Kältetechnik

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 (I_a/I_n) liegen im Bereich vom ca. 1,5-2,5 fachen des Motorbemessungsstroms (I_n). 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.

Drehmoment

Der Starter startet den Motor mit reduzierter Spannung, 57 % der Bemessungsspannung in diesem Beispiel (U_s/U_n = 0,57). Dabei wird der Drehmomentverlauf des Motors um den Faktor T_s/T_DOL = (U_s/U_n × F)² reduziert. T_s/T_DOL = (0,57 × 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 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 = 80 + 300 kgm² = 380 kgm².

Strom

Der Motorstrom ist I_Mot = U_s/U_n × I_DOL × F = 0,57 × 5 × 0,91 = 2,6 × 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 = 0,57 × 2,6 = 1,5 × 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 = 2,6 × I_n

Das führt bei den anderen Startmethoden zu einem größeren Netzspannungseinbruch. 

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 (I_a/I_n) liegen im Bereich vom ca. 1,5-3 fachen des Motorbemessungsstroms (I_n). Nachfolgend finden Sie ein typisches Berechnungsbeispiel.

Drehmoment

Der Starter startet den Motor mit reduzierter Spannung, 63 % der Bemessungsspannung in diesem Beispiel (U_s/U_n = 0,63). Dabei wird der Drehmomentverlauf des Motors um den Faktor T_s/T_DOL = (U_s/U_n × F)² reduziert. T_s/T_DOL = (0,63 × 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 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 = 45 + 8 kgm² = 53 kgm².

Strom

Der Motorstrom ist I_Mot = U_s/U_n × I_DOL × F = 0,63 × 5 × 0,91 = 2,9 × 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 = 0,63 × 2,9 = 1,8 × 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 = 2,9 × 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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