Drehstrom-Asynchronmotor mit Polumschaltung

Allgemein

Begriff Erläuterung
Induktionsmaschine Das Ständerdrehfeld induziert ein Läuferfeld, das dem Drehfeld nacheilt.
Anlauf Mit zunehmender Rotordrehzahl sinkt
  1. die Läuferfrequenz ... f2
  2. 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 ...
      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