ein weiterer sogenannter Anlaufkondensator dazu geschaltet werden, welcher mittels eines Fliehkraftschalters beim Erreichen einer bestimmten Drehzahl freigeschaltet wird.

Schaltung Kondensatormotor

Schaltung Kondensatormotor

Im folgenden werden die Drehmoment-Kennlinien betrachtet. Wie ersichtlich wird eine Phasenverschiebung (erzeugt durch Kondensator) in der Hilfswicklung benötigt, um zu einem Anlaufmoment und damit zu einer definierten Drehrichtung zu gelangen:

Drehmomentkennlinie Kondensatormotor

Drehmomentkennlinie Kondensatormotor


Drehrichtungsumkehr Kondensatormotor

Um die Drehrichtung dieses Motors zu ändern, muss die Stromrichtung innerhalb der Hilfswicklung umgekehrt werden. Damit ist die Drehrichtung unabhängig davon, wie man diesen Wechselstrommotor in die Steckdose einsteckt. Falls der Hersteller einen Wechselstrommotor mit einem 6-poligen Motorklemmbrett anbietet, so ist die Drehrichtungsumkehr sehr einfach: Schließen Sie einfach die Metallbrücken wie abgebildet um:

Drehrichtungsumkehr Kondensatormotor

Drehrichtungsumkehr Kondensatormotor

Damit läßt sich die Drehrichtung nicht ändern, wenn man die Anschlüsse L1 und N vertauscht!


Wechselstrommotor Motorschild

Wechselstrommotor Motorschild

Leistungsschild Kondensatormotor und Berechnung

Bestimmung des Betriebskondensators

Es gilt die grobe Faustformel:

CB circa  zwischen 30 µF und 50 µF pro kW Motorleistung

Sie sehen schon, daß dies eine sehr grobe Abschätzung darstellt. Ursache liegt darin, daß die Kapazität des Kondensators abhängig von der Motorleistung und dem Windungsverhältnis von Arbeits- und Hilfswicklung ist. Somit ist es sehr schwierig, die Kapazität des Betriebskondensators zu bestimmen. Am besten, Sie kontaktieren den Hersteller.

Besitzt der Motor einen Anlaufkondensator, so gilt meist:

CA =  3 CB 

Hier: CA =  3 * 25 µF = 75 µF

Aufgabe:

Berechnen Sie für den obigen Kondensator-Wechselstrommotor den Wirkungsgrad und Schlupf!