Nennleistung Typenschild Motor

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo Allerseits.
Ich habe einen Motortypenschild, darauf steht zum einen die Nennleistung von 4,0 kW und ein Cosinus phi von 0,88
Bei einer Leistungsmessung kam eine Leistung von von 2,6 kW (cosinus phi wird automatisch berechnet) heraus. Die Motoren sind absichtlich überdimensioniert.
Meine Frage: was genau ist die Nennlesitung? Die maximale Leistung die der Motor bringen könnte? Entspricht das der maximalen Scheinleistung ? Ist maximale Wirkleistung dann 4,0 kW * 0,88 = 3,52 kW?

Der Motor ist schon relativ alt und daher noch auf 380V ausgelegt, ist diese Überspannung nicht gefährlich?

Ein anderer Motor hat eine Nennlesitung von 0,75 kW und einen cosinus phi von 0,76, jedoch habe ich eine Leistung von durchschnittlich 1,kW gemessen. Kann das sein, wenn ja , wie kann das sein?
Das Leistungsmessgerät ist hochwertig.

Vielen Dank schonmal im voraus!

#2

Hallo,

die Nennleistung entspricht der Bemessungsleistung. Also die Leistung, für die der Motor ausgelegt ist.

Die Scheinleistung ist die zugeführte Leistung; Wirkleistung die nutzbare Leistung.

Die im Motor verbauten Spulen wirken als induktiver Blindwiderstand (Selbstinduktion, treibt Strom der Ursache entgegen -u = ΔΦ/Δt) und bewirken daher eine Phasenverschiebung des Stromes zur Spannung von φ = ca. 40° (Spannung eilt voraus).

Um eine Leistung von 4,0kW abzugeben, müssen 4,5kW zugeführt werden.
(Wirkleistung = Scheinleistung * cosφ)
Bei 400V müssen statt 6,56 A pro Strang also etwa 7,46A zugeführt werden.

Wurde der Motor unter Vollast gemessen oder in der Maschine, in der er eingesetzt wird?

Die deutschen 380V-Motoren vertragen die Umstellung auf 400V gut. Probleme könnte es beim Betrieb mit Frequenzumrichtern geben.

Für den 750W-Motor habe ich keine Erklärung. Ist das auch ein 380V-Motor? Durch die höhere Spannung fließt auch ein höherer Strom. Das Leistungsplus dürfte aber wesentlich geringer als 250W sein.

Welches Meßgerät verwendet ihr?

LG

#3

Hallo !

Die Angaben auf dem Typenschild eines Motors sind die Nennleistung,das bedeutet die mechanische Leistung an der Welle für Antriebszwecke.
Um die zu errreichen wird er z.T. deutlich mehr Leistung aus dem Netz aufnehmen müssen.

Der Unterschied zeigt sich durch die Faktoren Wirkungsgrad(Eta) und Leistungsfaktor(cos phi).

Ein Betrieb von „alten“ 380 V Motoren an 400 V ist i.d.R. unkritisch.
Außer bei hochbelasteten Motoren und Dauerbetrieb,da gibts dann Wärmeprobleme.

MfG
duck313

#4

Meine Frage: was genau ist die Nennlesitung?

Die an der Welle höchstens dauerhaft abnehmbare mechanische Leistung.
(Sofern eine „ED“ angegeben wird, eben nicht die Dauerleistung, sondern die Leistung gemäß ED. Zum Beispiel ED50%, 10min. Dann darf er maximal 10min laufen und muss dann 10min abkühlen). Zur Nennleistung gehören Nennbedingungen, so Umgebungstemperatur und Einsatzhöhe (dünne Luft, z.B. auf der Zugspitze, kühlt nicht so gut!).

Die maximale
Leistung die der Motor bringen könnte?

Nö, die ist deutlich höher. Ein 4kW Motor kann auch stärker belaastet werden, nur erhitzt er sich dabei solange, bis er defekt ist.

Entspricht das der
maximalen Scheinleistung ? Ist maximale Wirkleistung dann 4,0
kW * 0,88 = 3,52 kW?

Nein. Aus 4kW mechanisch muss man mit dem Wirkungsgrad (sagen wir mal 0,9) die aufgenommene Wirkleistung errechnen. Hier dann 4,44kW.
Und das durch den cos(phi) sind die 5,05kVA, die der Motor an Scheinleistungn aufnimmt.
Die enstprechen dann rund 7,3A Stromaufnahme.

Alles bei Nennlast!
Bei weniger Last zieht er auch weniger Strom.
Da die Induktivität der Wicklungen gleich bleibt, wird die induktive Blindleistung immer halbwegs konstant sein.

Ein unbelasteter Motor zieht also sehr wenig Wirkstrom, aber immer noch seinen Blindstrom. Der cos(phi) geht da sehr weit runter.

Ein überdimensionierter Motor belastet das Netz also mit unnötig viel Blindstrom und hat im unterbelasteten Betrieb einen recht schlechtenn Wirkungsgrad.

Der Motor ist schon relativ alt und daher noch auf 380V
ausgelegt, ist diese Überspannung nicht gefährlich?

Das ist unkritisch, wenngleich es zu einer etwa höheren thermischen Belastung führt.

Ein anderer Motor hat eine Nennlesitung von 0,75 kW und einen
cosinus phi von 0,76, jedoch habe ich eine Leistung von
durchschnittlich 1,kW gemessen. Kann das sein, wenn ja , wie
kann das sein?

kW oder kVA?

So ein kleiner Motor hat einen recht schlechten Wirkungsgrad.
Der wird wohl nur bei 0,8 liegen, aber ich habe hier im Urlaub keine Tabellen vorliegen.
Dann würde 1kW eine abgegebene Leistung an der Welle von 0,8kW bedueten. Das wäre eine ÜBERlastung.
Oder waren es doch kVA?

#5

Hallo,

Wurde der Motor unter Vollast gemessen oder in der Maschine,
in der er eingesetzt wird?

Ja, der Motor wurde unter Volllast gemessen.

Die deutschen 380V-Motoren vertragen die Umstellung auf 400V
gut. Probleme könnte es beim Betrieb mit Frequenzumrichtern
geben.

Für den 750W-Motor habe ich keine Erklärung. Ist das auch ein
380V-Motor? Durch die höhere Spannung fließt auch ein höherer
Strom. Das Leistungsplus dürfte aber wesentlich geringer als
250W sein.

Der ist auch auf 380 V ausgelegt. Ist das dann ein Zeichen dafür, dass er bald kaputt geht?

Welches Meßgerät verwendet ihr?

http://www.conrad.de/ce/de/product/125441/VOLTCRAFT-… Ein umgebautes Smart Meter

LG

Lg zurück und Danke!!

#6

Entspricht das der
maximalen Scheinleistung ? Ist maximale Wirkleistung dann 4,0
kW * 0,88 = 3,52 kW?

Nein. Aus 4kW mechanisch muss man mit dem Wirkungsgrad (sagen
wir mal 0,9) die aufgenommene Wirkleistung errechnen. Hier
dann 4,44kW.

Und das durch den cos(phi) sind die 5,05kVA, die der Motor an
Scheinleistungn aufnimmt.
Die enstprechen dann rund 7,3A Stromaufnahme.

Alles bei Nennlast!
Bei weniger Last zieht er auch weniger Strom.
Da die Induktivität der Wicklungen gleich bleibt, wird die
induktive Blindleistung immer halbwegs konstant sein.

Ein unbelasteter Motor zieht also sehr wenig Wirkstrom, aber
immer noch seinen Blindstrom. Der cos(phi) geht da sehr weit
runter.

Ein überdimensionierter Motor belastet das Netz also mit
unnötig viel Blindstrom und hat im unterbelasteten Betrieb
einen recht schlechtenn Wirkungsgrad.

Man hatte mir erklärt, dass die Motoren überdimensioniert sind, damit sie eben nicht so schnell heiß werden? Ein schlechter Wirkungsgrad führt doch zum Erwärmen der Bauteile?

Der Motor ist schon relativ alt und daher noch auf 380V
ausgelegt, ist diese Überspannung nicht gefährlich?

Das ist unkritisch, wenngleich es zu einer etwa höheren
thermischen Belastung führt.

Ein anderer Motor hat eine Nennlesitung von 0,75 kW und einen
cosinus phi von 0,76, jedoch habe ich eine Leistung von
durchschnittlich 1,kW gemessen. Kann das sein, wenn ja , wie
kann das sein?

kW oder kVA?

So ein kleiner Motor hat einen recht schlechten Wirkungsgrad.
Der wird wohl nur bei 0,8 liegen, aber ich habe hier im Urlaub
keine Tabellen vorliegen.
Dann würde 1kW eine abgegebene Leistung an der Welle von 0,8kW
bedueten. Das wäre eine ÜBERlastung.
Oder waren es doch kVA?

Ich dachte VA=W, ist das nicht das Gleiche?
Aber ich hab nochmal geschaut und es steht kW drauf.
Verstehe ich das richtig, dass wenn die gemessene Leistung höher ist, als die Nennlesitung, das dann nicht zwangsläufig heißt, dass der Motor überlastet ist. Wenn also ein Teil der Energie dafür drauf geht, dass sich der Motor erwärmt?
Habe zum Beispiel noch einen Motor mit einer Nennlesitung von 5500kW und cos(phi) von 0,89, die gemessenen durchschnittliche Leistung beträgt 6,1kW.
So, wenn der Motor jetzt nen Wirkungsgrad von 0,9 hätte, wäre er nicht überlastet, da 6,1kW * 0,9 = 5,49 kW??
Sorry, ich habe kaum Ahnung von dem ganzen Gedöns… Versuche das gerade alles zu verstehen.
Danke schonmal für die ganzen Antworten!!

#7

Elektrische Leistung setzt sich aus dem Produkt von Volt und Ampere zusammen.

Man gibt Scheinleistung in Voltampere (VA) an, was rechnerisch dem Watt entspricht.

Die Leistungsaufnahme Ohmscher Verbraucher (zB Glühlampen) läßt sich über das Produkt von Spannung und Strom errechnen.

Nicht-Ohmsche Verbraucher wie Motoren verursachen eine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom. Die (im Idealfall) sinusförmigen Verläufe haben dann nicht mehr denselben Nulldurchgang.

Deshalb muß der Phasenverschiebungsfaktor cosφ mit eingerechnet werden. φ (Phi) gibt den Winkel der Phasenverschiebung an.
Bei 0° Verschiebung ist cosφ = 1. Scheinleistung = Wirkleistung.
Bei 90° Verschiebung (cosφ = 0) nimmt das Gerät zwar Strom auf, es wird aber keine nutzbare Leistung umgesetzt. In der Praxis kommt dies aber nicht vor. (Stichwort Ideale Spule bzw. Idealer Kondensator)

Der cosφ ist nicht der Wirkungsgrad.

Berechnungsbeispiel:
Dein Motor hat

  • 5500W
  • 400V
  • cosφ 0,89
  • Wirkungsgrad 0,95

P = U * I * cosφ

=> I = P / (U * cosφ)
I = 5500W / 400V / 0,89
I = 15,5A Gesamtstromaufnahme : 1,73 (Verkettungsfaktor Wurzel 3)
I = 8,93A Strangstrom.

cosφ = Wirkleistung § / Schein leistung (S)

=> S = P / cosφ

Der Motor nimmt scheinbar 5500W / 0,89 = 6179 W (ca 10A pro Strang) auf. Diese zusätzlichen 679W werden Blindleistung; die zusätzlichen 1,1A Blindstrom genannt. Blind, weil sie die Leitung mehr belasten.

Der Wirkungsgrad wird mit der Nennleistung multipliziert:
P = 5500W * 0,95 = 5225W. Dies sind Reibungsverluste, Wärmeverluste usw.

Weiterführende Infos bei Wikipedia, Stichworte
http://de.wikipedia.org/wiki/Blindstromkompensation
http://de.wikipedia.org/wiki/Scheinleistung
http://de.wikipedia.org/wiki/Komplexe_Wechselstromre…
http://de.wikipedia.org/wiki/Leistungsfaktor

Wechselstromtechnik ist ein faszinierendes Thema; gibt auch unzählige gute Bücher drüber.

LG

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#8

Vielen Dank für die ausführliche Erklärung!!! =)
Ich muss sagen, dass mich das Thema auch sehr interessiert.
Auch wenn ich bis jetzt einfach viiiiel zu wenig Plan hab :wink:
Kannst Du mir die Frage vielleicht auch noch beantworten??

Habe zum Beispiel noch einen Motor mit einer Nennlesitung von 5500kW und cos(phi) von 0,89, die gemessenen durchschnittliche Leistung beträgt 6,1kW.

So, wenn der Motor jetzt nen Wirkungsgrad von 0,9 hätte, wäre er nicht überlastet, da 6,1kW * 0,9 = 5,49 kW??

Vielen, vielen Dank für die Hilfe!!!

#9

Nein, weil der Wirkungsgrad von der Nennleistung, also den 5,5kW abgerechnet wird.

Die gemessene Leistung ist die Scheinleistung, nicht die tatsächliche Wirkleistung.

Die Werte sind hier fast gleich, deshalb kommst du viell. durcheinander:

Der Wirkungsgrad bezieht sich auf die Wirkleistung und gibt an, wieviel ich von der reingesteckten Wirk energie herausbekomme.

Der cos Phi gibt die Phasenverschiebung zw. Spannung und Strom an.
Je größer die Verschiebung, desto größer die Blindenergie.
Blindenergie ist die Energie, die ich aufwenden muß, um die Wirkenergie zum Wirken zu bringen.

Eine Glühlampe zB (Ohmscher Verbraucher) hat einen cosPhi von 1 und einen Wirkungsgrad von etwa 5%. Der Rest wird in Wärme umgewandelt.
Der Hauptzweck einer Glühlampe ist das Licht (5%); die Wärme (95%) ist nicht sinnvoll nutzbar.

Ein paar pfiffige Leute haben sich aber den HeatBall ausgedacht (als Protest gegen die Abschaffung der Glühlampe). Die EU fand das allerdings nicht so lustig und hat den Import bzw. Vertrieb unterbunden…

Ich hab da mal was aufgezeichnet:
http://img26.imageshack.us/img26/4256/cosphi.png

LG

#10

Ohh wow, vielen Dank. Du machst Dir ja voll viel Mühe, unglaublich!!
Also die Phasenverschiebung verstehe ich im Prinzip schon… Das ist wie mit dem Bier und dem Schaum :wink:

Nur hast Du folgendes in deiner 1. Antwort geschrieben, was mich zu der Rechnung verleitet hat :wink::
Ich:
Ein anderer Motor hat eine Nennlesitung von 0,75 kW und einen
cosinus phi von 0,76, jedoch habe ich eine Leistung von
durchschnittlich 1,kW gemessen. Kann das sein, wenn ja , wie
kann das sein?
Du:
kW oder kVA?
So ein kleiner Motor hat einen recht schlechten Wirkungsgrad.
Der wird wohl nur bei 0,8 liegen, aber ich habe hier im Urlaub keine Tabellen vorliegen.
Dann würde 1kW eine abgegebene Leistung an der Welle von 0,8kW bedueten. Das wäre eine ÜBERlastung.
Oder waren es doch kVA?
Da rechnest Du auch von meinem gemessenen Wert (1kw) den Wirkungsgrad runter…
Fakt ist ja, das mein Motor 1kw verbraucht (trotz Nennleistung von 0,75kW) Mein Meßgerät berechnet cos phi automatisch, also ist die gemessene Leistung ja die Wirkleistung nicht die Scheinleistung, hätte ich jetzt gedacht.
Und was heißen die bedie Beispiele von mir? Deuten sie dann darauf hin, dass die Motoren bald kaputt gehen?
Hab ein schlechtes Gewissen, du solltest doch lieber deinen Urlaub genießen!! :wink:

#11

Nö, der Text kam von xstrom.

Die ƞ = 0,8 hat er - weil in Ermangelung von Tabellen - angenommen.

Wenn der Motor nun diesen Wirkungsgrad hätte und 1kW Wirk leistung (also der cosphi von der gemessenen Leistung schon weggerechnet) aufnehmen würde, wären es 800 W an der Motorwelle. Dann wäre er überlastet. (um teuflische 6,66%) :smile:

Es kommt nun darauf an, worauf sich die Nennleistung bezieht. DIe Leistungsaufnahme oder die abgegebene Leistung an der Welle.

Leistungsaufnahme 750W
750W / 0,76 = 986W
Das heißt der 750W-Motor nimmt scheinbar 986 W auf.
Abgeben an der Welle würde er 600W.

Bei 750W an der Welle müßte er 750W/0,8 - also 937W Wirk leistung aufnehmen. Bei einem cosPhi von 0,76 wäre die Scheinbare Leistung 937W / 0,76 = 1233 VA.

Wird ein Motor höher belastet zB bei einem Aufzug, so steigt seine Stromaufnahme.

Strom bewirkt bei einem Widerstand einen Spannungsabfall (Ohmsches Gesetz).

Spannungsabfall = Wärme.

Zuviel Wärme schadet der Lack-Isolierung der Spulendrähte. Dh. irgendwann riecht es unangenehm und der Motor haucht sein Leben aus.

Um das zu verhindern, werden Motorschutzschalter bzw. -relais davorgeschaltet. Diese erkennen den Überstrom und schalten ab, um den Motor zu schützen.
MS-Relais schalten nicht selbst ab, sondern veranlassen die Steuerung, das Motorschütz abzuschalten.

Asynchronmotoren vertragen eine kurzzeitige Überlastung. Das macht sie zu den Arbeitspferden. Billig, wartungsarm, robust.

Habe zwar auch Urlaub, aber wirklich frei hab ich auch nicht…:smile:

#12

Der Motor ist schon relativ alt und daher noch auf 380V
ausgelegt, ist diese Überspannung nicht gefährlich?

Hi!

Nein, da brauchst Du Dir keine Sorgen zu machen,
ich hab auch noch so einen alten Motor,
an meinem Kompressor.
Der ist von 1941, damals mit Dreieck- Schaltung angeschlossen,
und läuft nun mit Sternschaltung und 400V. Seit 16 Jahren.

Ich hatte letztens auch einen Elektriker da, zum E-Check,
gewerblich, den Kompressor hätte er eigentlich nicht unbedingt prüfen MÜSSEN,
ich hab dem dann aber trotzdem gesagt, er soll sich des Teil mal ansehen, ob er das so in Ordnung findet, und mal durchmessen.
Der hat dann irgendwas daran gemessen, die Stromaufnahme gemessen, mir gesagt, dass der Motorschutzschalter defekt ist,
aber ansonsten wäre alles in Ordnung.
Es gäbe keinen Grund,den Motor zu erneuern.

Auch könntest Du mal nachsehen, ob der Motor ev. Schmiernippel für die Lager hat.
Bei meinem ist das so, und der bekommt alle halbe Jahr eine kleine Ladung neues Schmierfett,
sonst wäre der warscheinlich nicht so alt geworden.

Grüße, E !

#13

Korrektur
So ists richtig:
http://img233.imageshack.us/img233/4256/cosphi.png

#14

Vielen, vielen Dank!!! Das war mir eine riesengroße Hilfe!!!

#15

Nö, der Text kam von xstrom.

Die ƞ = 0,8 hat er - weil in Ermangelung von Tabellen -
angenommen.

Wenn der Motor nun diesen Wirkungsgrad hätte und 1kW Wirk
leistung (also der cosphi von der gemessenen Leistung
schon weggerechnet) aufnehmen würde, wären es 800 W an der
Motorwelle. Dann wäre er überlastet. (um teuflische 6,66%) :smile:

Hallo :smile:
Da bin ich nochmal :smile:
Ich hatte ja geschrieben, dass mein Messgerät den Cos(phi) automatisch berechnet… Aber irgendwie ignorieren das alle, oder (und davor habe ich gerade Angst) ich verchecke mal wieder was.
Ich habe 1,32 Wirkleistung gemessen, du schreibst jetzt 1kw…
Meine Frage: Muss der Cosinus (phi) tatsächlich zweimal abgezogen werden??
Viele Grüße und weiter einen schönen Urlaub!

#16

Hehe hab schon gesehn…:smile:

Wie Hans dir weiter oben schon schrieb, es ist einfacher, den Strom zu messen. Weil der steht auf dem Typenschild.

Meine Frage: Muss der Cosinus (phi) tatsächlich zweimal abgezogen werden??

Jetzt nochmal nach Lehrbuch:smile:

Bsp: 5,5kW; 400V; 10,7A; cosφ 0,88; Drehzahl 1450 min-1

Scheinleistung:

P = 1,73 \* U \* I \* cosφ
 = 1,73 \* 400V \* 10,7A \* 0,88
 = 6520VA

Wirkungsgrad:

ƞ = P<sub>ab</sub> : P<sub>zu</sub>
 = 5500W : 6520VA
 = 0,84

Spaßeshalber noch das Drehmoment:

M = P<sub>ab</sub> : (2 π n)
 = 5500W : (2π 1450/60 s<sup>-1</sup>)
 = 36Nm

Einheiten:

[W] = \frac{kg * m^2}{s^3}

[Nm] = \frac{kg * m^2}{s^2}

Beschäftigt dich das beruflich (als Textil- u. Bekleidungstechnik Studentin?) oder aus persönlichem Interesse?

LG

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#17

Hey kraftstromer.

Ich habe heute meine Diplomarbeit abgegeben, in welcher dieses Thema unter anderem behandelt wurde… War vorher nicht so geplant, aber wenn ich was anfange, soll das auch halbwegs vernüftig sein und verstehen will ich auch, was ich da mache :smile:
Mein Interesse wurde geweckt, aber primär war es eher „beruflicher Natur“. Vielen Dank für die Hilfe!!!
Viele Grüße.