Guten Abend, ich hätte eine kurze Fragen bezüglich den Anlaufstrom bei Asynchronmotor. Ich habe schon einen Beitrag gelesen, dass der Anlaufstrom aufgrund des geringen Widerstand der Spulen sehr hoch ist. Umso schneller sich der Motor dann dreht umso größer wird ja die Gegeninduktionsspannung. Diese wirkt ja entgegen und somit wird der Strom kleiner. (Dies habe ich woanders gelesen) Eine Induktionsspannung ist ja umso größer je schneller man z.B. eine Spule im Magnetfeld bewegt. Ist dann nicht die Änderung am Anfang (wo der Läufer noch stillsteht) viel größer als wenn die Drehzahl größer wird und dadurch der Läufer weniger oft überholt wird. Oder sehe ich das falsch? Ich wäre dankbar wenn mir einer in einfachen Worten das ganze nochmal erklären kann. Also warum es zu eine hohen Anlaufstrom am Anfang kommt.
Lukas B. schrieb: > Also warum es zu eine hohen Anlaufstrom am Anfang kommt. Hast du doch schon völlig richtig beschrieben. Was du mit "Änderung" meinst ist allerdings unklar.
Mit Änderung meine ich, dass das Ständermagnetfeld das Läufermagnetfeld häufiger überholt und somit ist doch die Änderung größer oder nicht? Wenn der Läufer dreht, dann überholt das Ständermagnetfeld den Läufer nicht mehr so oft, deshalb ist doch die Induktionsspannung geringer. Ich habe aber gelesen, dass diese mit steigender Drehzahl steigt. Jetzt ist meine Frage warum steigt diese.
Überleg dir wie der Rotor magnetisiert wird, und informiere dich was Sättigung ist.
hinz schrieb: > Überleg dir wie der Rotor magnetisiert wird, Elektromagnetisch, im Kreis herum? > und informiere dich was Sättigung ist. Weihnachtsgans? Ehrlich, was soll das, was ist das wieder für eine Antwort? Solltest du nicht längst im Bett sein?
Das Ersatzschaltbild waere ein Trafo mit einer Induktiven Last angenaehert fuer die erste Halbwelle und die erreichte Drehzahl noch sehr weit entfernt vom Sollwert ist. Und da spielt die Saettigung auch eine Rolle, die hinz schon nannte.
hinz schrieb: > Was sagt dein Pfleger dazu? Pflegerin kommt gleich, wir gehen dann gemeinsam zu Bett. Mach nicht mehr zu lange hier.
Ich habe mir ja schon viel durchgelesen zum Thema. Aber ich verstehe den Zusammenhang irgendwie nicht. Deshalb habe ich ja hier reingeschrieben, damit mir jemand den Vorgang mit Induktion bei einem Asynchronmotor noch einmal kurz erklären kann. 1. Strom wird angelegt 2. Im Ständer wird ein drehendes Magnetfeld erzeugt, dass den Läufer durchsetzt. 3. ... Und warum im Läufer die Gegeninduktionsspannung am Anfang gering ist und bei höherer Drehzahl dann höher.
Lukas B. schrieb: > Deshalb habe ich ja hier reingeschrieben, damit mir jemand den Vorgang > mit Induktion bei einem Asynchronmotor noch einmal kurz erklären kann. Die zahllosen Bücher reichen nicht? > Und warum im Läufer die Gegeninduktionsspannung am Anfang gering ist und > bei höherer Drehzahl dann höher. Dem ist nicht so.
Hier ist meine Erklärung wie ist das Prinzip verstanden habe. Also ist das folgendermaßen: Der Ständer erzeugt im Läufer eine Induktionsspannung. Nach der lenzschen Regel versucht der Läufer aber dem entgegenzuwirken. Demnach ist die Induktionsspannung noch sehr gering. Je schneller er sich dreht umso größer wird die Induktionsspannung, da nach der lenzsche Regel dieser weniger entgegenwirkt. Somit wird auch das Magnetfeld vom Läufer stärker und schwächt das Magnetfeld vom Ständer. Dadurch kann man sagen, dass der Widerstand im Ständer steigt und somit weniger Strom durchfließt. Beim Schleifringmotor kann man ja den Läuferstrom mit Widerständen begrenzen. Dadurch wird die Induktionsspannung weniger durch die lenzsche Regel geschwächt und somit ist der Anlaufstrom nicht so hoch oder? Wenn das so stimmt habe ich das irgendwo mit der Gegeninduktionsspannung falsch verstanden.
Versuch dich mal im Geiste auf den Läufer zu setzen, wie beim Kinderkarussell, und stell dir den Motor aus dieser Warte vor.
Erstmal : Stillstand des Ankers: Der Stator ist der Primärteil eines Mehrphasen-Trafo, in dem ein Drehfeld vom Netz erzeugt wird. Die Ankerwicklung ist dann eine Sekundärwicklung des "Trafo", und ruft durch ihren Kurzschluss eine großen Strom hervor, der nur durch Wicklungswiderstand und Streuinduktivität der Motors begrenzt wird. Die treibende Spannung im Anker hat dann 50Hz, ist zwar wegen der nur eine Windung habenden Ankerwicklung recht klein, aber der Strom ist dann schon gewaltig. Dann, anderer Extremfall: Der Anker rotiert mit dem Drehfeld mit. In der Ankerwicklung entsteht gar keine Magnetfeldänderung, keine Spannung und auch kein Strom unde auch kein Drehmoment zwischen Feld und Anker. Zwischenbereich: Der Anker dreht sich mit "Schlupf". Dann entsteht eine Spannung im Anker,da ja das Magnetfeld des Stators den Anker sozusagen ständig "überholt". Bei 50Hz dreht ja das Drehfeld mit 3000U/min. Wenn dann der Anker nur mit 2400 U/min (40Hz) dreht, wird der Anker je sec zehnmal überholt und im Anker entsteht eine Spannung mit 10Hz. Der Kurzschlusstrom dieser Spannung im Anker"verzahnt" sozusagen den Anker mit dem Drehfeld. Der Strom und die Kraft ist bei weiten nicht so hoch wie beim stehenden Anker, denn bei zehn Hz ist die im Anker erzeugte Spannung ja wegen der langsameren Feldänderung nur ein Fünftel der bei 50Hz erzeigten Spannung. Mit der Größe des "Schlupfs" wachsen folgende Werte: -Frequenz des Stroms im Anker (und damit die Spannung) -Strom im Anker -Kraftverkettung zwische Anker und Drehfeld (Drehmoment des Motors)
Die tieferen Hintergruende sind meistens nur bei/mit der ASM mit Schleifring erklaert.
Peter R. schrieb: > Strom im Anker Ok das habe ich soweit verstand. Zusammenfassend kann man sagen je größer der Schlupf desto größer der Strom im Anker und desto kleiner das Magnetfeld (welches entgegen dem Ständermagnetfeld wirkt). Das stimmt soweit oder? Peter R. schrieb: > Die Ankerwicklung ist dann eine Sekundärwicklung des "Trafo", und ruft > durch ihren Kurzschluss eine großen Strom hervor, der nur durch > Wicklungswiderstand und Streuinduktivität der Motors begrenzt wird Also heißt das, dass der Strom im Anker bei Einschalten extrem hoch ist. Durch diesen hohen Strom wird ja Wiederrum ein Magnetfeld aufgebaut, dass dann ebenfalls sehr hoch ist. Ich habe ja beim Asynchronmotor einen großen Anlaufstrom. Wenn ich das vereinfachte sehe habe ich ja nur meine Spulen die einen kleinen Widerstand besitzen. Kleiner Widerstand großer Strom. Wodurch wird dann dieser Strom bei Normalbetrieb geschwächt/begrenzt? Bei Betrieb habe ich ja einen kleinen Schlupf und damit einen kleinen Strom. Dieser kleine Strom (wie oben erwähnt) erzeugt ein kleines Magnetfeld. Diese Magnetfeld wirkt ja entgegen des dem Ständers und schwächt das Magnetfeld nur geringfügig. Am Anfang ist das Magnetfeld doch viel größer, da im Anker ein hoher Strom fließt. Also wird am Anfang das Magnetfeld vom Ständer viel stärker geschwächt. Wie kann man dann den hohen Anlaufstrom und den kleineren Strom im Betrieb erklären? Ich habe mir im Zuge dessen auch den Schleifringmotor angeschaut. Bei diesem kann man ja Wirkwiderstände im Anker dazuschalten um den Anlaufstrom zu begrenzen. Welcher Zusammenhang besteht dann darin? Ich habe dabei auch gelesen, dass dies mit der Phasenverschiebung zusammenhängt (Ströme eilen nach). Und wenn man Wirkwiderstände dazuschaltet wird die Phasenverschiebung kleiner. Aber den Zusammenhang kann ich mir dabei noch nicht erklären.
Lukas B. schrieb: > Also heißt das, dass der Strom im Anker bei Einschalten extrem hoch ist. > Durch diesen hohen Strom wird ja Wiederrum ein Magnetfeld aufgebaut, > dass dann ebenfalls sehr hoch ist. Beim Magnetfeld fängt es dann an, sehr schwierig zu werden mit dem Erklären. Zunächst: Beim Trafo und auch beim Asynchronmotor ist das Magnetfeld eigentlich von der angelegten Spannung und nicht vom Strom in den Wicklungen bestimmt. Bis auf die Abweichungen durch Wicklungswiderstand und Streuinduktivität ändert der Strom in den Wicklungen NICHT die Stärke des Magnetfeldes. Der Strom im Anker wird zwar sehr hoch, aber der Magnetfeldverlust durch diesen Strom wird durch Stromaufnahme vom Netz her ausgeglichen, sodass das Magnetfeld weiterhin der Netzspannung entspricht. Lukas B. schrieb: > Ich habe ja beim Asynchronmotor einen großen Anlaufstrom. Wenn ich das > vereinfachte sehe habe ich ja nur meine Spulen die einen kleinen > Widerstand besitzen. Kleiner Widerstand großer Strom. aber den vom Anker entgegengesetzt, sodass dann das Feld im Motor bis auf Streuung, Widerstände usw. gleich groß bleibt. Lukas B. schrieb: > Wie kann man dann den hohen Anlaufstrom und den kleineren Strom im > Betrieb erklären Der Anlaufstrom wird durch die bei 50Hz Ankerstrom hohe Spannung im Anker so groß. Wenn der Anker dreht, ist die Frequenz des Stroms im Anker weitaus kleiner, nur so groß wie der Schlupf, die Spannung also wesentlich kleiner und der Strom im Anker dementsprechend. 5% Schlupf sind z.B. schon ein kräftiger Schlupf bei einem Asy-Motor. Dann ist die Frequenz im Anker nur noch 1/20 also 2,5 Hz und die den Ankerstrom erzeugende Spannung und damit der Ankerstrom nur noch 1/20 des Stromes bei Stillstand des Ankers.
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Peter R. schrieb: > angelegten Spannung und nicht vom Strom in den > Wicklungen bestimmt. Also kann man sagen je größer die Spannung umso stärker das Magnetfeld. Ich habe mal gegoogelt, wovon die magnetische Feldstärke abhängig ist und dabei kommt, dass die Feldstärke umso größer ist je größer die Stromstärke. Und umso größer die Feldstärke, umso größer die magnetische Wirkung. Nach dem ohmsche Gesetzt, ist die Spannung umso größer je größer die Stromstärke ist. Also hängen die beiden großen Zusammen oder? Peter R. schrieb: > Der Anlaufstrom wird durch die bei 50Hz Ankerstrom hohe Spannung im > Anker Ok der Ankerstrom ist umso größer je größer die Frequenz. Am Anfang dreht sich das ganze noch nicht also ist der Ankerstrom sehr hoch. Soweit verstanden. Wenn sich das dreht sinkt der Strom und damit ja auch die Spannung. Durch die Spannung wird dann wieder das Magnetfeld kleiner. Ich habe jetzt bei Wikipedia unter Drehstrom-Asynchronmotoren gelesen (unter Funktion 3 Absatz), dass der Käfigstrom und das Magnetfeld noch klein ist. Das bezieht sich auf deinen kleinen Schlupf oder? Finde den Absatz bisschen "blöd" geschrieben. Also kann man Zusammenfassend festhalten: Kleiner Schlupf bzw. fast gleiche Drehzahl des Ständers und Läufers bedeutet eine kleine Spannung und somit ein kleines Magnetfeld. Das Magnetfeld des Ankers ist beim Einschalten noch sehr groß. Dieses wirkt entgegen dem des Ständers. Jetzt verstehe ich noch nicht dem Zusammenhang, warum der Anlaufstrom am Anfang groß ist und bei größer werdender Drehzahl des Läufers kleiner. Peter R. schrieb: > Der Strom im Anker wird zwar sehr hoch, aber der Magnetfeldverlust durch > diesen Strom wird durch Stromaufnahme vom Netz her ausgeglichen, sodass > das Magnetfeld weiterhin der Netzspannung entspricht. > > Lukas B. schrieb: >> Ich habe ja beim Asynchronmotor einen großen Anlaufstrom. Wenn ich das >> vereinfachte sehe habe ich ja nur meine Spulen die einen kleinen >> Widerstand besitzen. Kleiner Widerstand großer Strom. > > aber den vom Anker entgegengesetzt, sodass dann das Feld im Motor bis > auf Streuung, Widerstände usw. gleich groß bleibt. Also kann ich das so verstehen, dass das Ständermagnetfeld durch das Läufermagnetfeld geschwächt wird. Dabei versucht das Ständermagnetfeld durch weitere Stromaufnahme das ganze wieder auszugleichen. Dadurch entsteht ein hoher Anlaufstrom. Sehe ich das so richtig? Also hängt der Anlaufstrom nur wenig durch den geringen Widerstand der Spule ab. Oder wie hängt das Wiederrum zusammen bzw. kann ich das einfach ignorieren?
Lukas B. schrieb: > Also hängt der Anlaufstrom nur wenig durch den geringen Widerstand der > Spule ab. Natürlich hängt der auch davon ab, so wie bei einem sekundär kurzgeschlossenen Trafo auch.
hinz schrieb: > Natürlich hängt der auch davon ab, so wie bei einem sekundär > kurzgeschlossenen Trafo auch. Wie wird dann dieser beim Betrieb (Drehzahl des Läufers hoch) begrenzt?
Lukas B. schrieb: > hinz schrieb: >> Natürlich hängt der auch davon ab, so wie bei einem sekundär >> kurzgeschlossenen Trafo auch. > > Wie wird dann dieser beim Betrieb (Drehzahl des Läufers hoch) begrenzt? So wie beim unbelasteten Trafo.
hinz schrieb: > So wie beim unbelasteten Trafo. Beim unbelasteten Trafo wird dieser ja durch die selbst in ihr induzierte Spannung begrenzt. Das ganze ist dann beim Motor auch so? Also hängt das am Anfang von beiden Größen ab (geringer Widerstand des Ständerstromkreises und der Gegeninduktionsspannung) Beim Betrieb fällt dann die Gegeninduktionsspannung ab (wird kleiner). Und in der Ständerwicklung wird selbst eine Spannung induziert, die den Strom ebenfalls begrenzt. Aber die selbst induzierte Spannung ist immer vorhanden oder? Beim Einschalten findet das ganze ja auch schon statt. Alles andere was ich weiter oben beschrieben habe stimmt soweit oder? Lukas B. schrieb: > Also kann ich das so verstehen, dass das Ständermagnetfeld durch das > Läufermagnetfeld geschwächt wird. Dabei versucht das Ständermagnetfeld > durch weitere Stromaufnahme das ganze wieder auszugleichen. > Dadurch entsteht ein hoher Anlaufstrom. > Sehe ich das so richtig? Beim Schleifringmotor ist der einzige Unterschied, dass man die Läuferspannung/Läuferstrom begrenzen kann durch die Widerstände und somit ein geringes Magnetfeld am Anfang besteht oder?
Nochmals! Am Magnetfeld ändert sich an der Maschine praktisch nichts. Das ist primär durch die (feste) Spannung des Netzes bestimmt. Nur: Durch die Rotation des Ankers im Statorfeld wird im Anker eine Spannug erzeugt, die in Größe und Frequenz proportional zum Schlupf ist. Dieser Strom bestimmt die Größe der Kraft zwischen Ankerstrom und Statorfeld. Das Magnetfeld des Ankerstroms würde das Feld in der Maschine schwächen. Aber da der Stator mit dem Netz verbunden ist, "schiebt" das Netz so viel Strom nach(wie beim Trafo im Verhältnis N2/N1 übersetzt),dass das Feld zur Spannung des Netzes passt. Beim Trafo ist es auch so: W1 liegt am Netz. Ein Laststrom in W2 würde das Feld im Trafo schwächen. Aber weil die Trafogleichung ein genau zum Netz passendes Magnetfeld vorschreibt,schiebt das Netz dann so viel Strom nach, dass das Magnetfeld im Trafo unverändert bleibt. Bei I1/I2 = N2/N1 ist das dann der Fall. Lukas B. schrieb: > Also kann man Zusammenfassend festhalten: > Kleiner Schlupf bzw. fast gleiche Drehzahl des Ständers und Läufers > bedeutet eine kleine Spannung... soweit stimmt das in bezug auf die Spannung in der Ankerwicklung >und somit ein kleines Magnetfeld. Das ist falsch. Das Magnetfeld im Anker bleibt letzten Endes unverändert, wenn man von der Streuung und dem Wicklungswiderstand absieht. Nur ändert sich bei Schlupfänderung die Frequenz des Stroms im rotierenden Anker und damit die in der rotierenden Ankerwicklung entstehende Spannung,die den Ankerstrom erzeugt.
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Peter R. schrieb: > Am Magnetfeld ändert sich an der Maschine praktisch nichts. > Das ist primär durch die (feste) Spannung des Netzes bestimmt. Peter R. schrieb: > Also kann man Zusammenfassend festhalten: >> Kleiner Schlupf bzw. fast gleiche Drehzahl des Ständers und Läufers >> bedeutet eine kleine Spannung<...im Anker. > soweit stimmt das Peter R. schrieb: > Ist das Magnetfeld > eigentlich von der angelegten Spannung abhängig Also bleibt das Magnetfeld im Stator und Läufer immer gleich (Verluste unberücksichtigt). Habe ich verstanden. Peter R. schrieb: > Nur ändert sich bei Schlupfänderung die Frequenz des Stroms im > rotierenden Anker und damit die in der rotierenden Ankerwicklung > entstehende Spannung,die den Ankerstrom erzeugt. Wenn sich die Frequenz des Stromes ändert. In welchem Zusammenhang besteht dann mit dem Strom im Stator (hoher Anlaufstrom)? Man kann sagen: Umso kleiner die Frequenz des Stromes im Anker umso geringer der Strom im Ständer. Also wirkt sich das Magnetfeld vom Läufer einfach bei Betrieb durch die geringe Frequenz des Stromes anders bzw. schwächer aus als beim Anlauf des Motors. Obwohl die Stärke des Magnetfeld gleich ist. Danke schonmal für deine Bemühungen mir das ganze zu Erklären bzw. Erklärt zu haben.
Gegeninduktionsspannungen - Doch da zu viel weggelassen, vereinfacht und vielleicht halbwahrheitlich. Wenn sich der Rotor (Läufer) noch im Stillstand befindet aber das Statorfeld (Ständerfeld) mit 50Hz dreht, dann wird zwar im Rotor eine hohe Spannung induziert, aber diese hat in dem Falle auch eine hohe Frequenz, nähmlich noch 50Hz. Bei dieser Frequenz ist wirkt sich aber die Induktivitäten des Rotors bereits nicht unterheblich aus (bei großen Motoren kommen noch Skineffekte bei den dicken Stäben im Rotor hinzu, das den Effekt noch mehr verstärkt) und das drosselt den Strom im Rotor bereits so merklich, so dass die Gegeninduktion niedriger ausfällt, bzw. die Gegeninduktionsspannung in einem Ersatzschaltbild für diesen Zustand. Das wirkt sich auch in der Kennlinie des Motors aus und ist Ursache dafür, dass das Anlaufmoment bei f=50Hz n=0 der Drehmoment/Drehzahlkennlinie bei fester Frequenz niedriger ist, als das Kippmoment. Das zeigt schön das Bild unter folgender Quelle: http://www.energie.ch/asynchronmaschine http://www.energie.ch/assets/images/article/Bilder/Diagramme/asynchronmaschine_mn_ursprung.gif Auf der gleichen Seite etwas weiter unten sind die Kennlinien von verschiedenen Stabformen der Stabläufer abgebildet. Und da ist die Kennlinie einer Stabform enthalten, so dass man nicht mehr klar sagen kann, die Gegeninduktionsspannung wäre höher oder niedriger. U_ind ~ dI/dt U_ind ~ w I ~ 1/(wL) I ~ 1/|z|
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