Zusammenhang zwischen Frequenz und Strom

Hallo, ich habe eine einfache Frage, ich habe in meinem Flugzeugwartungsbuch gelesen, dass Wechselstrommotoren frequenzempfindlich sind (ich verstehe das), Frequenzänderungen können Geschwindigkeitsänderungen des Ankers verursachen. Aber was ich nicht verstehe, ist diese Zeile: "Einige Komponenten können überhitzen, wenn die Frequenz abfällt und der Strom ansteigt". Ich verstehe mehr Stromüberhitzung, ich verstehe nicht, wie eine niedrigere Frequenz den Strom erhöhen würde.

Bearbeiten: Nochmals vielen Dank für die Antworten auf meine obige Frage, aber ich denke, eine andere Frage, die ich zu diesem Gedankengang (Verwirrung) habe, betrifft die induktive Reaktanz, bei der sie dem Strom bei höherer Frequenz entgegenwirkt, aber keine Energie verbraucht oder in umwandelt Hitze, wo geht es hin?

Antworten (4)

Ein Wechselstrommotor-Stator ist eine Induktivität. Bei einer Induktivität ist die Impedanz umso niedriger, je niedriger die Frequenz ist. Wenn also eine konstante Spannung darüber liegt, steigt der Strom, wenn die Frequenz niedriger wird.

Zunächst müssen wir die Komponenten der Drehzahlregelung von AC-Motoren verstehen. Es gibt nur drei Komponenten: Spannung, Strom, Frequenz. Wir haben nur die Kontrolle über Spannung und Frequenz durch einen AC-Motortreiber. Der Strom ist jedoch steuerbar, jedoch abhängig von der Motorlast.

Die Steuerung der AC-Motordrehzahl erfordert eine Spannungs-/Frequenzeingangsbeziehung, um die Motordrehzahl zu steuern. Das V/F-Verhältnis ist für verschiedene Motoren unterschiedlich und hängt vollständig von den Nennwerten des Motors ab. Angenommen, Sie verwenden einen 400-V-50-Hz-Motor. Das Verhältnis von Spannung zu Frequenz für diesen Motor beträgt 400/50. Dies kann durch die Verwendung von AC-Motortreibern erreicht werden. Wenn Sie den Motor mit 25 Hz betreiben müssen, müssen Sie eine Spannung nahe 200 V liefern.

Wir bekommen 400 v 2 = 200 v Weil 25 H z = 50 H z 2 .

Für 12,5 Hz Geschwindigkeit müssen Sie 100 Volt liefern und so weiter.

Alle Motoren haben einen Mindestfrequenzwert. Dieser Wert darf nicht unterschritten werden, da der Antrieb eines Motors mit einer niedrigeren Frequenz als dem Mindestwert zu einem übermäßigen Stromfluss in der Ankerwicklung führen kann. Dies wird als „Wirbelstrom“ bezeichnet . Übermäßiger Wirbelstrom erzeugt Wärme, die die Wicklungen des Motors verbrennen kann.

Um dieses Problem zu lösen, haben fast alle AC-Motortreiber eine Funktion namens "Schlupffrequenz". Die Schlupffrequenz ist die niedrigstmögliche Frequenz, die ein Antrieb dem Motor geben kann. Sie ist für Motoren unterschiedlicher Nennleistung unterschiedlich und hängt mit dem Schlupf des Motors zusammen . Einige AC-Motorantriebe passen diese Funktion automatisch an die Nennwerte der Motoren an.

Wenn wir versuchen, einen Motor mit einer Frequenz zu betreiben, die niedriger ist als die Schlupffrequenz des Motortreibers, verwendet der Motortreiber stattdessen die Schlupffrequenz, um den Motor zu betreiben.

Ich hoffe, das wird Ihnen helfen.

Danke euch beiden. Ich habe gerade ein wenig gelesen und gelesen, dass die induktive Reaktanz bei niedrigeren Frequenzen niedrig ist, also verstehe ich, wie mehr Strom durchkommt, aber was mich verwirrt, ist, dass die induktive Reaktanz keine Energie verbraucht oder Wärme erzeugt. Wie würde also mehr oder weniger dieser induktiven Reaktanz eine andere Wärmemenge erzeugen? Auch wenn diese Reaktanz die Spannung und damit den Strom senkt, wohin geht sie, wenn Energie (P = I * E) weder erzeugt noch zerstört werden kann? Und dann haben Sie Blindleistung, die der Impedanz zu widersprechen scheint, die keine Energie verbraucht oder Wärme erzeugt.
Die Scheinleistung S = V * I, wobei sich S sowohl aus Wirk- als auch aus Blindleistung ergibt. Wenn wir also eine zunehmende Blindleistung haben, ohne die Wirkleistung zu ändern, haben wir eine zunehmende Scheinleistung. Wenn wir die Spannung konstant halten, bedeutet dies, dass wir mehr Strom beziehen, um die Scheinleistung S aufrechtzuerhalten. Wenn wir mehr Strom beziehen, ohne mehr Wirkleistung zu liefern, wird sie an anderer Stelle verbraucht.
@ GW2500 Ok, wenn also eine niedrigere Frequenz den Strom erhöht, muss dieser Strom durch einen Draht fließen, der immer einen gewissen Widerstand hat, wodurch er durch Dissipation erwärmt wird. Je mehr Strom, desto mehr Verlustleistung, desto mehr Wärme und der Draht kann schmelzen oder die Isolierung kann brennen.

Die induktive Reaktanz ( X L ) fungiert mehr oder weniger als Widerstand innerhalb eines Stromkreises. Das bedeutet, dass er dem Stromkreis, an den er angeschlossen ist, einen bestimmten Widerstand entgegensetzt.

Dieser Widerstand ist mit der imaginären Komponente der Leistung (der Blindleistung in VAr) verbunden. Die Blindleistung entsteht aufgrund der Phasendifferenz zwischen Strom- und Spannungszeigern, was bei Induktivitäten ein ziemlich eindeutiger Fall ist (der Strom eilt der Spannung nach). Das ist also tatsächlich die Macht, die Sie betrifft, nehme ich an.

Dies ist die Leistung, die einer Induktivität zugeordnet ist. Für eine ausführliche Erklärung können Sie sicherlich einen Blick auf Induktive Reaktanz werfen .

2. Frage: Wo geht es hin?

Die an Induktoren (und an Kondensatoren!) gesendete Energie wird vorübergehend gespeichert. Dann fließt es zurück und geht zurück in die Stromversorgung. Während 1/2 eines AC-Zyklus ist idealerweise die gesamte Energie zurückgekehrt und die Spule oder der Kondensator hat null verbraucht.

Wenn wir also einen Induktor an eine Batterie anschließen, steigt der Spulenstrom und Energie wird im Magnetfeld gespeichert. Als nächstes kehren wir plötzlich die Spulenverbindungen um. Dadurch kehrt sich der Strom um, der dann sanft auf Null abfällt. Das Magnetfeld bricht zusammen und Energie fließt rückwärts durch den Stromkreis, um die Batterie „aufzuladen“. Schließlich, gerade wenn der Strom Null erreicht, klemmen Sie die Batterie ab. Das ist eine Simulation eines Halbzyklus von AC. Im Idealfall ist nun die gesamte Energie, die in den Induktor geflossen ist, zurückgeflossen und wieder zur Batterie zurückgekehrt.

Echter Wechselstrom: Schließen Sie einen idealen Null-Ohm-Induktor an einen Wechselstromgenerator an, und der Generator sendet Energie an den Induktor und saugt sie dann zweimal pro Zyklus wieder zurück. (Es ist zweimal pro Zyklus, weil Energie während der positiven Phase aus- und zurückgesandt wird und auch während der negativen Phase aus- und zurückgesandt wird.)

Praktische Auswirkungen: Die Spule und die Anschlussdrähte erwärmen sich aufgrund ihres Widerstands. Wir würden nur 100 % Energie zurückerhalten, wenn die Spule und die Drähte supraleitend wären. Echte Spulen wirken auch wie Widerstände, wie elektrische Heizungen. Außerdem vibriert Ihr AC-Dynamorotor mit 120 Hz, wenn Sie versuchen, einen großen Induktor anzutreiben. Zweimal pro Zyklus sieht der Generator eine Last, einen großen Strom, sieht dann eine "Anti-Last" von umgekehrtem Strom, und seine Welle bekommt einen Vorwärtsstoß von der zurückkehrenden Energie. Der durchschnittliche Energiefluss ist Null, dennoch "schwappt" eine beträchtliche Energie zwischen dem Dynamo und dem entfernten Induktor hin und her.

Um diesen Effekt zu eliminieren, fügen Sie einen "Abstimmkondensator" über die Induktivität hinzu und stellen Sie seinen Wert auf Resonanz bei 60 Hz, 400 Hz ein, was auch immer Ihre AC-Systemfrequenz war. Jetzt findet das „Energieschwappen“ nur noch zwischen Induktivität und Kondensator statt, während der Dynamo eine konstante Wechselstromlast sieht.