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Startseite/Elektrizität und Magnetismus/Asynchronmotor: Drehmoment-Drehzahl

Asynchronmotor: Drehmoment-Drehzahl

Schlupf, synchrone Drehzahl, Kippmoment, Anlaufstrom, Arbeitspunkt und Skizze der U/f-Steuerung.

Speisung und U/f

400 V
50 Hz
50 Hz
1 (4)

Ersatzschaltbild je Phase

0.55 Ω
0.45 Ω
3.2 Ω
32 N·m

Gemessene Größen

Synchrone Drehzahl1500rpm
Betriebsdrehzahl1475rpm
Schlupf s0.0167
Kippmoment134.1N·m
Schlupf bei Tmax0.140
Anlaufstrom68.9A
Angelegte Leiterspannung400.0V
Arbeitspunktstabil

Das ist ein näherungsweises stationäres Modell je Phase. Der ausführliche Magnetisierungszweig, Sättigung, Stromverdrängung im Hochstabläufer, thermische Grenzen, Umrichteroberschwingungen und der transiente Hochlauf fehlen.

Diagramme

Zum Modell

Asynchronmotor: das drehende Ständerfeld induziert Ströme im Läufer nur bei Schlupf. Die synchrone Drehzahl ist n_s = 120f/p, der Schlupf s = (n_s − n)/n_s. Das Drehmoment je Phase folgt T ∝ V_φ² (R₂′/s) / [(R₁ + R₂′/s)² + X_äqu²]. Auf der Kurve sind Anlaufmoment und -strom, das Kippmoment und der Arbeitspunkt bei gegebener Last markiert. Die U/f-Steuerung unterhalb der Grunddrehzahl senkt die Spannung mit der Frequenz, damit der Luftspaltfluss näherungsweise erhalten bleibt.

Für wen: Hochschule: elektrische Maschinen, elektrische Antriebe, Leistungselektronik.

Wichtige Begriffe

  • Asynchronmotor
  • Schlupf
  • synchrone Drehzahl
  • Kippmoment
  • Anlaufstrom
  • U/f-Steuerung

So funktioniert es

Die synchrone Drehzahl n_s = 120f/p und der Schlupf s = (n_s − n)/n_s erzeugen Läuferspannung und Drehmoment. Im vereinfachten Modell je Phase gilt T ≈ 3V_φ²(R₂′/s) / [ω_s((R₁ + R₂′/s)² + X_eq²)]: bei s = 1 sieht man Anlaufmoment und -strom, das Maximum ist das Kippmoment, der Schnitt mit dem Lastmoment der Arbeitspunkt. Die U/f-Steuerung senkt die Spannung mit der Frequenz, damit der Fluss näherungsweise erhalten bleibt.

Wichtige Gleichungen

n_s = 120f/p, s = (n_s − n)/n_s
T ≈ 3Vph²(R2′/s) / [ω_s((R1+R2′/s)² + Xeq²)]

Häufige Fragen

Warum braucht der Motor Schlupf?
Stimmt die Läuferdrehzahl genau mit der synchronen überein, schneiden die Stäbe das Feld nicht: Läuferspannung und Drehmoment sind null. Ein kleiner positiver Schlupf induziert Strom und liefert Drehmoment.
Was ist das Kippmoment?
Das Maximum des stationären Drehmoments auf der Kurve. Liegt das Lastmoment darüber, hält der Motor die Drehzahl nicht und bleibt stehen (oder beschleunigt erst, wenn sich die Bedingungen ändern).
Was leistet die U/f-Steuerung?
Unterhalb der Grunddrehzahl senkt man die Spannung proportional zur Frequenz, damit der Luftspaltfluss den Kern nicht sättigt. Das Kippmoment bleibt in diesem Bereich näherungsweise erhalten.