Übersicht
Mittels Finite-Differenzen-Zeitschrittverfahrens werden Drehmoment und Drehzahl als Funktion der Zeit und der Rotor-Startposition für mehrere Motoren berechnet und mit Messungen verglichen. Wenn das Gesamtdrehmoment infolge eines synchronen Satteldrehmomentes negativ wird, kann ein Motor trotzdem anlaufen, je nach Einschaltzeitpunkt und Rotor-Startposition. Beim schnellen Hochlauf reduziert sich die Häufigkeit des Hängenbleibens. Das Massenträgheitsmoment spielt keine spürbare Rolle, Keilriemen oder elastische Kupplungen erhöhen die Gefahr des Hängenbleibens wesentlich.
Die Eisensättigung kann sowohl eine Verkleinerung als auch Vergrößerung der synchronen Drehmomente bewirken. Bei voller Spannung nehmen diese meistens erheblich ab, beim γ/Δ-Anlauf sind sie jedoch oft noch voll vorhanden. Die Eisensättigung erzeugt zusätzlich starke Pendelmomente (mit 300 Hz im Stillstand) und bei Nutenzahlen |Z 1−Z 2|=4p neue Schleichdrehzahlen.
Die stationär und ohne Eisensättigung gemessenen oder berechneten synchronen Momente stellen nur ein erstes Kriterium für die Brauchbarkeit eines Motors dar.
Contents
A finite-difference-time-step method is used to calculate parasitic synchronous torques and crawl speeds as a function of time and of angular rotor position for several motors. The calculations are compared with measurements. In spite of a negative accelerating torque due to parasitic synchronous torques the motor may run up, depending on the switching instant and on the starting rotor position. However, with rapid running-up the probability of crawling or cogging is only decreased, but does not disappear.
Whereas V-belts or flexible couplings increase synchronous crawling considerably, the moment of intertia is of little influence. Iron saturation may increase or decrease synchronous crawling torques. While they mainly decrease with full supply voltage, they remain unreduced with star-delta starting. Iron saturation causes torque oscillations (with 300 Hz at standstill) and in case of |Z 1−Z 2|=4p additional crawl speeds.
Parasitic synchronous torques calculated for steady state and without iron saturation may be considered only as a basis for judging the usability of a motor.
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Abbreviations
- \(\hat M_{s,m} \) :
-
Synchrones Drehmoment, zeitlicher Mittelwert, Maximalwert bezüglichβ 2
- M α :
-
Asynchrones Drehmoment (zeitlicher Mittelwert, unabhängig vonβ 2)
- β 2 :
-
Rotorwinkel zur Zeitt=o. Fürβ 2=0 steht die 1. Rotormasche unter der Mitte der 1. Spulengruppe des 1. Stranges (siehe auch [15])
- t N2 :
-
Rotornutenteilung
- b :
-
Ordnungszahl für die Statoroberströme, Anzahl der Drehmomentperioden pro Rotornutenteilung
- Z 1,Z 2 :
-
Stator-bzw. Rotornutenzahl
- n s :
-
Synchrone Schleichdrehzahl
- s :
-
Schlupf
- f p :
-
Frequenz der synchronen Pendelmomente
- m :
-
Strangzahl
- y/τ:
-
Relative Spulenweite
- J :
-
Massenträgheitsmoment
- U n :
-
Nennspannung
Literatur
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Oberretl, K. Parasitäre synchrone Dreh- und Pendelmomente in Asynchronmotoren, Einfluß von Ausgleichsvorgängen und Eisensättigung. Archiv f. Elektrotechnik 77, 277–288 (1994). https://doi.org/10.1007/BF01577389
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF01577389