Kennlinie einer ASM verstehen: Wie ließt man diese Linie genau?

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo zusammen,

ich beschäftige mich gerade mit der Kennlinie einer Asynchronmaschine (ASM), bin mir aber noch nicht sicher, ob ich das alles richtig verstanden habe. Ich hab also einige Fragen zusammengestellt und würde mich freuen, wenn diese jemand beantwort. Vielen Dank!

Hier direkt eine Grafik, die die Kennlinie der ASM (schwarz) zeigt:

image
image538×720 53.3 KB

Fragen:

  1. Die grüne Linie soll die Lastkennlinie eines Hubwagens darstellen.
    Die Antriebskennlinie der ASM und die Lastkennlinie schneiden sich
    in zwei Betriebspunkten (blaue Kreise). Heißt das, dass nur in
    diesen Punkten kein Moment auf den Hubwagen wirkt, sonst aber immer
    ein Moment, das dem Abstand zwischen den beiden Kennlinien
    entspricht (blaue Pfeile)?
  2. Die durchgezogene rote Linie soll die Lastkennlinie eines anderen
    Hubwagens darstellen. In dieser Situation ist die Auslegung von
    Hubwagen und ASM wohl schlecht, da so ein absorbierender Zustand
    (roter Kreis) entsteht. Dieser Betriebspunkt ist zwar stabil und
    wird erreicht, allerdings kann die Abwärtsbewegung nicht elektrisch
    gebremst werden (sondern nur mechanisch). Warum ist das so?
  3. Gesetzt, dass die Aussage im ersten Punkt stimmt, dann wäre das
    größte Moment, das auf den Hubwagen wirken kann, der gelbe Pfeil,
    richtig? Wäre diese Situation unabhängig von der Lastkennlinie des
    Hubwerks immer an dieser Stelle? Das würde stimmen, wenn es keine
    Lastkennlinien gäbe, die (wie die rote gestrichelte Linie) durch den
    zweiten und dritten Quadraten geht. Ist das so?
  4. Als letztes gibt es noch sogenannte Synchronpunkte (orangene
    Kreise). Warum heißen die so?

Das wars erstmal. Danke und viele Grüße!
Juli

#2

Hallo!

Fangen wir hinten an:

Du hast einen Asynchonmotor. Der schöpft seine Kraft aus der Differenz der Drehzahl und der Netzfrequenz1. Ohne Last (M=0) dreht er hoch, bis er synchon zur Netzfrequenz läuft. Die schwarzen Linien stehen für die Netzfrequenz, bzw genauer, für deren Winkelgeschwindigkeit.

Sagen wir mal so: Das Moment des Motors gleicht das durch die Schwerkraft hervorgerufene Moment aus. Unter’m Strich führt das zu einer konstanten Bewegung. Man kann sagen, daß da insgesamt kein Moment wirkt, aber das darf man nicht missverstehen.

Du erkennst hier auch: Der obere grüne Kreis liegt unter der schwarzen Linie, der Motor läuft langsamer als mit Netzfrequenz, weil er eben arbeiten muß. Der untere Kreis liegt auch unter der schwarzen Linie, heißt in dem Fall, der Motor, der hier eh „abwärts“ betrieben wird, läuft schneller, weil er von der Last getrieben wird, und wirkt selbst abbremsend.

Naja, der rote Kreis besagt erstmal nur, daß es bei gewollter Abwärtsbewegung (d.h. auch der Motor wird „abwärts“ betrieben) schneller abwärts geht, als bei dem leichten Hubwagen mit der grünen Linie. Bei der Aufwärtsbewegung ist es ähnlich, mit dem schweren Hubwagen geht das nicht ganz so schnell.

Die Krux ist hier der Schnittpunkt rechts unterhalb der 50Nm. (Den gibt es bei der grünen Linie nicht) Wenn der Hubwagen in einer ausreichend schnellen Abwärtsbewegung ist, kann der „aufwärts“ betriebene Motor ihn nicht abfangen, da sein Moment dazu zu klein (links der roten Linie) ist. Man braucht eine mechanische Bremse, um die Geschwindigkeit auf einen Wert über diesem Schnittpunkt abzusenken, dann reicht das Moment des Motors wieder, um den Wagen nach oben zu beschleunigen.

1) Statt 50Hz Netzfrequenz könnte das natürlich auch was anderes sein. Und wenn der Motor mehr Pole hat, läuft er auch mit ner anderen Geschwindigkeit. Aber das sollte klar sein.

#3

Super, vielen Dank für die ausführliche Antwort!