Drehstrom-Asynchronmotor mit Polumschaltung

Allgemein

Begriff Erläuterung
Induktionsmaschine Das Ständerdrehfeld induziert ein Läuferfeld, das dem Drehfeld nacheilt.
Anlauf Mit zunehmender Rotordrehzahl sinkt
  • die Läuferfrequenz ... f2
  • die Läuferspannung ... U2

  • Drehmoment Der hohe Anlaufstrom (10 x IN) bewirkt ein kleines Anlaufmoment, weil die strombedingte Ankerrückwirkung (fLäufer) das Drehfeld schwächt.
    Leerlauf Der Leistungsfaktor cosφ ist sehr klein (0,3 bis 0,5), weil praktisch nur der Magnetisierungsstrom fließt. (siehe Laborübung)
    Ausnahme: Strom zur Deckung der Verluste (Cu; Fe; Streuung und Reibung)
    Belastung Durch die Abgabe von immer mehr Wirkleistung (Wellenleistung) verbessert sich der Leistungsfaktor (siehe Laborübung)
    Anlasseinrichtungen Ständeranlasser
    • Anlasswiderstand
    • Anlasstrafo
    • Y/Δ - Anlassverfahren
    • KUSA - Schaltung
    • elektronische Sanftanlasser
      Läuferanlasser
    • dreistufiger Anlasswiderstand
    • Profilstabläufer

    Bauformen

    Die Asynchronmaschine unterscheidet sich durch verschiedene Arten von Läufern:

  • Kurzschlussläufermotor
  • Schleifringläufermotor
  • Rundstabläufer
  • Profilstabläufermotor
  • Reluktanzmotor

  • Polumschaltbare Motoren

    Die Drehfelddrehzahl (= Synchrondrehzahl nS) hängt von der Netzfrequenz f und der Polzahl (Zahl der Polpaare p) ab.

    Synchrondrehzahl oder Drehfelddrehzahl

    Daher gibt es zwei Möglichkeiten, die Drehzahl zu verstellen:

    1. durch Frequenzumrichter
    2. durch Wicklungen mit verschiedenen Polpaarzahlen

    Getrennte Wicklungen

    In einem Stator können mehrere Wicklungen mit verschiedenen Polzahlen untergebracht werden.

    Pol - Amplituden - Modulation (PAM)

    PAM bedeutet, dass durch unterschiedliches Verschalten einer Wicklung mit dem Netz verschiedene Drehzahlen erreicht werden können. Ein bekanntes Beispiel dafür ist die Dahlanderwicklung.

    Dahlander-Schaltung

    1. Je nach Version (Δ/YY oder Y/YY) unterscheidet sich die Stromaufnahme des Motors in beiden Drehzahlen.

      Für beide Geschwindigkeiten werden verschiedene Motorschutzschalter benötigt!

    2. Das Drehzahlverhältnis ist immer geradzahlig:

        langsam      1        3
                  ------ =  --- oder   oder ...
        schnell      2        6
      

    3. Trotz der Drehzahlverdoppelung erhöht sich die Leistung nur etwa um 30%. (PYY = 1,3.PD), weil die Durchflutung bei höherer Polzahl kleiner ist.

    Δ/YY - Schaltung

    		 M    1    
    		 --- = --- 
    		 MNYY   1   
    

    Dreieck-Dopelsternschaltung

    Y/YY - Schaltung

    		 MNY        3    
    		 -----   =  --- 
    		 MNYY       4  
    

    Stern-Doppelsternschaltung