Installation eines Frequenzumrichters auf einem Mischpult – Hilfe

Wir haben einen Wechselstrommotor mit 30 PS und 1440 U/min an einem Mischer installiert.
Motorriemenscheibe: 6"
Maschinenriemenscheibe: 20"
Nach meinen Berechnungen läuft der Mixer mit 432 U/min.

Betriebsverfahren: Der Mischer wird mit ca. 200 kg Rohmaterialfutter zusammen mit Wasser und mehreren Mischverbindungen beladen. Der Motor wird dann von einem „Stern-Dreieck“-Starter gestartet.

Aufgrund der hohen Belastung im Mischer kann sich der Motor in der „Stern“-Phase nicht bewegen. Die Nadel des angeschlossenen Amperemeters berührt das Dach, sodass der Stromverbrauch höher als 80 Ampere ist (das Maximum, das das Amperemeter messen kann).

Wenn der Anlasser den Motor auf "Delta" stellt, springt er mit einem Ruck an und das Amperemeter zeigt etwa 60 Ampere an. Nach den ersten 2-3 Minuten beruhigt sich der Mixer und die Stromaufnahme des Motors bewegt sich zwischen 30 und 40 Ampere.

In Anbetracht dessen, dass wir einen AC-Antrieb für den oben genannten Motor installieren, habe ich folgende Fragen:

  1. Wäre ein Frequenzumrichter in der Lage, das erforderliche Drehmoment bei extrem niedrigen Motordrehzahlen aufrechtzuerhalten?
    Ich beabsichtige, den AC-Antrieb den Mischer langsam auf die gewünschte Drehzahl beschleunigen zu lassen, wodurch der Mischung genügend Zeit gegeben wird, sich zu beruhigen und die Notwendigkeit eines hohen Stromverbrauchs zu reduzieren.

  2. Würde ein AC-Antrieb mit V/F-Steuerung für die obige Anwendung ausreichen?
    Ich schaue speziell auf Siemens Sinamics V20.

  3. Welche Art von Energieeinsparungen würde ein Frequenzumrichter für die oben genannte Anwendung bringen?

Weitere Details zur angeschlossenen Stromversorgung:
V: 440 V
F: 50 Hz

Ich würde mich sehr über jede Hilfe freuen.
Bitte entschuldigen Sie, wenn irgendwelche Annahmen falsch sind, ich kenne mich auf diesem Gebiet nicht aus.
Danke schön.

Vielleicht möchten Sie auf das Datenblatt der Motorsteuerung verlinken - und auch auf das des Motors, falls Sie das haben.
Entschuldigung, ich habe keine Daten zum Motor oder Zugriff auf das Datenblatt des Controllers. Es ist sehr sehr alt. Können Sie versuchen, einige der Anfragen ohne Zugriff auf diese Daten zu beantworten? Ich weiß, dass es schwierig sein kann. Danke
Nein, ich kann nicht. Ich habe keine Ahnung von den aktuellen Fähigkeiten des Antriebs ODER dem Anlaufstrom des Motors.
Von der Website von Siemens: SINAMICS V20 – Technologie im Überblick Spannungs- und Leistungsbereich: 1AC 200 V - 240 V, ±10 % 3AC 380 V - 480 V +10 % / -15 % 0,12 kW - 30 kW (0,17 PS bis 40 PS) Steuermodi: U/f, V2/f, FCC, U/f Multipoint
1. Extrem niedrige Drehzahlen sind immer ein Problem für Induktionsmotoren. Wie niedrig ist für Sie niedrig und wie lange müssen Sie dort bleiben? 2. Ja. 3. Für Ihr Startszenario nicht viel. Bei Anwendungen mit geringer Last, bei denen Sie die Geschwindigkeit verringern können, um Verluste zu minimieren, einige.
@winny 1. Wir müssten die Rührerblätter mit 400-500 U / min laufen lassen, sobald die anfängliche Drehmomentlast überwunden ist. Sobald sie diese Geschwindigkeit erreicht haben, müssen sie etwa 30 Minuten dort sein. Ich denke, wir können das Riemenscheibenverhältnis ändern, um sicherzustellen, dass der Lüfter des Motors zur Kühlung mit einer angemessenen Geschwindigkeit läuft. | 2. Danke.| 3. Wenn ich das Riemenscheibenverhältnis auf 0,5 (Motor:Maschine) bekomme und den Motor mit 900 U/min laufen lasse, könnte ich die Mischerdrehzahl auf 450 (ideal) bringen. Schätzen Sie irgendwelche Einsparungen in diesem Setup?
Denn das Anlaufdrehmoment ist dein Hauptproblem. Am besten schaut man sich ein sogenanntes Closed Loop Vector Regelsystem an. Siehe meine Antwort.
@winny, ich habe nach "extrem niedrigen Drehzahlen" gefragt, weil ich dachte, dass wir ihn vielleicht langsam beschleunigen können, indem wir einen Wechselstromantrieb verwenden, da der Motor aufgrund der hohen Drehmomentlast anfänglich nicht laufen kann. Der Hauptpunkt ist, wenn die Motordrehzahl sagen wir 10 % beträgt, würde das Drehmoment auch 10 % betragen oder wäre es das gleiche wie bei 100 % Drehzahl. Vielen Dank für Ihre Zeit.
Sie haben fast das gesamte Drehmoment bis hinunter zu niedrigen Drehzahlen zur Verfügung. Vielleicht nicht 10 % der Drehzahl, aber nah dran. Es gibt viele Probleme bei niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment und längeren Zeiten. Ausnahmsweise haben die meisten Motoren ihre Lüfter auf der gleichen Achse und damit die gleiche Drehzahl. Ein kurzes Hochdrehen ist in Ordnung, aber Sie brauchen mehr Kühlung, wenn Sie es lange so laufen lassen wollen.

Antworten (1)

Das Hinzufügen eines V/F-Steuerungssystems könnte ein Ansatz sein. Bei ausschließlicher U/f-Steuerung kann der Regler jedoch nicht erkennen, ob sich der Motor tatsächlich dreht. Ein weiterer Schritt ist das Hinzufügen eines Encoders zum System, damit der Regler erkennen kann, dass sich der Motor dreht. In beiden Situationen beträgt das verfügbare Anlaufdrehmoment bei niedrigen Frequenzen (3 Hz) mehr oder weniger 150 %.

Ein anderer Ansatz könnte OLV (Open Loop Vector Control) sein. Hier kann der Motor bei sehr niedrigen Frequenzen ein Drehmoment von etwa 200 % seines Nenndrehmoments realisieren. Auch hier ist ein Encoder möglich, der das System in eine CLV-Vektorregelung mit geschlossenem Regelkreis verwandelt. Hier ist ein Drehmomentregelungsmodus möglich. Dadurch wird der Motor eher auf Drehmoment als auf Motordrehzahl gesteuert.

Versuchen Sie zuerst, die Prinzipien zu verstehen, und schauen Sie sich dann Ihre Situation an. Die Vektorsteuerung mit geschlossenem Regelkreis hätte ich für Ihren Mischer bevorzugt. Für diesen Ansatz können Sie sich den SINAMICS G120 ansehen.

Für Ihre konkreten Fragen.

  1. CLV kann im Stillstand arbeiten und würde beim Anfahren genügend Drehmoment liefern. Sie können dies mit einem Gleichstrommotor vergleichen.

  2. V/F könnte ausreichen, ist aber nicht sicher. Für die anderen Möglichkeiten siehe oben.

  3. Ich glaube nicht, dass Energieeinsparungen erreicht werden können. Der Motor muss in jeder Situation seine Energie abgeben.

Hallo, Danke für die Antwort. Ich brauche nur eine Klarstellung. Ich glaube, ich habe bisher mit der fehlerhaften Annahme gearbeitet, dass der Zusammenhang zwischen Drehmoment und Motordrehzahl ausschließlich vom Motor selbst abhängt und unabhängig vom Antrieb ist. Wenn ich alles richtig aufnehme, muss ich nach einem Antrieb suchen, der ein größeres Anlaufdrehmoment bei sehr niedrigen Frequenzen bietet?
Das ist richtig. Da Ihr Hauptproblem das Anlaufdrehmoment ist, benötigen Sie eine Drehmomentregelung bei sehr niedrigen Frequenzen. Ich habe Erfahrung mit Mischmotoren bis 300 kW Mischen von Oppanol mit clv.
Abkühlung nicht vergessen. Wahrscheinlich ist ein extern angetriebener Lüfter erforderlich. In der Situation, mit der ich gearbeitet habe, haben wir wassergekühlte Motoren verwendet
Der Motor wird etwa 10-15 Sekunden lang mit extrem niedrigen Frequenzen laufen. Danach müssten wir die Drehzahl auf etwa 900 U/min erhöhen, damit der Mixer mit unserer Zieldrehzahl von 400-500 läuft. (Riemenscheibenverhältnis von 0,5 angenommen). Motorfrequenz|Motordrehzahl|Mischerdrehzahl Angenommen, 3 Hz|90 U/min|45 U/min BIS 31,25 Hz|937,5 U/min|468,75 U/min Der Mischer soll die nächsten 30 Minuten bei dieser Geschwindigkeit bleiben. Haben Sie in einem solchen Fall das Bedürfnis nach externer Kühlung?
Zweitens, gibt es einen Kostenvorteil durch das Senken der Frequenz und der daraus resultierenden Motordrehzahl? Ich kann mit den Riemenscheiben spielen, um die Motordrehzahl bei Bedarf zu ändern. Energieeffizienz steht für uns an erster Stelle.
Es ist am besten, den Motor möglichst mit Nenndrehzahl laufen zu lassen. Bei niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment wird der Motor heiß.
Bei hohem Drehmoment wird der Motor heiß und muss gekühlt werden. Lassen Sie den Motor so bald und so lange wie möglich mit Nenndrehzahl laufen. Ich kenne den Motor nicht, aber in vielen Situationen kann ein externer Lüfter an der Stelle des auf der Welle montierten Lüfters angebracht werden. Ich glaube, dass Sie nicht an Effizienz gewinnen werden. Aber nur eine vollständige Berechnung zwischen jetzt und der erwarteten neuen Situation kann diese Antwort geben.
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