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Aufgaben: Drehstromasynchronmotor
Teil 1: Ankreuzaufgaben - Immer nur Eine ist richtig!
Teil 2: Ungebundene Aufgaben
Aufgabe 1:
Ein Förderband wird mittels Drehstromasynchronmotoren angetrieben, welche ihrerseits mittels Frequenzumrichter angesteuert werden:
Abgebildet sehen Sie das Leistungsschild eines hier verwendeten Drehstromasynchronmotors:
- Berechnen Sie das Bemessungsdrehmoment.
- Berechnen Sie die elektrische Leistung und Wirkungsgrad.
- Die Drehzahl wird mittels eines Tachogenerators erfaßt, dessen Signal zur weiteren Verarbeitung von einer Analogeingabebaugruppe eingelesen wird. Wie groß ist der Integer-Wert des AD-Wandlers im Bemessungsbetrieb?
Um die Geschwindigkeit des Förderbandes zu steuern, wird in dieser Anlage ein Frequenzumrichter verwendet.
- Für das Förderband wird eine Drehzahl von 1200 min-1 benötigt. Berechnen Sie die Ausgangsfrequenz des FU´s unter der Bedingung, daß die f(U)-Anpassung linear ist und kein Boost zu parametrieren ist. Die Schlupfdrehzahl soll gleichbleibend sein, d.h. die gleiche sein, wie bei Nennbetrieb.
- Bei vollem Förderband sinkt die Drehzahl von 1200 min-1 auf 1100 min-1 Durch Schlupfkompensation wird dem Rückgang der Drehzahl entgegengewirkt.
- Was versteht man unter Schlupfkompensation?
- Wie groß muß die notwendige Frequenzänderung sein, um die Belastung auszugleichen?
Aufgabe 1:
1. Pab = M * n ⁄9550 => M = 9550 Pab ⁄ n = 9550 * 0,56 kW ⁄ 1420 min-1 = 3,77 Nm
2. Pzu = Pel = √3 U * I * cos φ = √3 * 400V * 1,7A * 0,69 = 0,813 kW
η = Pab / Pzu = 0,56 kW / 0,812 kW = 0,69
3. Dreisatz: x = 1420 min-1 / 1500 min-1 * 27648 = 26173
4. f1 = 50 Hz => ns = 1500 min-1
nN = 1420 min-1 => nSchlupf = 80 min-1
Die neue Ständerfelddrehzahl muss sein:
nS2 = n2 + nSchlupf = 1200 min-1 + 80min-1 = 1280 min-1
nun Dreisatz:
f1 / ns1 = f2 / ns2 => f2 = 50 Hz * 1280 min-1 / 1500 min-1 = 42,7 Hz
5. Schlupfkompensation = Durch Erhöhung der Last steigt der Schlupf s bzw. Schlupfdrehzahl nSchlupf. Durch Erhöhung der Frequenz kann der Abnahme der Drehzahl entgegengewirkt werden.
Mit Schlupfkompensation beträgt die neue Drehzahl nun:
nS3 = n2 + nSchlupf + ΔnBelastung = 1200 min-1 + 80min-1 + 100 min-1 = 1380 min-1
f3 = 50 Hz * 1380 min-1 / 1500 min-1 = 46 Hz