3-Phasen-Motor dimensionieren

Mar. Wa. schrieb:
>Wie schätze Ich aber die Leistung bei Drehzahl Null? Gibt es dafür Richtwerte?

Die abgegebene mechanische Leistung ist dann auch Null,
für die aufgenommende Leistung wirkt ja dann nur noch der
ohmische Widerstand der Wicklung, den mußt du messen.

Es wird über eine PWM eingespeist, um das Drehmoment und die Drehzahl zu 
regeln. Das ändern der Motorgeschwindigkeiten ist nicht konstant, obwohl 
es die meiste Zeit wahrscheinlich auf 1/sec also z.B. 24 Hz laufen wird. 
Vor allem ist die Last sehr unterschiedlich. Sie ist zwar ganz grob von 
der Position abhängig aber schwankt um 20%. Im Stillstand kann es 
durchaus wenig Drehmoment haben, wenn die 12 Uhr-Position erreicht ist. 
Deshalb muss das einstellbar sein, um Strom zu sparen.

Für die PWM müsste Ich daher noch die Induktivität in Anrechnung 
bringen, weil diese den Strom begrenzt. Volle Spannung draufgeben, wird 
nicht gehen, weil die Motorströme sonst zu hoch werden, obwohl das für 
den Stillstand das Einfachste wäre.

Ich habe jetzt eine PWM mit 50% als Ziel angenommen und etwas Rest für 
Verluste und Dynamik aufgehoben. Dann hätte Ich durchschnittlich 380 * 
0,4 etwa 160V am Motor bei etwa 25A für gut 4kW im Arbeitspunkt.

Meine Unklarheit ist eine ungefähre Vorstellung vom Strom im Haltepunkt. 
Wenn der das 3 fache Drehmoment braucht, dann muss sicher auch der Strom 
3x höher sein. Aber: 3x höher als was? Die 25A wären als Beispiel 10A 
Haltemoment und der Rest Beschleunigungsreserve und Überdimensionierung.

Also 10A x 3 x 0,75 / 0,5 (Verhältnis der Wirkungsgrade) = 45A. Sagen 
wir 50?  Ich will das Ding in etwa durchrechnen und so bestellen, dass 
es gut reicht, weil nur ein einziges Exemplar gebaut werden soll und es 
ein Demoprojekt ist, das möglichst funktionieren soll.

Also ich bin im Arbeitspunkt bei 251W an der Welle. Also n 500VA Motor 
könnte reichen, 1kVA reicht locker!

> Für die PWM müsste Ich daher noch die Induktivität in Anrechnung
> bringen, weil diese den Strom begrenzt.

Bei einer gegebenen PWM ist der mittlere Strom um so größer, je kleiner 
der (ohmsche) Wicklungswiderstand ist.
Die Welligkeit dieses Stromes wächst mit dem Quotienten
Wicklungswiderstand/Wicklungsinduktivität.

Mar. M. schrieb:
> Im Laufbetrieb wären wir dann bei etwa 5kW im Arbeitspunkt. Wie schätze
> Ich aber die Leistung bei Drehzahl Null? Gibt es dafür Richtwerte?

Anlaufmoment ist da wichtig und steht im Datenblatt oder du kennst die 
genaue Motorbezeichnung oder du nimmst ca. das 8fache des normalen 
Drehmoment an.

Wie Jörg H. fragt WAS HAST DU VOR? soll der Motor z.B aus dem Stand mit 
oder ohne Last anlaufen ?
Wie groß ist denn die mechanische Last ? Quasi über Gewichtskraft auf 
die Leistung kommen...
Wird ein Getriebe verwendet ?
Welches Anlaufverfahren soll/muss/darf/kann verwendet werden ?

Schau mal hier nach

http://www.fachlexika.de/technik/mechatronik/elektromotor.html

chris schrieb:
> Wie Jörg H. fragt WAS HAST DU VOR?

Muß auch ich noch mal unterstreichen.

Ichmöchte Dir nicht zu nahe treten (bzw. Dich durch eine grobe 
Fehleinschätzung Deiner Fähigkeiten ungewollt beleidigen) -
aber ist Dir wirklich klar, was diese Kombination bedeutet?

Mar. M. schrieb:
> 3-Phasen-Motor

...bei...

> Drehzahl maximal 120 U/min

Daß also ein Getriebe (oder einige andere tiefgreifende Änderungen des 
ganzen Konzeptes, ganz allgemein gesagt) folgendes vermeiden könnte:

Jörg H. schrieb:
> Wieso kommst Du auf einen 16/24 poligen Motor (Asynchronmaschine?).

Kurz: Du weißt um den Zusammenhang Frequenz zu Drehzahl (und noch 
einiges mehr) - und willst trotzdem besagten Motortyp verwenden?

Das ist ein klassischer Job für einen Synchron Servomotor. Mit Getriebe 
noch kleiner und kostengünstiger. Ansteuerung über einen Servoregler. 
Asynchronmotore sind ungünstig, wenn mit Haltemoment von Null angefahren 
werden soll.

Gibts doch seit 30 Jahren unzählige erprobte Lösungen für so etwas. 75% 
Wirkungsgrad bei 5KW ist auch nicht berauschend und für die meisten 
Antriebe gar nicht mehr zulässig.

> Asynchronmotore sind ungünstig, wenn mit Haltemoment von Null angefahren
> werden soll.
Wenn man sie entsprechend ansteuert, können auch Asynchronmotoren im 
Stillstand das Kippmoment aufbringen.

Mar. M. schrieb:
> zur Verfügung steht ein Modell mit 16 Polpaaren und 24 Polparen, 15 oder
> 30 wären super gewesen,

Wieso wären denn 15 Polpaare besser, als 16?

Weil es eine Uhr werden soll, die einen schweren Zeiger drehen soll und 
da wäre eine 60er Teilung meines Erachtens besser. Deshalb 15.

Die anderen Einwände kann Ich nachvollziehen, allerdings ist das 
Problem, dass der Motor schon so verbaut ist und maximal gegen ein 
bauähnliches Modell getauscht werden kann, solange noch nicht im 
Dauer-Betrieb gewesen.
Ich würde jetzt gerne ein wenig rechnen, ob das so hinhauen kann.

Die 3-Phasenthematik ist auch deshalb von Bedeutung, weil über eine 1/50 
Teilung eine Synchronisation mit der Netzfrequenz erfolgen soll.