Geräuschentwicklung bei thyristorgesteueretem Asynchronmotor vermeiden

[Johannes B. (jotschi)]

Lieber Forengemeinde,

ich habe mir den Thyristorsteller ESG-S T-3Ph 02 
(http://www.rs-steiner.com/esgst-3ph.html) mit geeignetem Netzfilter 
gekauft, um damit einen asynchronen Lüftermotor zu regeln (der Motor 
(3ph 120W) ist für Spannungsregelung zugelassen). Dies funktioniert 
soweit auch, allerdings gibt es Probleme mit der Geräuschentwicklung. 
Mir war die Problematik, dass durch die Oberwellen Teile des Motors in 
Resonanz geraten können, zwar bewusst, doch habe ich den Effekt 
unterschätzt. Da der Lüfter sich in einem Konferenzsaal befindet, sollte 
der Lüfter auch bei geringer Drehzahl möglichst geräuschlos arbeiten 
(zur Zeit ist ein sehr störender hoher Pfeifton zu hören).
Nun wollte ich mal fragen, ob jemand hierfür eine einfache Lösung sieht.

Gedacht habe ich mir eine Art Sinusfilter aus einer Drossel und 
Kondensatoren nach dem Steller, doch ich bin mir nicht sicher, wie ich 
die Spule und die Kondensatoren dimensionieren soll, bzw. ob ich als 
Spule eine ganz normale 3-phasige Netzdrossel (+ Kondensatoren) nehmen 
kann.

Für Vorschläge jeglicher Art bin ich sehr dankbar.

Gruß,

Johannes

[Helmut L. (helmi1)]

Warum nimmst du keinen kleinen Frequenzumrichter ? Da kann man die 
Chopperfrequenz bis auf 16KHz bringen.

[Ben _. (burning_silicon)]

weil er wieder das beste material zum billigsten preis haben wollte. und 
wieder mal hat das nicht funktioniert... ooch wie schade!

aber das ist das tolle an dieser ganzen geiz-ist-geil-mentalität... man 
kann die menge des gesparten geldes sogar UNTER NULL drücken!!

[Johannes B. (jotschi)]

Naja, hatte ich zu beginn auch überlegt, hab mich aber aus folgenden 
Gründen dagegen entschieden:

1. Im Datenblatt vom Lüfter wird von einem Betrieb mit FU abgeraten, da 
dadurch angeblich die Lebensdauer des Lüfters verringet wird. (durch die 
hohe Schaltfrequenz und dadurch der erhöhte Belaustung der Isolierung)
2. zwischen Schalkschrank und Lüfter liegen ca. 50 Meter ungeschirmtes 
Kabel.

[Michael O. (mischu)]

Da hilft wohl nur ein Filter zwischen Thyristorsteller und Motor.
Hohes Pfeifen -> hört sich sehr komisch an.
Würde eigentlich eher auf Frequenzumrichter tippen.
Was heisst "hoch"??

kHz Bereich???

[Ben _. (burning_silicon)]

das ist das schweigen der lüfter... ;)

was für einen motor hat dein lüfter eigentlich?

[Axel D. (axel_jeromin)]

Aus dem Datenblatt:

"Der Errichter einer Anlage muss mit geeigneten Drosseln und 
Entstörfiltern diese Anlage entstören.
Diese Komponenten können auch von uns bezogen werden. Thyristorsteller 
mit Schwingungspaketsteuerung
benötigen üblicherweise keine zusätzliche Filterbeschaltung."

Axel

[Falk B. (falk)]

@Johannes B. (jotschi)

>gekauft, um damit einen asynchronen Lüftermotor zu regeln (der Motor
>(3ph 120W) ist für Spannungsregelung zugelassen).

Fehlt das ein k? Ein 120W Motor ist selten 3phasig. ;-) OK, BLDC etc.

[Dirk J. (dirk-cebu)]

Falk Brunner schrieb:
> Fehlt das ein k?

Ein Lüftermotor mit 120kW für einen Konferenzsaal? Flugzeughalle?

[Johannes B. (jotschi)]

Es handelt sich um einen "Axialventilator mit Außenläufermotor in 
Drehstromausführung 400V/3~" von Ziehl-Abegg.
Sorry, die Leistungsangabe war nich ganz korrekt. Leistung laut 
Datenblatt 170W/90W (Stern/Dreieck) - es fehlt kein k.

Klar wäre ein FU mit allpoligem Sinusfilter (wie im Datenblatt 
vorgeschrieben) die beste Lösung, aber ich bin nicht bereit dafür mehr 
als 1000€ zu bezahlen um einen 170W Motor zu regeln.

Ich wollte eigentlich nur wissen, ob z.B. eine geeignete Netzdrossel und 
evtl. ein Satz Kondensatoren helfen würden.

Der Pfeifton liegt so bei 1-2kHz würde ich schätzen.

[Helmut L. (helmi1)]

>Klar wäre ein FU mit allpoligem Sinusfilter (wie im Datenblatt
>vorgeschrieben) die beste Lösung, aber ich bin nicht bereit dafür mehr
>als 1000€ zu bezahlen um einen 170W Motor zu regeln.

Nach Preisen hast du nicht gesucht ?


http://www.eibmarkt.com/cgi-bin/eibmarkt.storefront/DE/Product/NS0725467?PID=DW_de

[Johannes B. (jotschi)]

Helmut Lenzen schrieb:
> Nach Preisen hast du nicht gesucht ?

Doch, ich weiß, dass es FUs zu diesen Preis gibt, aber wie oben 
geschrieben bräuchte ich einen allpoligen Sinusfilter (Zitat Datenblatt: 
Bei Betrieb von Ziehl-Abegg Ventilatoren an Frequenzumrichtern müssen 
allpolig (d.h. auch bezüglich des Schutzleiters) wirksame Sinusfilter 
zwischen Frequenzumfrichter und Motor eingesetzt werden. Dadurch werden 
hohe Ableitströme, zusätzliche Geräusche und Schäden an der 
Motorisolation vermieden.")
Weiterhin wäre der Betrieb ohne Sinusfilter EMV mäßig kritisch da 
zwischen FU und Lüfter 50m ungeschirmtes 5x1.5 Kabel liegt, welches 
nicht ohne weiters ausgetauscht werden kann.

Ich habe mich auch schon informiert: diese allpoligen Sinusfilter kosten 
um die 700€, FU mit integriertem Sinusfilter >1000€)

[Axel D. (axel_jeromin)]

Was kostet der Filter direkt vom Hersteller des Thyristorstellers?

[Andreas K. (derandi)]

Ausgangsdrossel um die Oberwellen bisschen kleiner zu machen?
http://www.schaffner.com/components/de/product/productL27.asp

[Johannes B. (jotschi)]

Hatte gerade E-Mail Kontakt mit dem Hersteller des Thyristorstellers, 
der mir auch eine Ausgangsdrossel empfohlen hat, wie auch Andreas K.

Ich werde das mal ausprobieren.

Welche Induktivität der Ausgangsdrossel würdet ihr empfehlen?

[Helmut L. (helmi1)]

Johannes B. schrieb:
> Schäden an der
> Motorisolation vermieden.")

Bei fruehren (alten ) Drehstrommotoren mag das zutreffen. Bei neuen 
Motoren wird die Isolation schon von vornherein staerker ausgelegt.


FU U ----------L1---------+----Motor U
                          |
FU V ----------L2------+-------Motor V
                       |  |
FU W ----------L3---+----------Motor W
                    |  |  |
                   C1  C2 C3
                    |  |  |
                    ---+---

L1,L2,L3 = Dreiphasendrossel

C1,C2,C3 = Kondensatoren

Ueberschlaegige Berechnung des Filters:

fuer eine Phase ergibt sich folgendes Schaltbild.

--------L-------+------+
                |      |
                C      R
                |      |
               GND     GND

R ist hier die Motorlast.

Uberschlaegig kann man fuer den R annehmen:

R = U^2*3/P =  1322 Ohm  pro Wicklung

Das Filter hat eine Ubertragungsfunktion von:
                 1
Ua/Ue = -----------------------
        1 + jwL/R  + j^2w^2LC

Damit das Filter moeglichst flach verlaeuft waehlen wir ein 
Butterworthfilter.

Damit ergibt sich fuer L = R * sqrt(2)/w
und fuer C = 1/(R*sqrt(2)*w)

w = 2*pi*fg

bei 4KHz Chopperfrequenz waehlen wir fg des Filters zu 1KHz.

L = 0.29H
C = 0.085uF = 0.1uF

Damit ergibt sich der im Anhang gezeigte Verlauf.

[Andreas K. (derandi)]

Bei mir haben Motorwicklungen meistens noch eine Induktivität, was 
passiert mit der in deiner Rechnung?

[Helmut L. (helmi1)]

Andreas K. schrieb:
> Bei mir haben Motorwicklungen meistens noch eine Induktivität, was
> passiert mit der in deiner Rechnung?

Das ist richtig. Aber die ist Belastungsabhängig. Der angegebene cos der 
Maschine gilt ja nur unter Belastung. Was willst du denn dafür annehmen 
? Das ganze kannst du halt nur überschlagmässig berechnen. U'nd die 
Filter die nach dem Verfahren berechnet habe waren alle OK.