Luftzerlegung

Bei der Luftzerlegung 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
Diagramm Anlaufzeit
 


Drehmoment

Diagramm 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.

formel anlaufzeit

 

Strom

Diagramm 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
Diagramm Anlaufzeit
 


Drehmoment

Diagramm 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.

formel anlaufzeit

 

Strom

Diagramm 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 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.

 

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