4 Fragen zu Drehstrommotor

Beim Drehstrommotor entsteht die Drehbewegung des Ankers (auch Rotor genannt) durch das Prinzip des rotierenden Magnetfelds. Hier ist eine vereinfachte Beschreibung des Prozesses: 1. **Drehstromversorgung**: Ein Drehstrommotor wird mit einem dreiphasigen Wechselstrom gespeist. Dieser besteht aus drei sinusförmigen Wechselströmen, die jeweils um 120 Grad phasenverschoben sind. 2. **Statorwicklung**: Der Stator des Motors hat drei Wicklungen, die räumlich um 120 Grad versetzt angeordnet sind. Jede dieser Wicklungen ist mit einer der drei Phasen des Drehstroms verbunden. 3. **Rotierendes Magnetfeld**: Durch die phasenverschobenen Ströme in den Statorwicklungen entsteht ein magnetisches Feld, das sich im Raum dreht. Dieses rotierende Magnetfeld hat eine konstante Drehzahl, die von der Frequenz des Drehstroms und der Polpaarzahl des Motors abhängt. 4. **Induktion im Rotor**: Der Rotor befindet sich im Inneren des Stators und wird vom rotierenden Magnetfeld durchsetzt. In einem Käfigläufer (häufigster Rotortyp) werden durch das rotierende Magnetfeld Ströme induziert, die wiederum ein eigenes Magnetfeld erzeugen. 5. **Wechselwirkung der Magnetfelder**: Das Magnetfeld des Rotors interagiert mit dem rotierenden Magnetfeld des Stators. Diese Wechselwirkung erzeugt eine Kraft auf den Rotor, die ihn in Bewegung setzt. 6. **Drehbewegung**: Der Rotor beginnt sich zu drehen und versucht, dem rotierenden Magnetfeld des Stators zu folgen. Da das rotierende Magnetfeld kontinuierlich in Bewegung ist, wird der Rotor in eine gleichmäßige Drehbewegung versetzt. Die Drehzahl des Rotors hängt von der Frequenz des Drehstroms und der Anzahl der Pole des Motors ab. In der Praxis dreht sich der Rotor etwas langsamer als das rotierende Magnetfeld, was als Schlupf bezeichnet wird. Der Schlupf ist notwendig, um die Induktion der Ströme im Rotor aufrechtzuerhalten. Diese grundlegenden Prinzipien ermöglichen es dem Drehstrommotor, mechanische Energie aus elektrischer Energie zu erzeugen.

Ein thermischer Überstromauslöser ist so ausgelegt, dass er bei Überstrom innerhalb einer bestimmten Zeitspanne auslöst, um den Motor vor Überhitzung und möglichen Schäden zu schützen. Die genaue Auslösezeit hängt von der Charakteristik des Überstromauslösers ab, die in der Regel in den technischen Daten des Geräts angegeben ist. Für einen typischen thermischen Überstromauslöser gilt: - Bei einem Überstrom von 1,5-fachem Nennstrom sollte der Auslöser innerhalb von 2 bis 4 Minuten auslösen. - Bei einem Überstrom von 2-fachem Nennstrom sollte der Auslöser innerhalb von 10 bis 30 Sekunden auslösen. Diese Zeiten können je nach Hersteller und spezifischem Modell variieren. Es ist daher wichtig, die genauen Spezifikationen des verwendeten Überstromauslösers zu überprüfen.

Drehstrommotoren finden in vielen Bereichen Anwendung. Hier sind einige typische Beispiele: 1. **Industrielle Maschinen**: Sie werden häufig in Fertigungsanlagen, Förderbändern und Maschinen zur Bearbeitung von Materialien eingesetzt. 2. **Pumpen**: Drehstrommotoren treiben Wasser- und Chemikalienpumpen in der Wasserwirtschaft und der chemischen Industrie an. 3. **Lüfter und Gebläse**: In Klimaanlagen, Heizungsanlagen und industriellen Lüftungssystemen kommen sie oft zum Einsatz. 4. **Kompressoren**: Sie werden in Kälte- und Klimaanlagen sowie in der Drucklufttechnik verwendet. 5. **Aufzüge und Fahrstühle**: Drehstrommotoren sind auch in Aufzugsystemen zu finden, um eine zuverlässige und gleichmäßige Bewegung zu gewährleisten. 6. **Elektrofahrzeuge**: In einigen Elektrofahrzeugen werden Drehstrommotoren für den Antrieb verwendet. 7. **Werkzeugmaschinen**: Sie sind in CNC-Maschinen und anderen Werkzeugmaschinen zu finden, um präzise Bewegungen zu ermöglichen. Diese Motoren sind aufgrund ihrer Effizienz, Robustheit und Langlebigkeit in vielen industriellen Anwendungen sehr beliebt.

Um den Bemessungsstrom eines Niederspannungs-Drehstrommotors zu berechnen, kannst du die folgende Formel verwenden: \[ I = \frac{P}{\sqrt{3} \cdot U \cdot \eta} \] Dabei ist: - \( I \) der Bemessungsstrom in Ampere (A) - \( P \) die Leistung in Watt (W) (in deinem Fall 2,2 kW = 2200 W) - \( U \) die Spannung in Volt (V) (bei einem Drehstrommotor mit 400 V) - \( \eta \) der Wirkungsgrad des Motors (typischerweise zwischen 0,8 und 0,95, wenn nicht anders angegeben) Da du den Motor mit einem Frequenzumrichter (FU) betreibst, ist es wichtig, den richtigen Wert für die Spannung zu verwenden. In diesem Fall nehmen wir an, dass der Motor mit 400 V betrieben wird. 1. Setze die Werte in die Formel ein. Angenommen, der Wirkungsgrad \( \eta \) beträgt 0,9 (90 %): \[ I = \frac{2200}{\sqrt{3} \cdot 400 \cdot 0,9} \] 2. Berechne den Wert: \[ I = \frac{2200}{1,732 \cdot 400 \cdot 0,9} \] \[ I = \frac{2200}{622,08} \] \[ I \approx 3,54 \, A \] Der Bemessungsstrom des Motors beträgt also ungefähr 3,54 A. Beachte, dass der tatsächliche Strom je nach Last und Betriebsbedingungen variieren kann.