Elektrotechnische Grundlagen/Frequenzumrichter mit UF Diagramm

Steuerung eines ASM (Asynchronmotor) mit U/f-Kennlinie

Praxis Situation

Der besondere Vorteil von ASM ist der günstige Preis. Besonders Käfigläufermotoren haben einen sehr günstigen Anschaffungspreis und sind sehr wartungsarm. Soll der Motor jedoch gegen Last anlaufen, so bereitet das auf Grund des Anlaufverhaltens häufig Probleme. Ist die Last beim Anlauf zu hoch und überschreitet das Anzugsmoment, so kann der Motor nicht anlaufen.

Ein weiteres Problem beim Hochlaufen ist der hohe Anlaufstrom. Dieser wird in der Praxis häufig durch einen Stern-Dreiecks-Anlauf begrenzt. Durch dieses Anlaufverfahren wird der Anlaufmoment auf $1/3$ gesenkt im Vergleich zum Anlaufmoment in Dreiecksschaltung.

Eine Möglichkeit, den Strom während des Anlaufes konstant zu halten, bietet die Steuerung mit der U/f-Kennlinie. Diese trägt die Spannung, die an den Motor anzulegen ist, über die Frequenz auf. Durch die stetige Anpassung der Spannung, wird der Strom im Ständer konstant gehalten und der Motor läuft mit dem Bemessungsdrehmoment.

Aufgabe 1

Lies dir im Fachkundebuch Elektrotechnik das Kapitel 9.9.9.7 Drehstrom-Asynchronmotor mit Frequenzumrichter durch.

Aufgabe 2

Beschreibe in eigenen Worten die U/F-Kennline.

Aufgabe 3

"Damit der Motor keine unzulässig hohe Stromaufnahme hat, muss die Spannung abhängig von der Frequenz angepasst werden". Begründe, warum eine Anpassung der Spannung zu einer Reduktion der Stromaufnahme führt.

Aufgabe 4

Viele Frequenzumrichter bieten die Option "Anlauf mit Boost" zur Einstellung an. Beschreibe, was der Unterschied zwischen Anlauf mit und ohne Boost ist.

Aufgabe 5

Nach Erreichen der Nennfrequenz bleibt die Spannung konstant. Der Motor wird im Feldschwächebereich betrieben. Erkläre in eigenen Worten, warum im Feldschwächungsbereich trotz konstanter Spannung der Bemessungsstrom nicht überschritten wird.

Aufgabe 6

Lies aus der oben stehenden U/f-Kennlinie die Spannungen für die Frequenzen

• 30Hz,
• 40Hz und
• 50Hz.