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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Drehstrommotor keine Leistung mehr, warum?


Autor: Johann t. H. (Gast)
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Hallo,
An einer großen Brennholzwippsäge hatte ich einen 4 kW Drehstrommotor, 
der über einen Stern-Dreieck-Schalter betrieben wurde. Im einem Zeitraum 
von ca. 2 Jahren fiel die Leistung des Motors immer weiter ab. Sowohl im 
Dreieck- als auch im Sternbetrieb. Der Motor wurde früher und auch jetzt 
nicht heiß, nur Handwarm. Zuletzt lief der Motor im Anlauf so langsam, 
das man die Umdrehungen zählen konnte. Der Antrieb über 3 Keilriemen mit 
kleiner Riemenscheibe ist etwas schwergängig, aber früher lief er ja 
auch in einer Sekunde hoch .

Ich habe den Schalter überbrückt und direkt in Stern angefahren. Keine 
Verbesserung.
Der Motor wurde zerlegt, nichts zu finden, Lager laufen gut.
Dann habe ich gemessen. Spannungsversorgung knapp 400 Volt.
Stromaufnahme alle 3 Phasen gleich und im grünen Bereich bei Leerlauf 
und unter Last.
Widerstand der Wicklungen ok.
Isolation der Wicklungen mit altem Kurbelinduckter gemessen ok.
Die genauen Messwerte weis ich nach einem Jahr nicht mehr.

Der Säge ist eine massive schwere alte Ausführung mit Gussrädern und 
wird häufig über schlechten Betonboden gerollt. Der Motor hat also oft 
kleine harte Stöße abbekommen.

Den Motor habe ich inzwischen gegen einen baugleichen getauscht, das 
Problem beim Sägen ist also behoben.

Trotzdem möchte ich gern Wissen was mit dem Ding los ist? Kann der 
Läufer kaputt gehen?
Wie kann ich den Läufer überprüfen?
Der Motor ist aus den 70er Jahren, Ungarische Billigimporte der Firma, 
in der ich seinerzeit gearbeitet habe. Unsere Elektriker haben damals 
gleich einen Teil jeder Lieferung als Schrott aussortiert.

Mit weihnachtlichen Grüssen
Johann

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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eigentlich sind da keine verschleißteile mit ausnahme der lager drin. 
metall ist metall, permanentmagnete die schwächer werden könnten sind ja 
keine drin. das einzige was ich mir vorstellen könnte ist, daß im läufer 
einige streben des kurzschlußkäfigs gebrochen sein könnten.

was ich nicht verstehe ist daß die stromaufnahme noch normal gewesen 
sein soll. diese motoren ziehen verdammt viel strom solange sie unter 
ihrer nenndrehzahl laufen.

Autor: Johann t. H. (Gast)
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Danke Ben___,
ich denke auch, das der Kurzschlussläufer hin ist. Aber wie kann ich das 
feststellen?
Optisch war nichts zu sehen.
Die Stromaufnahme lag im Leerlauf mit Säge bei 3 bis 4 Ampere, wenn ich 
mich richtig erinnere.
Nennstromaufnahme ist laut Typenschild 9,2 Ampere. Bei Überlast hatte 
ich kurzzeitig ca. 20A.
Der Motor hat schon seine Nenndrehzahl im Dreieck erreicht und dadurch 
auch nicht übermäßig Strom aufgenommen. Bei viel Ampere und wenig 
Leistung wäre der Motor sicher heiß geworden.
Ich bin Schlosser kein Elektriker. Der Läufer baut doch ein 
entgegengesetztes Magnetfeld zu den Wicklungen auf und bremst dadurch 
die Stromaufnahme des Motors. Ist das Richtig?
Was passiert  wenn der Läufer hin ist, oder ich den Motor ohne Läufer 
einschalte? Wäre dann die Stromaufnahme nicht genauso hoch, wie im 
Einschaltmoment oder wie bei Stillstand des Motors?
Johann

Autor: Andreas K. (derandi)
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Alle drei Phasen da?
Was kann man machen, auseinanderbauen und sorgfältig nachsehen ob Risse 
in den meistens mit Aluminium vergossenen Rippen drin sind. Aber 
Schätzungsweise wird es wohl der Läufer sein wenn mechanisch alles 
leicht läuft.
Fehler in der Wicklung sollten sich durch einen unruhigen Lauf oder 
Rauchentwicklung "kurzfristig" zeigen.

In Endeffekt wird es wohl auf einen neuen Motor hinauslaufen, ungarische 
Billigimporte, von denen schon ein Teil als neuwertiger Schrott 
aussortiert wurde, zu reparieren wäre wohl vergebliche Liebesmüh.

Autor: Andreas (Gast)
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Einen Kurzschlußläufer hat normalerweise sogenannte Anlasswiderstände, 
die bei´m starten gegen null (kurzschluß) gefahren werden.

Autor: Andreas K. (derandi)
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Ein Kurzschlussläufer läuft stets im Kurzschluss, sonst würde der Name 
doch keinen Sinn machen.
Und der Qualität des Motors nach zu urteilen sind da wohl keine 
Stromverdrängungsläufer verbaut.

Autor: Dieter Werner (dds5)
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Wahrscheinlich hat das als Kurzschlusskäfig in die Läufernuten gegossene 
Aluminium im Laufe der Zeit Risse bekommen und ist hochohmiger geworden.

Gussaluminium Legierungen haben einen relativ hohen Siliziumgehalt und 
sind dadurch ziemlich spröde.

Autor: FLT (Gast)
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Kann es sein dass sich das Blechpaket von der Welle losgerissen hat?
Bei diesen billigen Teilen wirde meist die Welle gerändelt und in das 
Paket eingepresst.
Eine Passfeder oder ähnliche "Mitnahmevorrichtung" ist wg. Kosten nicht 
mit drin.
Wenn das Paket auf der Welle lose rotieren kann dann stimmt die 
Stromaufnahme im Leerlauf, Leistung kann man aber nicht mehr abnehmen.

Das klingt recht blöd, kommt aber in der Praxix öfter vor als man denkt.

mfg

frank

Autor: Johann t. H. (Gast)
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Hallo,
Danke für die Antworten.
Die Welle ist fest mit dem Läufer verbunden
Die Erklärung mit den Rissen im Aluminium scheint mir am 
Wahrscheinlichsten.

Der Motor ist ja schon durch einen anderen ersetzt und liegt hier herum. 
Mich wurmte nur, dass ich den Fehler nicht finden kann. Ich werde den 
Motor noch einmal zerlegen, den Läufer genau untersuchen und dann das 
Ding verschrotten.
Vielen Dank
Johann

Autor: Holm Tiffe (holm)
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Gussalauminiumlegierungen haben einen hohen Siliziumanteil?

Ähäm... Welche? Si10 warscheinlich 10%, aber Deine Aussage als solche 
ist reichliches Lötzinn meinst Du nicht?

Mein Nachbar in westlicher Richtung ist eine Aluminiumgießerei....

Gruß,

Holm

Autor: Tiesto (Gast)
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das klingt eher nach irgendeinem Messfehler bzw. schlechten Kontakten. 
Ein Drehstrommotor, der sozusagen hochohmig wird? Wenns wirklich stimmt, 
wäre tatsächlich das mit dem von der Welle gelösten Läufer die einzige 
normale Erklärung...da das mehr als unwahrscheinlich ist, denke ich, daß 
doch irgendwelche Kontakte hochohmig sind, oder vielleicht sogar (nun 
hochohmige bzw. defekte) PTC-Widerstände verbaut sind. Letztere muss man 
ja nicht unbedingt sehen, denn sie würden irgendwo in den Wicklungen 
sitzen.
Also kurz, ich denke daß der geringe Strombedarf schon im rein 
elektrischen Teil auftaucht, also erst gar kein magnetisches Drehfeld 
erzeugt wird.

Aber die Frage wäre doch mal, welche Stromaufnahme hat ein intakter 
Drehstrommotor ganz ohne Läufer? Extrem hoch infolge zu geringer 
Induktivität, oder wäre dies der perfekte Leerlauf?? Fehlender bzw. 
eingesetzter Läufer wurde m.E. nach selbst in der Schule nicht gelehrt, 
nur der Unterschied zwischen Belastung und Leerlauf...

Autor: FLT (Gast)
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Ich hatte schon geschrieben dass die Sache mit dem losen Blechpaket 
häufiger ist als man denkt.
Unwarscheinlich ist hingegen dass in einem 4kW Motor PTC direkt in die 
Wicklung hineingeschaltet sind. Die sind wohl eher separat ausgeführt 
zum Anschluss an ein Überwachungsgerät.

Ohne Läufer geht der Strom ins Astronomische...
Dann hat der Eisenkreis einen sehr grossen Luftspalt und Xl ist sehr 
klein.
Eigentlich bremst dann nur Rcu den Strom.

Autor: Tiesto (Gast)
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das mit dem extrem hohen Strom ganz ohne Läufer hatte ich mir schon 
gedacht, wollte nur nicht googeln, und habe auch keinen Drehstrommotor 
hier.
Vom großen Luftspalt ohne Läufer gehe ich gar nicht mal aus, sondern in 
erster Linie davon, daß der Motor ja dann nur noch aus (mindestens) 3 
Spulen besteht. Und bei nur 50Hz bräuchte man ohne Nachrechnen etliche 
Henry, um den Strom rein induktiv klein zu halten.

Da die Verbindung Läufer zu Welle wohl getestet wurde, bleibt eigentlich 
nur noch ein rein elektrisches Anschlussproblem. Also gar kein Drehfeld 
im Motor...
Mal angenommen, der Käfig wäre irgendwie gebrochen o.ä., so würden wohl 
allein die Wirbelströme im Läufermaterial diesen in deutliche Rotation 
versetzen. Denke mal, daß man auch einen einfachen Zylinder aus Alu 
nehmen könnte, der genaue Aufbau als Kurzschlussläufer dient wohl eher 
der Effizienz...falls dem so ist, müsste der Läufer regelrecht fein 
pulverisiert sein, damit er keinen Drehimpuls bekommt...

Das mit den PTCs ist natürlich unwahrscheinlich, aber das ganze Problem 
ist ja halt so unglaublich, daß man alles (un)mögliche bedenken muss.

Also mein Fazit ist: einfach mal definiert alle drei Phasen bis zu den 
Wicklungen durchschleifen! Oder/und die Kraftstromdose durchmessen 
(unter Last) Dann klappts auch wieder mit der Säge...versprochen!

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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wenn du aus so einem motor den läufer ausbaust und eine leere cola-dose 
reinsteckst fängt die an zu drehen. allerdings ist es in der tat so, daß 
die wicklung das nicht lange aushält.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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ach ja, hast du den motor schon offen? wie schaut denn der läufer aus? 
manchmal hast du bei läuferschäden den effekt, daß die kurzschlußströme 
das aluminium schmelzen, welches dann im motor verspritzt wird.

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