Elektroindustrie

Rotierende Umformer sind eine Kombination aus einem Elektromotor und einem Generator, deren Wellenenden fest verkuppelt sind. Beide Maschinen laufen bei einer Drehzahl von 600 upm. Der Motor ist eine 10 polige Maschine und der Generator ist eine 12 polige Maschine (oder ungekehrt). Ziel des Umformers ist es, die Netzfrequenz von 50 auf 60 Hz (oder ungekehrt) zu verändern. Anwendung finden rotierende Umformer beispielsweise in Häfen zur Versorgung fremder Schiffe. Bei der Hochlaufberechnung müssen die Massenträgheitsmomente beider Maschinen berücksichtigt werden. Hochlaufzeiten von rotierenden Umformern bewegen sich im Bereich von ca. 10-20 Sekunden. Der Start findet nahezu lastfrei statt, weil der Generator erst nach dem Start beaufschlagt wird. Es ist nur ein sehr geringes Gegenmoment aufgrund von Reibung zu berücksichtigen. Dadurch kann der Anlaufstrom sehr stark reduziert werden. Übliche Anlaufströme beim Start von Umformern (I_a/I_n) liegen im Bereich vom ca. 1-1,5 fachen des Motorbemessungsstroms (I_n). Nachfolgend finden Sie ein typisches Berechnungsbeispiel.

Drehmoment

Der Starter startet den Motor mit reduzierter Spannung, 47 % der Bemessungsspannung in diesem Beispiel (U_s/U_n = 0,47). Dabei wird der Drehmomentverlauf des Motors um den Faktor T_s/T_DOL = (U_s/U_n × F)² reduziert. T_s/T_DOL = (0,47 × 0,9)² = 0,18 (F ist ein motorabhängiger Faktor). Das Drehmoment des Motors muss an jeder Stelle größer sein als das Gegenmoment. Die Anlaufspannung U_s/U_n wurde entsprechend festgelegt. Aus der Differenz zwischen dem reduzierten Motordrehmoment T_s und dem Gegenmoment ergibt sich das Beschleunigungsmoment T_b.

Anlaufzeit

Die Anlaufzeit t_s berechnet sich aus dem Beschleunigungsmoment T_b und dem gesamten Massenträgheitsmoment J = J_M + J_L = 450 + 500 kgm² = 950 kgm².

Strom

Der Motorstrom ist I_Mot = U_s/U_n × I_DOL × F = 0,47 × 5 × 0,9 = 2,1 × I_n

Netzseitiger Anlaufstrom:

Bei einem Transformator sind Primär- und Sekundärleistung gleich.
Daraus folgt, daß auch die Produkte aus Strom und Spannung gleich sind.

U_n × I_Netz = U_s/U_n × I_Mot => I_Netz = U_s/U_n × I_Mot / U_n

I_Netz = 0,47 × 2,1 = 1 × I_n

Der netzseitige Anlaufstrom ist also deutlich niedriger als der motorseitige. 

Bei anderen Startmethoden (elektronischer Sanftanlasser, Anlaufdrossel, etc.) ist der Netzstrom I_Netz gleich dem Motorstrom I_Mot.        
I_Netz = I_Mot = 2,1 × I_n

Das führt bei den anderen Startmethoden zu einem größeren Netzspannungseinbruch. 

Es gibt eine Vielzahl verschiedener Maschinen, die von Elektromotoren angetrieben werden. Für die gängigsten Maschinen haben wir entprechende Detailinformationen zum Startvorgang bereitgestellt. Selbstverständlich können unsere Starter auch weitere Arten von Maschinen anfahren. Für Angebotserstellung und technische Beratung stehen wir gerne zur Verfügung.

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