Kondensatormotor an Frequenzwandler - Verlustleistung(f)

Gast #5290819
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Habe momentan eine Diskussion mit einem Bekannten, der einen 
Kondensatormotor (4 uF Phasenschieberkondensator) mit einem 12V=>230V 
Wandler (PWM, Sinus nehme ich an) betreibt.

Er sagte, daß er erwarte, daß der Motor bei steigender (z.B. 90 Hz) 
wärmer werde und mit sinkender Frequenz kühler.

Spontan, meiner Kenntnis von Zusammenhang zwischen Frequenz und Impedanz 
vertrauend, sagte ich ihm, nein, es wäre umgekehrt, steigende Frequenz 
=> weniger Strom, kleinere Frequenz => höherer Strom (wenn keine 
Amplitudenkompensation gemacht würde).

Nun kommt er an mit Meßergebnissen, die meine Behauptung widerlegen.Er 
mißt bei

30 Hz 22W
45 Hz 25W
50 Hz 28W  37° C
60 Hz 32W
90 Hz 65W  wird heiß

und die Temperatur spiegelt das wider.

Nun war meine Behauptung also etwas voreilig und ich versuche, zu 
ergründen, warum. Gilt wahrscheinlich nur für 
Asynchron-3Phasen-Maschinen.

Außerdem sinkt ja die Impedanz des Kondensators mit steigender Frequenz. 
Andererseits steigt die der Wicklung. Kenne jetzt aber nicht die Werte, 
sonst könnte man Z(f) mal ausrechnen.


Grüße
Christoph
Gast #5290947
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Was ich noch nicht in Erfahrung bringen konnte, ob die Wechselspannung 
über der Variation der Frequenz konstant war. Wenn die Intermediate 
Spannung 12V ist, dann ist der Step-Up-Transformator natürlich auch 
stark frequenzabhängig. Dann hätten wir wieder den Fall: Wer mißt, mißt 
Mist.

--
Christoph
Gast #5291000
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Harald W. schrieb:
> hinz schrieb:
>
>> Kondensatormotor an FU ist halt keine gute Idee.
>
> Im Prinzip geht das schon. Allerdings mit speziellen
> FUs für Kondensatormotoren. An dem wird dann der Motor
> ohne Kondensator angeschlossen und der FU sorgt dafür,
> das der Phasenwinkel zwischen beiden Phasen gleich bleibt.

So gehts natürlich schon, aber es geistern auch andere rum.
#5291045
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hinz schrieb:

> So gehts natürlich schon, aber es geistern auch andere rum.

Bei meinem AG hatten wir eine Vacuumpumpe, die für beide
Frequenzen spezifiziert war. Bei 60Hz hatte die ca. 20%
mehr Pumpleistung und natürlich 20% mehr Leistungsaufnahme.
Da diese Pumpe aber schon bei 50Hz ziemlich heiss wurde,
(>60°) wäre bereits der 60Hz-Betrieb ziemlich grenzwertig.
Ich nehme grundsätzlich an, das normale Kondensatormotore
nur über einen kleinen Frequenzbereich gesteuert werden
können, weil sonst der Phasenwinkel einfach nicht mehr stimmt.
Gast #5291050
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Harald W. schrieb:
> Im Prinzip geht das schon. Allerdings mit speziellen
> FUs für Kondensatormotoren. An dem wird dann der Motor
> ohne Kondensator angeschlossen und der FU sorgt dafür,
> das der Phasenwinkel zwischen beiden Phasen gleich bleibt.

Auch hat der Betrieb am ( dafür_geeigneten ) FU sogar die gewohnten 
Vorteile. Leider ist halt jener vorteilhafte und sichere Betrieb dieses 
Motors an einem "normalen" (3-Phasen-Ausgangs-)FU in der Form nicht 
möglich.

Passende FUs gibt es zu kaufen, aber natürlich

(nur zur Warnung)

"könnte man" mit "etwas" Aufwand auch den einen oder anderen 3-Ph.-FU 
dahingehend modifizieren (obwohl man dabei aus Vernunft- und/ oder 
Aufwands-Gründen wohl nur noch einen Teil der Endstufe gebrauchte... 
also die Schalter mit evtl. völlig neuer Ansteuerung versähe, um nichts 
hinmurksen zu müssen).

In einem ähnlichen Bereich der Realisierbarkeit bewegt sich ein 
kompletter Eigenbau. So etwas schüttelt man als Laie für gewöhnlich also 
ebenfalls nicht einfach so aus dem Ärmel.

War das nun sowieso nur eine Kreuzung aus Machbarkeitsstudie und "freiem 
Experiment" - oder wird eine variable Drehzahl tatsächlich benötigt? Ich 
vermute mal ersteres, denn simple(re) Drehzahlsteller für 
Kondensator-Motoren gibt es ja durchaus.
Gast #5291377
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Harald W. schrieb:
> zwei Trafos aus einer 3-Phasenspannung
> eine 2-Phasenspannung mit 90° Winkel

Verstehe. Das hatte ich gar nicht bedacht. Da "läuft viel umsonst leer 
mit" dabei... besonders häufig wird es vermutlich nicht dazu kommen, 
vielleicht ja u. best. U. da und dort "nebenbei".
Gast #5291667
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> Theoretisch liesse sich mit zwei Trafos aus einer 3-Phasenspannung
eine 2-Phasenspannung mit 90° Winkel zwischen den beiden Phasen
herstellen. Da solche Trafos aber nicht ganz billig sind, kommt
diese Lösung normalerweise nicht ion Frage.

Es würde schon ein Hilfstrafo 230->115V reichen um eine saubere 
Zweiphasenspannung mit 90° zu erzeugen.

Primärseite und Motor-Hauptwicklung paralell an L1-L2.

Sekundärseite gegenphasig in Reihe mit Motor-Hilfswicklung an L2-L3.
Gast #5293068
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ChristophK schrieb:
> Was ich noch nicht in Erfahrung bringen konnte, ob die
> Wechselspannung
> über der Variation der Frequenz konstant war. Wenn die Intermediate
> Spannung 12V ist, dann ist der Step-Up-Transformator natürlich auch
> stark frequenzabhängig. Dann hätten wir wieder den Fall: Wer mißt, mißt
> Mist.
>
> --
> Christoph

Ist ein Schaltwandler: (kennt den jemand?)
Angehängte Dateien:
Gast #5293084
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hinz schrieb:
> ChristophK schrieb:
>> 90 Hz 65W  wird heiß
>
> Resonanz!
>
> Kondensatormotor an FU ist halt keine gute Idee.

Ja, ich dacht's mir auch. Strom steigt noch und die Resonanz vielleicht 
noch nicht erreicht. Kenne ja auch die Induktivität nicht. Das erklärt 
also das Leistungsaufnahmeverhalten.

Eigentlich wollte der jenige jetzt auch nicht unbedingt die perfekte 
Lösung mit einem Wandler der zusätzlich eine 90° phasenversetzte 
Spannung liefert.

Danke jedenfalls für die Beiträge.

Viele Grüße
Christoph
Gast #5293645
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Es handelt sich dabei um die Aaronschaltung.  Der Kondensator passt auch 
nur fuer einen kleinen Frequenzbereich.  Vermutlich laeuft der Motor 
unter Last. Bei hoeherer Drehzahl gibt es daher auch mehr Verluste.  Im 
echten Leerlauf kann bei niedriger Drehzahl die Eigenkuehlung so gering 
werden, dass die Temperatur steigt.  Ihr seid vermutlich von 
unterschiedlichen Nebenbedingungen ausgegangen.
#5293845
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Hi

Ich hab das schon ab und zu gemacht und auf diesem Wege meinen 230V 
Hochdruckreiniger bis ca65Hz "frisiert".
Die Drehzahlveränderung funktioniert problemlos. Man muss sich dabei 
halt im Klaren sein, dass der Kondensator ein auf 50Hz abgestimmtes 
Bauteil ist wodurch der Strom in der Hilfswicklung über 50Hz deutlich 
ansteigt. Dafür hat man bei Frequenzen unter 50Hz zu wenig Strom um das 
Nenndrehmoment zu erzeugen. Für die angedachten 90Hz muss aber ziemlich 
sicher der Kondensator neu dimensioniert(weniger Kapazität) werden.
Gast #5293877
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Ergänzend sei angemerkt, dass der Wandler passend zur Frequenz auch die 
Spannung anpasst. Bei niedriger Frequenz würde man eine viel größeren 
Kondensator benötigen bei hoher Frequenz einen viel kleineren 
Kondensator. Mit höherer Frequenz wird das Drehmoment des Drehfeldes 
schwächer und damit auch der Wirkungsgrad schlechter. Das erwärmt den 
Motor bereits schon stärker im Leerlauf.

Man muß Abwägen in welchem Verhältnis die Effekte der Erwärmung durch 
Verluste und die drehzahlabhängige Eigenkühlung durch Ventilation 
stehen.

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