Wie bestimmt man die Volllastdrehzahl eines Induktionsmotors bei einer beliebigen Frequenz?

Sie können, aber es macht wenig Sinn.

Ein Induktionsmotor verhält sich wie ein Transformator, wenn Sie die Frequenz reduzieren, müssen Sie auch die angelegte Spannung reduzieren, sonst wird der Kern – sowohl die Außenhülle als auch der Rotor – übererregt und erwärmt sich.

Wenn Sie die Spannung verringern, schrumpft die Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie proportional in Drehmomentrichtung. Die tatsächliche Volllastdrehzahl hängt vom Arbeitspunkt ab, der sich aus dem Schnittpunkt der Lastkennlinie mit der Motorkennlinie ergibt.

Wenn also ein Induktionsmotor für 240 V 50/60 Hz gebaut ist, handelt es sich in Wirklichkeit um einen 240 V 50 Hz-Motor, der auch bei 60 Hz funktionieren würde.

Es kann irrelevant sein. Viele Frequenzumrichter verwenden eine Schlupfkompensation .

Schlupfkompensation Die Schlupfkompensation ist eigentlich eine ausgeklügelte Version des Open-Loop-Konzepts. Die Schlupfkompensationsmethode der Drehzahlregelung überwacht nicht die tatsächliche Wellendrehzahl. Stattdessen verwendet es Antriebsausgangsstromwandler, um den vom angeschlossenen Motor gezogenen Strom zu überwachen. Wie bereits erwähnt, steigt der Schlupf, wenn die Ausgangsfrequenz konstant gehalten wird, wenn ein NEMA-B-Motor belastet wird, die Wellendrehzahl sinkt und der Motorstrom ansteigt. Der Unterschied besteht hier darin, dass die „Schlupf“-Funktion die Reduzierung der Wellendrehzahl „kompensiert“, indem sie die Spannung und Frequenz erhöht, die an den Motor angelegt werden. Abbildung 2 zeigt eine Anwendung, bei der der Motor das volle Drehmoment bei 1500 U/min liefern muss.

Der obere Teil zeigt, was ohne Schlupfkompensation passiert. Die angelegte Frequenz beträgt 50 Hz, aber die tatsächliche Motorwellendrehzahl hat aufgrund von Schlupf einen Wert von 1455. Der untere Teil zeigt, wie die Schlupfkompensation diese Situation automatisch "kompensiert", indem 1,5 Hz zusätzliche Ausgangsfrequenz auf die vorhandene Ausgangsfrequenz von 50 Hz angewendet wird , was zu einer neuen Ausgangsfrequenz von 51,5 Hz führt. Die Motorwelle "rutscht" immer noch zurück, aber jetzt beträgt die tatsächliche Wellendrehzahl die gewünschten 1500 U / min. Die Schlupfmenge nimmt nicht wirklich ab. Es wird einfach so verschoben, dass die Ist-Drehzahl jetzt die Soll-Drehzahl ist. Denken Sie daran, dass der Antrieb den vom Motor gezogenen Strom überwacht, nicht die tatsächliche Wellendrehzahl.

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Bei jeder Betriebsfrequenz unterhalb der Nennfrequenz sollte die Volllastdrehzahl eines von einem VFD gesteuerten Induktionsmotors ziemlich nahe an der Synchrondrehzahl abzüglich der Nennschlupfdrehzahl liegen. Die Nennschlupfdrehzahl ist die Synchrondrehzahl bei Nennfrequenz abzüglich der Volllastdrehzahl bei Nennfrequenz.

Der VFD ist so ausgelegt, dass er bei jeder Betriebsfrequenz die Spannung bereitstellt, die zu diesem Drehmoment-gegen-Schlupf-Betrieb führt. Sensorlose Vektorantriebe passen die angelegte Spannung mithilfe eines mathematischen Modells des Motors an. Vor mindestens dreißig Jahren konnte eine sehr ähnliche Leistung erforderlich sein, indem mit einem konstanten V/Hz-Profil begonnen wurde, eine manuelle Anpassung bereitgestellt wurde, um die V/Hz am unteren Ende des Frequenzbereichs leicht anzuheben, und eine automatische „IR-Kompensations“-Verstärkung bereitgestellt wurde proportional zum Drehmoment, das aus der Ausgangsfrequenz und -leistung geschätzt wird. Bei der sinnlosen Vektorregelung werden die Anpassungen durch eine einmalige „Tuning“-Routine während der Inbetriebnahme automatisch eingestellt. Die Ergebnisse sind konsistenter und liefern die gewünschten Ergebnisse im Wesentlichen bis hinunter zur Drehzahl Null und etwas über 150 % des Nenndrehmoments.

Die sichere Betriebszeit bei gegebenem Drehmoment und Drehzahl unterhalb der Nenndrehzahl hängt von der Motorkonstruktion und dem Kühlverfahren ab. Viele eigengekühlte Motoren, die für VFD-Betrieb ausgelegt sind, können kontinuierlich mit Nenndrehmoment bis zu 1/3 der Nenndrehzahl betrieben werden.