Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kondensator bei Kondensatormotoren und Drehstrom-Motoren


von Karl-alfred R. (karl-alfred_roemer)


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Hallo zusammen,

es gibt ja so eine Faustregel, dass die Kondensatoren bei 
Elektromotoren, die einen Kondensator brauchen (Wechselstrom 
Kondensatormotoren und Drehstrommotoren in der Steinmetzschaltung) eine 
Kapazität von 70üF pro kW Motorleistung haben sollen.

Dazu meine Fragen:
1. Ist diese Kapazität gleich, egal ob es ein echter Kondensatormotor 
oder ein Drehstrommotor in Steinmetz-Schaltung ist?

2. Spielt es eine Rolle, ob der Motor mit 50 Hz wie in Europa üblich 
oder mit 60Hz wie z.B. in den USA läuft? Sollte ja eigentlich. Demnach 
müsste die Faustregel in dem einen Netz anders als im anderen Netz sein.

3.  Wie kommt man eigentlich auf diese 70üF pro kW?

Mir ist klar, dass der Kondensator eine Phasenverschiebung von bis zu 
90° erreichen kann.  Dabei kann man ein Dreieck mit einem parallel zu 
einer Spule geschalteten Kondensator als Widerstandsnetzwerk ansehen. 
Die Spulen haben dabei jeweils eine Induktivität und einen ohmschen 
Widerstandsanteil.

Jetzt könnte man ja mit gegebenerer Netzfrequenz die induktiven 
Widerstände in den einzelnen Spulen, den kapazitiven Widerstand und auch 
die Phasenverschiebung berechnen. (Wobei ich die Phasenverschiebung mit 
komplexen Zahlen leider in dem Fall nicht berechnen kann)  Aber das soll 
hier nicht das Thema sein. Sondern: Ich sehe nicht, wo in der Berechnung 
die Motorleistung eine Rolle spielt.

Kann mir das jemand erklären?

von H. H. (hhinz)


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https://de.wikipedia.org/wiki/Steinmetzschaltung

Bei sehr kleinen Motoren kommen die 70µF/kW nicht mehr hin.


Und beim Kondensatormotor gibt es keine Faustregel.

von Karl (Gast)


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> 70µF/kW
Bei Nähmotor gut so, bei Lüftern auch mit ±20% gut, was Frage zwei 
tötet.
Rest interessiert nicht.

von Harald W. (wilhelms)


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H. H. schrieb:

> Und beim Kondensatormotor gibt es keine Faustregel.

Doch, man nimmt den Wert, der normalerweise auf dem Typenschild steht.
Bzw. bei defekten Kondensatoren den Wert, der auf dem defekten Konden-
sator steht.

von Karl-alfred R. (karl-alfred_roemer)


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Vielen Dank für Eure Antworten.

@Harald W.  Guter Tip. Zumindest, wenn wirklich auf dem Typenschild 
steht. Ich habe einen Brauchwasser-WP von Ariston. Diese hat einen 
Lüfter eingebaut mit 14 Watt und 7üF Kondensator.  Theoretisch ist der 
Kondensator ja viel zu groß.  Das war auch ein Grund, warum ich 
versuche, eine nachvollziehbare Regel zu finden, idealerweise eine 
Herleitung wie man sich den idealen Wert selbst ausrechnen kann.  Oder 
wie die Hersteller das machen.

Hhinz : Ich dachte, ich hätte früher schon mal in wiki nach 
Steinmetzschaltung  geschaut. War wohl ein Irrtum oder ich habe die 
Formel übersehen. (oder vergessen, was leider wahrscheinlicher ist)
An der Formel sieht man eindeutig die Abhängigkeit von der Netzfrequenz, 
Motorleistung und von der Netzspannung.

Vielleicht traue ich mich irgendwann einmal nach der Herleitung dieser 
Formel zu fragen. 🤔

Wie ermitteln die Hersteller von Kondesatormotoren den optimalen Wert?
Messen, wie heiß die Spulen bei Nennleistung bei unterschiedlichen 
Kondensatorgrößen werden?  Dann wäre es vielleicht optimal, wenn beide 
gleich heiß werden.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Karl-alfred R. schrieb:
> Wie ermitteln die Hersteller von Kondesatormotoren den optimalen Wert?

Sie berechnen den, so wie auch die Wicklungen.

von Michael B. (laberkopp)


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Karl-alfred R. schrieb:
> Ist diese Kapazität gleich, egal ob es ein echter Kondensatormotor oder
> ein Drehstrommotor in Steinmetz-Schaltung ist?

Nein, Kondensatormotore brauchen deutlich kleinere Kondensatorwerte.

Und Steunmetz ist doof weil die Motoren damit nur deutlich verringerte 
Leistung bringen, besser ein 1-Phase 230V~ auf 3 Phasen 
Frequenzumrichter der halt nur 50Hz liefert wenn man keine 
Drehzahlregelung benötigt.

Karl-alfred R. schrieb:
> Demnach müsste die Faustregel in dem einen Netz anders als im anderen
> Netz sein.

Ja.

> Wie kommt man eigentlich auf diese 70üF pro kW?

Da die Spannung und Frequenz fest ist, bleibt bloss der Strom und 
grössere Kondensatoren lassen mehr Strom zu.

von Harald W. (wilhelms)


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Karl-alfred R. schrieb:

> Diese hat einen Lüfter eingebaut mit 14 Watt und 7üF Kondensator.
> Theoretisch ist der Kondensator ja viel zu groß.

Das ist wirklich ungewöhnlich viel. Mein 1kW-Rasenmäher kam mit 20µF
aus; mein Deckenlüfter mit 2µF

> Das war auch ein Grund, warum ich versuche, eine nachvollziehbare
> Regel zu finden, idealerweise eine Herleitung wie man sich den ide-
> alen Wert selbst ausrechnen kann.

Eine solche Regel gibt es nur für "echte" Drehstrommotoren mit drei
Wicklungen.

> Oder wie die Hersteller das machen.

Die rechnen das aus.

> Ich dachte, ich hätte früher schon mal in wiki nach Steinmetzschaltung
> geschaut.

Die Steinmetzschaltung wird zwar u.a. hier im Forum oft genannt, in 
Wirk-
lichkeit aber wohl eher selten benutzt. Ein passend dimensionierter
Kondensatormotor ist eben deutlich billiger als ein "Steinmetzmotor".

von Carypt C. (carypt)



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Was mir erst letztlich aufgegangen ist, daß die Ladezeit des 
Kondensators (die Zeitkonstante) der Kurve der Eingangsspannung nur 
zeitverzögert folgen kann. Das führt aber auch dazu, daß der Kondensator 
viel schwächer aufgeladen wird, weil die Spannung schon wieder weg ist, 
bevor davon geladen werden konnte.

Die Spulen des Motor können auch unterschiedlich groß sein, haben auch 
eine Zeitkonstante. Und die Anordnung (Winkel) zueinander, Sättigung, 
Drehmoment. Viel zu hoch für mich.

von Michael B. (laberkopp)


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Harald W. schrieb:
> Ein passend dimensionierter
> Kondensatormotor ist eben deutlich billiger als ein "Steinmetzmotor".

Deutlich effektiver.

Steinmetz ist eine Krücke, produziert ja nicht 120-120-120 sonden 
90-90-180 Grad Phasen.

von Thomas B. (thombde)


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Man sollte das aber auch nicht zu kompliziert machen.
Lieber ein reduziertes Drehmoment als eine durchgebrannte Wicklung.

von Udo S. (urschmitt)


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Karl-alfred R. schrieb:
> Ich habe einen Brauchwasser-WP von Ariston. Diese hat einen
> Lüfter eingebaut mit 14 Watt und 7üF Kondensator.  Theoretisch ist der
> Kondensator ja viel zu groß.  Das war auch ein Grund, warum ich
> versuche, eine nachvollziehbare Regel zu finden

Die Regel heisst, schau auf das Typenschild.

Gerade bei Kondensatormotoren muss man zwischen einem Betriebs und einem 
Anlaufkondensator unterscheiden. Letztere haben eine höhere Kapazität, 
haben aber eine ED von nur 10-20% und sind eigentlich eher bei Motoren 
notwendig, die gegen ein hohes Drehmoment anlaufen müssen. Z.B. Pumpen. 
Dein Lüftermotor passt da eher nicht.

Warum fragst du eigentlich? Hast du einProblem mit dem Lüfter, wenn ja 
dann würden Bilder von Kondensator und Motor (bitte scharf und siehe 
auch Bildformate) helfen dir ggf. zu helfen.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Udo S. schrieb:

> Dein Lüftermotor passt da eher nicht.

Gerade bei Lüftern sind Kondensatormotore besonders beliebt. Da braucht
man auch keine Anlaufkondensatoren.

von Udo S. (urschmitt)


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Harald W. schrieb:
> Da braucht
> man auch keine Anlaufkondensatoren.

Was ich ja geschrieben habe.

von Karl-alfred R. (karl-alfred_roemer)


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Habe heute ein seltsames Anschlusspanel eines kleinen meines Wissens 
nach nagelneuen Drehstrommotors in Steinmetzschaltung gesehen.
Darin befinden sich keine Brücken für Stern- oder Dreieckverschaltung. 
Wir haben dann einfach mal L und N an U1 und V1 angeschlossen und 
natürlich auch den Schutzleiter.
Der Motor lief auch sofort und auch in der richtigen Richtung aber für 
120 Watt die der Motor haben sollte wurde er relativ schnell (sagen wir 
in 15 bis 30 Minuten) handwarm und er brummte auch ein wenig.

Haben wir den Motor falsch angeschlossen oder könnte der Kondensator 
vielleicht falsch bemessen sein? Habe mein Messgerät leider nicht dabei.
Was ist mit den fehlenden Brücken? Könnte es sein, dass die intern 
verschaltet sind?

von Michael B. (laberkopp)


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Das Motoren brummen und handwarm werden, auch im Leerlauf, finde ich 
normal.
Da ein Kondensator fest installiert ist, wird es wohl ein 
Kondensatormotor und kein Drehstrommotor sein.

von Karl-alfred R. (karl-alfred_roemer)


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Hm. Ich bin bisher davon ausgegangen, dass Kondensatormotoren andere 
Anschlusspanels haben, aber wenn ich es mir so überlege, spricht 
natürlich nichts dagegen, ein "normales" Anschlusspanel zu verwenden.

Was das Brummen und die Erwärmung betrifft, habe ich das bisher so nicht 
gekannt.  Ich weiß nur, dass wir in den 90er Jahren mal eine 
durchgebrannte Schuhmacher-Schleifmaschine hatten, die vorher deutlich 
brummte.  Wir hatten danach vermutet, dass der Kondensator nach 20 
Jahren einfach durch war. Messen konnten wir das damals leider nicht.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Karl-alfred R. schrieb:
> dass Kondensatormotoren andere
> Anschlusspanels haben

Mit Sicherheit ist es ein Kondensatormotor, wenn man eine Wicklung mit 
Z1 und Z2 als Bezeichnung hat. Das wäre dann die Hilfswicklung.

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