Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leistungsmessung eines Drehstromotors ( Abschaltautomatik )


von Habets (Gast)


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Hallo zusammen!

Zu beginn kurz zu meinem Projekt.
Ich möchte eine Brechmühle die mit einem Drehstrommotor betrieben wird 
eine Abschaltautomatik einbinden.
Mein Lösungsansatz wäre folgender:
Mit einem Sensor an denn einzelnen Phasen (galvanisch getrennt) denn 
Strom zu messen, sprich eine Unterscheidung zwischen Last und Leerlauf 
herauszumessen. Sobald die Mühle sich nach dem einschalten im Leerlauf 
befindet kann diese ausgeschaltet werden.

Nun zur frage:
Kennt jemand einen passenden Sensor mit welchen ich das Projekt 
umsetzten kann bin mir da relativ unsicher welcher passend ist bzw auf 
was ich achten muss.

Mfg Habets

von oszi40 (Gast)


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Habets schrieb:
> welcher passend ist

Ohne Daten? Fang mal bei LEM an zu lesen. 
http://www.lem.com/hq/de/content/view/13/348/

von Possetitjel (Gast)


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Habets schrieb:

> Ich möchte eine Brechmühle die mit einem Drehstrommotor
> betrieben wird eine Abschaltautomatik einbinden.

Drehstrommotor. Hmm! Mein Liebling... :)

> Mein Lösungsansatz wäre folgender:
> Mit einem Sensor an denn einzelnen Phasen (galvanisch
> getrennt) denn Strom zu messen, sprich eine Unterscheidung
> zwischen Last und Leerlauf herauszumessen.

Das ist nicht so ganz einfach.

Mit wechselnder Last ändert sich der cos_phi, die Wirkleistung
schwankt also viel stärker als die reine Stromaufnahme. Anders
ausgedrückt: Der Betrag des Stromes ändert nicht so extrem
stark -- die Phasenlage gegenüber der Spannung hat auch
ziemlich viel Einfluss.

> Nun zur frage:
> Kennt jemand einen passenden Sensor mit welchen ich das
> Projekt umsetzten kann bin mir da relativ unsicher welcher
> passend ist bzw auf was ich achten muss.

Ein Leistungsmesser, der Blind-, Schein- und Wirkleistung
unterscheiden kann, müsste Dein Problem lösen. Ob es sowas
fertig gibt und wie das heißt, das weiss ich leider nicht.

von Ich Breche in die Mühle (Gast)


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Motorschutz bei Überstrom kann man fertig kaufen, nennt sich 
Motorschutzschalter!

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Drehstrom ist immer wieder voller Fallen, hoffentlich liege ich jetzt 
nicht komplett daneben...
Mit der reinen Strommessung wirst du nicht weiterkommen, da im Leerlauf 
eine fast ideale induktive Last und damit entsprechend hoher Blindstrom. 
Der Wirkstrom wäre als Indikator geeignet, aber den misst man nicht mal 
einfach so, geht aber natürlich.
Drehzahlmessung könnte eher zum Ziel führen, da jeder Asynchronmotor (um 
den gehts, oder?) der Last entsprechend einen Schlupf zur Netzdrehzahl 
hat.

von Possetitjel (Gast)


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H.Joachim S. schrieb:

> Drehstrom ist immer wieder voller Fallen, hoffentlich
> liege ich jetzt nicht komplett daneben...

Neenee, das passt schon...

> Drehzahlmessung könnte eher zum Ziel führen, da jeder
> Asynchronmotor (um den gehts, oder?) der Last entsprechend
> einen Schlupf zur Netzdrehzahl hat.

Stimmt, auch eine Möglichkeit.
Käme aber ein wenig auf den genauen Motortyp an.

Da von "Brechmühle" die Rede ist: Vielleicht tut es auch
ein an passender Stelle angebrachter Schallpegelmesser.

von Heinz V. (heinz_v)


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Wenn die Mühle eine Schneidmühle (Schnellläufer) ist kann diese ohnehin 
nicht mit Mahlgut im Trichter starten, die muss erst auf Drehzahl sein, 
dann kann Mahlgut eingeworfen werden.

von oszi40 (Gast)


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Man könnte sich mal leihweise einen Zangenstrommesser besorgen und beide 
Betriebsfälle messen? Evtl. reicht die Differenz zur Auswertung? 
https://de.wikipedia.org/wiki/Zangenstrommesser

von Markus H. (derampcsitzt)


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Tag!

Ich brauche im Prinzip genau das was hier gefragt wird. Es handelt sich 
bei mir aber um eine Getreidemühle und die Zufuhr vom Getreide soll mit 
einem Frequenzumrichter gesteuert werden entsprechend der Belastung des 
Mühlenmotors. Wir reden da von nem einfachen Asynchron-Drehstrommotor 
mit 11KW Leistung.

Es gibt da fertige Steuerung für viel Geld zu kaufen die dann vieles 
automatisch machen, die Lastregelung ist da dann eine extra Platine. Ich 
möchte das selbst mit einem Mikrocontroller realisieren, also Leistung 
messen und entsprechen mit nem 0-10V Signal den FU ansteuern mit einer 
PI-Regelung.

von Falk B. (falk)


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Beitrag "Re: Leistungsmessung eines Drehstromotors ( Abschaltautomatik )"

"Ein Leistungsmesser, der Blind-, Schein- und Wirkleistung
unterscheiden kann, müsste Dein Problem lösen. Ob es sowas
fertig gibt und wie das heißt, das weiss ich leider nicht."

Schau mal in die Doku deines FUs, Schnittstellen (Modbus, CAN etc.). Die 
meisten bieten viele Parameter in Echtzeit an, u.a. Phasenströme und 
Phasenspannungen. Mit etwas Glück auch die (Wirk)leistung.

: Bearbeitet durch User
von Carsten-Peter C. (carsten-p)


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Moin,
vielleicht könntest Du einen günstigen Drehstromzähler mit S0 Ausgang 
nehmen und die Impulse auswerten. Mein Zwischenzähler macht 500 Impulse/ 
kWh. Der Ausgang ist potentionalfrei.
Gruß
 Carsten

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Es gibt aberwitzig billige, aber dennoch rel. genaue Drehstromzähler, 
allerdings TUYA. Keine Ahnung ob das auf z.B. einem Raspberry laufen 
kann. Alle Daten via WLAN.
@Falk: er will ja einen FU für die Getreidezufuhr ansteuern in 
Abhängigkeit der Last des Hauptmotors. Bis jetzt siet es für mich aus 
als ob dieser direkt direkt am Netz hängt.

von Achim H. (pluto25)


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Markus H. schrieb:
>  Ich möchte das selbst mit einem Mikrocontroller realisieren
Kein Problem:
Eine Phase für den Nulldurchgang und ein Stromwandler für 
Phasenverschiebung des Stromes. Damit kann der leicht erkennen ob der 
Motor leer läuft oder überlastet wird und damit die Zufuhr regeln. In 
der 'De Lux' Version noch einen Temperaturfühler am Motor. Dann kann er 
im Winter schneller als im Hochsommer ;-)

von Rainer W. (rawi)


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Markus H. schrieb:
> Ich möchte das selbst mit einem Mikrocontroller realisieren, also
> Leistung messen ...

Die Leistung kannst du mit einem Mikrocontroller nicht direkt messen. Du 
brauchst separate Strom- und Spannungsmessungen, um daraus bei 
ausreichend hoher Abtastrate jeweils die Momentanleistung zu berechnen. 
Nur so wird die Phase berücksichtigt, um die Wirkleistung richtig 
bestimmen zu können.

von H. H. (hhinz)


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Für die Anwendung des Kaperers reicht eine Strommessung auf einem 
Aussenleiter völlig aus, und das Signal des Stromwandlers kann der µC 
direkt verarbeiten, wird ja einen A/D haben.

von Dieter W. (dds5)


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Rainer W. schrieb:
> Die Leistung kannst du mit einem Mikrocontroller nicht direkt messen.

Für die Erlangung dieser bahnbrechenden Erkenntnis wurde massiv KI 
eingesetzt.

von N. M. (mani)


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Es gibt auch teilweise FUs die ein eigenes Applikationsprogramm 
zulassen.
Dann würde die Regelung direkt auf dem FU laufen.
Ströme und Leistungen hat der sowieso schon.

Könnte mir aber vorstellen dass das nicht günstig ist. Aber vielleicht 
gibt's das auch gebraucht.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Markus H. schrieb:
> Wir reden da von nem einfachen Asynchron-Drehstrommotor mit 11KW
> Leistung.

Kauf dir halt einen geeigneten FU, mit RS232/RS485 o.ä. kann dein uC 
messen und steuern.

https://www.sourcetronic.com/shop/media/6d/2a/be/1705654611/ST600%20Series%20Frequency%20Inverter%20Manual_EN_v1.4.pdf?ts=1705654611

von Rainer D. (rainer4x4)


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Michael B. schrieb:
> Markus H. schrieb:
>> Wir reden da von nem einfachen Asynchron-Drehstrommotor mit 11KW
>> Leistung.
>
> Kauf dir halt einen geeigneten FU, mit RS232/RS485 o.ä. kann dein uC
> messen und steuern.
Wer lesen kann ist klar im Vorteil! Nicht der Mühlenmotor soll gesteuert 
werden, sondern der Motor für die Mahlgut Zufuhr!

Markus H. schrieb:
> Es handelt sich
> bei mir aber um eine Getreidemühle und die Zufuhr vom Getreide soll mit
> einem Frequenzumrichter gesteuert werden entsprechend der Belastung des
> Mühlenmotors.
Dafür genügt ein einfacher, auslesbarer Zähler, wie sie zu tausenden 
"als nicht mehr eichfähig" aus Zählertafeln ausgebaute Geräte fürn 
schmalen Taler angeboten werden.
Damit den Mühlenmotor überwachen, und mit dem Kriterium den Zufuhrmotor 
mit einem vergleichsweise kleinen preiswerten FU steuern.

von Roland D. (roland_d284)


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Moin,

Habets schrieb:

> Kennt jemand einen passenden Sensor mit welchen ich das Projekt
> umsetzten kann bin mir da relativ unsicher welcher passend ist bzw auf
> was ich achten muss.

Abgesehen von anderen Möglichkeiten:

HLW8032

z.B. hier: https://www.hestore.eu/de/prod_10044720.html

ist so ein Baustein. Kann Strom (mittels Shunt - könnte ein Problem sein 
oder einen Current-Transformer erfordern), Spannung, Scheinleistung, 
Wirkleistung und sowas messen und auf UART ausgeben.

Ist nur für eine Phase, die Spannung wird also gegen Masse am Baustein 
gemessen, da darf der Sternpunkt nicht zu viel wegwandern.

Gruß, Roland

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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Den Blindstrom kann man mit Kondensatoren kompensieren,
was man dann misst ist dann reiner Wirkstrom.

von Markus H. (derampcsitzt)


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Danke schonmal für die ganzen Kommentare und interessanten Ideen.

Heinz V. schrieb:
> Wenn die Mühle eine Schneidmühle (Schnellläufer) ist kann diese
> ohnehin
> nicht mit Mahlgut im Trichter starten, die muss erst auf Drehzahl sein,
> dann kann Mahlgut eingeworfen werden.


Das ist eh klar und in der ganzen Anlage ja vom Aufbau her schon so 
festgelegt.

H. H. schrieb:
> Für die Anwendung des Kaperers reicht eine Strommessung auf einem
> Aussenleiter völlig aus, und das Signal des Stromwandlers kann der µC
> direkt verarbeiten, wird ja einen A/D haben.

Genau. Leistung messen bzw rechnen brauche ich nicht. Im Original sind 
solche Maschinen ohne Automatik mit einem einfachen analogen Amperemeter 
ausgestattet (das wohl auch nur eine Phase misst) und man stellt die 
Belastung von Hand ein (Schieber soweit öffnen bis Motor-Sollstrom 
erreicht)

Am liebsten wäre mir sogar ein fertiges Modul das den Wert schon rechnet 
und als Datenwert (z.B. über UART) zur Verfügung stellt. Da ich einiges 
aufbauen will/muss und Zeit knapp ist sind mir Fertigmodule lieber auch 
wenn's mehr kostet. Evtl könnte man sogar auf einen Mikrocontroller 
verzichten und mit einem "Strommessmodul" direkt den FU ansteuern, 
müsste halt was mit nem integrierten Regelkreis sein.

Rainer D. schrieb:
> Dafür genügt ein einfacher, auslesbarer Zähler,

Könntest du mir noch sagen nach was genau ich suchen muss? Welche 
Schnittstelle wird da verwendet?


Ich hab jetzt auch mal nach "digitalen Amperemeter" geschaut aber wenn 
es da nix mit Schnittstelle gibt ist das auch nutzlos.
Bin auch grad dran nach nem Shelly Energiemesser zu schauen da ich die 
PV-Anlage bei dem Projekt noch auslesen muss ob diese am Einspeisen ist, 
das könnte man im schlimmsten Fall evtl auch nehmen um den Motorstrom zu 
messen.

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