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Hüttenwerke
In Hüttenwerken kommen in der Regel folgende Maschinen zum Einsatz, für die wir unsere Starter konfigurieren können:
Turbokompressoren
Das Massenträgheitsmoment eines Turbokompressors bewegt sich normalerweise zwischen dem 2 und 6-fachen des Massenträgheitsmoments des antreibenden Elektromotors. Die meisten Kompressorenantriebe starten mit Hochlaufzeiten zwischen ca. 20 und 50 Sekunden. Turbokompressoren haben üblicherweise einen quadratischen Anlauf-Drehmomentverlauf. Nahezu alle Turbokompressoren können z.B. durch Verstellung des Leitwerks entlastet angefahren werden. Das sorgt für ein geringeres Gegenmoment (Drehmomentbedarf) des Kompressors, wodurch der Anlaufstrom weiter reduziert werden kann. Übliche Anlaufströme beim Start von Turbokompressoren (Ia/In) liegen im Bereich vom ca. 1,5-2,5 fachen des Motorbemessungsstroms (In). Nachfolgend finden Sie ein typisches Berechnungsbeispiel.
Beim Start von Turbokompressoren muss darauf geachtet werden, dass die kritische Drehzahl schnell genug durchlaufen wird, da es sonst zu mechanischen Schwingungsproblemen kommen kann.
| Motorbemessungsleistung | Pn | 2.000 | kW | ||||
| Bemessungsspannung | Un | 6.000 | V | ||||
| Motorbemessungsstrom | In | 250 | A | ||||
| Motoranlaufstrom, Direktstart | Ia | 5 | × In | ||||
| Motorbemessungsdrehzahl (synchron) | nn | 1.500 | upm | ||||
| Massenträgheitsmomente | |||||||
| Motor | JM | 80 | kgm2 | ||||
| Kompressor | JL | 300 | kgm2 | ||||
| Anlaufspannung | Us | 0,57 | × Un | ||||
| Anlaufzeit | ts | 30 | s | ||||
Drehmoment
Der Starter startet den Motor mit reduzierter Spannung, 57 % der Bemessungsspannung in diesem Beispiel (Us/Un = 0,57). Dabei wird der Drehmomentverlauf des Motors um den Faktor Ts/TDOL = (Us/Un × F)2 reduziert. Ts/TDOL = (0,57 × 0,91)2 = 0,27 (F ist ein motorabhängiger Faktor). Das Drehmoment des Motors muss an jeder Stelle größer sein als das Gegenmoment. Die Anlaufspannung Us/Un wurde entsprechend festgelegt. Aus der Differenz zwischen dem reduzierten Motordrehmoment Ts und dem Gegenmoment ergibt sich das Beschleunigungsmoment Tb.
Anlaufzeit
Die Anlaufzeit ts berechnet sich aus dem Beschleunigungsmoment Tb und dem gesamten Massenträgheitsmoment J = JM + JL = 80 + 300 kgm2 = 380 kgm2.
Strom
Der Motorstrom ist IMot = Us/Un × IDOL × F = 0,57 × 5 × 0,91 = 2,6 × In
Netzseitiger Anlaufstrom:
Bei einem Transformator sind Primär- und Sekundärleistung gleich.
Daraus folgt, daß auch die Produkte aus Strom und Spannung gleich sind.
Un × INetz = Us/Un × IMot => INetz = Us/Un × IMot / Un
INetz = 0,57 × 2,6 = 1,5 × In
Der netzseitige Anlaufstrom ist also deutlich niedriger als der motorseitige.
Bei anderen Startmethoden (elektronischer Sanftanlasser, Anlaufdrossel, etc.) ist der Netzstrom INetz gleich dem Motorstrom IMot.
INetz = IMot = 2,6 × In
Das führt bei den anderen Startmethoden zu einem größeren Netzspannungseinbruch.
Schraubenkompressoren
Schraubenkompressoren werden unter anderem als Kältekompressoren bei der Klimatisierung eingesetzt. Das Massenträgheitsmoment eines Schraubenkompressors ist üblicherweise deutlich kleiner als das Massenträgheitsmoments des antreibenden Elektromotors. Die meisten Schraubenkompressoren starten mit Hochlaufzeiten zwischen ca. 10 und 20 Sekunden. Die Schraubenkompressoren können entlastet angefahren werden. Das sorgt für ein geringeres Gegenmoment (Drehmomentbedarf) des Kompressors, wodurch der Anlaufstrom weiter reduziert werden kann. Übliche Anlaufströme beim Start von Schraubenkompressoren (Ia/In) liegen im Bereich vom ca. 1,5-3 fachen des Motorbemessungsstroms (In). Nachfolgend finden Sie ein typisches Berechnungsbeispiel.
| Motorbemessungsleistung | Pn | 2.000 | kW | ||||
| Bemessungsspannung | Un | 6.000 | V | ||||
| Motorbemessungsstrom | In | 250 | A | ||||
| Motoranlaufstrom, Direktstart | Ia | 5 | × In | ||||
| Motorbemessungsdrehzahl (synchron) | nn | 3.000 | upm | ||||
| Massenträgheitsmomente | |||||||
| Motor | JM | 45 | kgm2 | ||||
| Kompressor | JL | 8 | kgm2 | ||||
| Anlaufspannung | Us | 0,63 | × Un | ||||
| Anlaufzeit | ts | 17 | s | ||||
Drehmoment
Der Starter startet den Motor mit reduzierter Spannung, 63 % der Bemessungsspannung in diesem Beispiel (Us/Un = 0,63). Dabei wird der Drehmomentverlauf des Motors um den Faktor Ts/TDOL = (Us/Un × F)2 reduziert. Ts/TDOL = (0,63 × 0,91)2 = 0,33 (F ist ein motorabhängiger Faktor). Das Drehmoment des Motors muss an jeder Stelle größer sein als das Gegenmoment. Die Anlaufspannung Us/Un wurde entsprechend festgelegt. Aus der Differenz zwischen dem reduzierten Motordrehmoment Ts und dem Gegenmoment ergibt sich das Beschleunigungsmoment Tb.
Anlaufzeit
Die Anlaufzeit ts berechnet sich aus dem Beschleunigungsmoment Tb und dem gesamten Massenträgheitsmoment J = JM + JL = 45 + 8 kgm2 = 53 kgm2.
Strom
Der Motorstrom ist IMot = Us/Un × IDOL × F = 0,63 × 5 × 0,91 = 2,9 × In
Netzseitiger Anlaufstrom:
Bei einem Transformator sind Primär- und Sekundärleistung gleich.
Daraus folgt, daß auch die Produkte aus Strom und Spannung gleich sind.
Un × INetz = Us/Un × IMot => INetz = Us/Un × IMot / Un
INetz = 0,63 × 2,9 = 1,8 × In
Der netzseitige Anlaufstrom ist also deutlich niedriger als der motorseitige.
Bei anderen Startmethoden (elektronischer Sanftanlasser, Anlaufdrossel, etc.) ist der Netzstrom INetz gleich dem Motorstrom IMot.
INetz = IMot = 2,9 × In
Das führt bei den anderen Startmethoden zu einem größeren Netzspannungseinbruch.
Sonstige Kompressoren
Es gibt eine Vielzahl verschiedener Bauarten und Typen von Kompressoren. Für die gängigsten (Turbokompressor, Schraubenkompressor und Kolbenkompressor) haben wir entprechende Detailinformationen zum Startvorgang bereitgestellt. Selbstverständlich können unsere Starter auch weitere Kompressorentypen anfahren. Für Angebotserstellung und technische Beratung stehen wir gerne zur Verfügung.
Zentrifugalpumpen
Zentrifugalpumpen haben überlicherweise kein besonders hohes Massenträgheitsmoment. Das Massenträgheitsmoment einer Zentrifugalpumpe bewegt sich meist im Bereich von ca. 20-50% des Massenträgheitsmoments des antreibenden Elektromotors. Daher starten Pumpenantriebe mit einer relativ kurzen Hochlaufzeit von ca. 5-15 Sekunden. Fast alle Zentrifugalpumpen haben einen quadratischen Start-Drehmoment-Verlauf (Gegenmoment). Die Pumpe sollte mit einem geschlossenen Ventil auf der Druckseite gestartet werden. Das sorgt für eine geringe Leistungsaufnahme der Pumpe beim Start. Das Gegenmoment der Pumpe wird reduziert, wodurch sich der Anlaufstrom weiter reduziert. Übliche Anlaufströme beim Start von Zentrifugalpumpen (Ia/In) liegen im Bereich vom ca. 1,5-3 fachen des Motoranlaufstroms bei Direkteinschaltung (IDOL/In).
Im folgenden Diagramm wird eine typische Pumpencharakteristik dargestellt.
Der dazugehörige Leistungsverlauf sieht wie folgt aus.
Die Leistungsaufnahme der Pumpe ist also 30 % Ihrer maximalen Leistungsaufnahme, wenn sie mit einem geschlossenen Ventil auf der Druckseite gestartet wird (Volumenstrom Q=0). Die Gegenmomentkennlinie der Pumpe im folgenden Drehmoment-Diagramm zeigt den üblichen quadratischen Verlauf und endet (Drehzahl n/nn = 1) bei einem Drehmomentbedarf der Pumpe von 30 % (entspricht der Leistungsaufnahme der Pumpe).
Anlaufberechnung
| Motorbemessungsleistung | Pn | 2.000 | kW | ||||
| Bemessungsspannung | Un | 6.000 | V | ||||
| Motorbemessungsstrom | In | 250 | A | ||||
| Motoranlaufstrom, Direktstart | Ia | 5 | × In | ||||
| Motorbemessungsdrehzahl (synchron) | nn | 1.500 | upm | ||||
| Massenträgheitsmomente | |||||||
| Motor | JM | 80 | kgm2 | ||||
| Angetriebene Maschine | JL | 50 | kgm2 | ||||
| Anlaufspannung | Us | 0,61 | × Un | ||||
| Anlaufzeit | ts | 9 | s | ||||
Drehmoment
Der Starter startet den Motor mit reduzierter Spannung, 61 % der Bemessungsspannung in diesem Beispiel (Us/Un =0,61). Dabei wird der Drehmomentverlauf des Motors um den Faktor Ts/TDOL = (Us/Un× F)2 reduziert. Ts/TDOL = (0,61 × 0,91)2 = 0,31 (F ist ein motorabhängiger Faktor). Das Drehmoment des Motors muss an jeder Stelle größer sein als das Gegenmoment (Drehmomentbedarf der angetriebenen Maschine). Die Anlaufspannung Us/Un wurde entsprechend festgelegt. Aus der Differenz zwischen dem reduzierten Motordrehmoment Ts und dem Gegenmoment ergibt sich das Beschleunigungsmoment Tb.
Anlaufzeit
Die Anlaufzeit ts berechnet sich aus dem Beschleunigungsmoment Tb und dem gesamten Massenträgheitsmoment J = JM + JL = 80 + 50 kgm2 = 120 kgm2.
Strom
Der Motorstrom ist IMot = Us/Un × IDOL × F = 0,61 × 5 × 0,91 = 2,8 × In
Netzseitiger Anlaufstrom:
Bei einem Transformator sind Primär- und Sekundärleistung gleich.
Daraus folgt, daß auch die Produkte aus Strom und Spannung gleich sind.
Un × INetz = Us/Un × IMot => INetz = Us/Un × IMot / Un
INetz = 0,61 × 2,8 = 1,7 × In
Der netzseitige Anlaufstrom ist also deutlich niedriger als der motorseitige.
Bei anderen Startmethoden (elektronischer Sanftanlasser, Anlaufdrossel, etc.) ist der Netzstrom INetz gleich dem Motorstrom IMot.
INetz = IMot = 2,8 × In
Das führt bei den anderen Startmethoden zu einem größeren Netzspannungseinbruch.
Sonstige Pumpen
Es gibt eine Vielzahl verschiedener Bauarten und Typen von Pumpen. Für die gängigsten (Zentrifugalpumpe und Kolbenpumpe) haben wir entprechende Detailinformationen zum Startvorgang bereitgestellt. Selbstverständlich können unsere Starter auch weitere Pumpentypen anfahren. Für Angebotserstellung und technische Beratung stehen wir gerne zur Verfügung.
Mühlen
Es gibt eine Vielzahl verschiedener Bauarten und Typen von Mühlen. Für Schrottmühlen (Schredder) haben wir entprechende Detailinformationen zum Startvorgang bereitgestellt. Selbstverständlich können unsere Starter auch weitere Typen von Mühlen anfahren, sofern der Anlauf-Drehmomentbedarf der Mühle nicht allzu hoch ist. Hohe Massenträgheitsmomente und daraus resultierende lange Hochlaufzeiten stellen für unsere Starter kein Hindernis dar. Wenn sich zwischen der Mühle und dem Motor eine regelbare (z.B. hydraulische) Kupplung befindet, kann die Mühle mit einem sehr geringen Anlaufstrom (Ia/In) im Bereich vom ca. 1-2 fachen des Motoranlaufstroms bei Direkteinschaltung (In) gestartet werden. Für Angebotserstellung und technische Beratung stehen wir gerne zur Verfügung.
Sonstige Maschinen
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.
start@start-ing.de
Neue Reihe 20, 57290 Neunkirchen