Motoren und Antriebstechnik
Beim Motor gehören elektrische Versorgung und mechanische Aufgabe zusammen. Drehfeld, Drehmoment, Schlupf und Anlaufstrom erklären unterschiedliche Seiten dieses Zusammenspiels. Die Begriffe helfen beim Lesen von Typenschildern und Prinzipdarstellungen.
Stern-Dreieck-Anlauf und Dahlander-Polumschaltung sind unterschiedliche Verfahren. Auch ein Frequenzumrichter erfüllt andere Aufgaben als eine reine Anlaufschaltung. Konkrete Wicklungen, Klemmen und Schutzwerte werden immer anhand der passenden Geräteunterlagen beurteilt.
So hängen die Begriffe zusammen
Drehstrom, Motorverhalten und unterschiedliche Anlauf- und Steuerverfahren. Die Kurzdefinition hilft beim schnellen Nachschlagen. Öffnen Sie einen Eintrag für Beispiel, wichtige Abgrenzungen und passende Verweise. Verwandte Begriffe führen innerhalb des Lexikons weiter.
Ausführliche Anwendungen finden Sie in den verlinkten Fachbeiträgen. Das Lexikon erklärt die Bedeutung der Wörter und ersetzt weder Produktunterlagen noch die Beurteilung einer konkreten Anlage.
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11 Begriffe gefunden
A
AnlaufstromAnlaufstrom bezeichnet den beim Start einer Maschine auftretenden Stromverlauf. Er kann sich wesentlich vom normalen Betriebsstrom unterscheiden.
Startverfahren, Motor und angeschlossene Last beeinflussen Höhe und Dauer. Einschaltströme elektronischer Geräte beruhen teilweise auf anderen Vorgängen und sind gesondert zu betrachten.
Beispiel
Ein Starter muss Lastanforderung, zulässige Netzbeanspruchung und Schutzkoordination berücksichtigen.
Wichtig zu unterscheiden
Ein kurzzeitiger hoher Strom ist nicht automatisch ein Kurzschluss. Umgekehrt darf ein zu langer oder unpassender Anlauf nicht pauschal als normal gelten.
AsynchronmotorEin Asynchronmotor erzeugt sein Drehmoment durch die Wechselwirkung zwischen einem rotierenden Feld und im Rotor induzierten Strömen.
Im normalen motorischen Betrieb läuft der Rotor mit einer anderen Drehzahl als das zugehörige synchrone Feld. Diese Differenz wird durch den Schlupf beschrieben.
Beispiel
Mit höherer Last verändert sich innerhalb des Betriebsbereichs der erforderliche Schlupf.
Wichtig zu unterscheiden
Die Nenndrehzahl ist deshalb nicht einfach die synchrone Felddrehzahl. Motortyp, Versorgung und Betriebsgrenzen müssen berücksichtigt werden.
D
Dahlander-SchaltungEine Dahlander-Schaltung verändert durch eine dafür ausgelegte Wicklungsanordnung die Polzahl einer Asynchronmaschine und damit ihre Drehzahlstufe.
Sie nutzt ein anderes Prinzip als eine reine Anlaufumschaltung. Konkrete Wicklungsvariante, Bemessungen und Schaltfolge folgen den Motorunterlagen.
Beispiel
Ein geeigneter Dahlander-Motor kann zwei dafür vorgesehene Drehzahlstufen besitzen.
Wichtig zu unterscheiden
Ein beliebiger Stern-Dreieck-Plan ist kein Dahlander-Anschlussplan. Auch ähnlich aussehende Klemmenzahlen beweisen keine identische Wicklung.
DrehfeldEin Drehfeld ist ein räumlich rotierendes magnetisches Feld. Geeignete mehrphasige Wicklungen können es durch zeitlich versetzte Ströme erzeugen.
Das Prinzip ermöglicht den Betrieb vieler Wechselstrommotoren. Feldrichtung und Drehzahl hängen vom Versorgungssystem und dem jeweiligen Maschinenaufbau ab.
Beispiel
Die Phasenfolge einer dreiphasigen Versorgung kann die Feldrichtung einer entsprechend angeschlossenen Maschine beeinflussen.
Wichtig zu unterscheiden
Die Anzeige eines Drehfeldprüfers beschreibt die elektrische Anschlussfolge. Die reale mechanische Drehrichtung ist zusätzlich im passenden Verfahren zu beurteilen.
DrehmomentDrehmoment beschreibt die Drehwirkung einer Kraft um eine Achse. Seine Einheit ist Newtonmeter.
Bei rotierender Bewegung hängen mechanische Leistung, Drehmoment und Winkelgeschwindigkeit zusammen: P = M · ω. Die Anforderung einer Last kann sich beim Anlauf stark vom Dauerbetrieb unterscheiden.
Beispiel
Ein Antrieb muss das erforderliche Lastmoment während des vorgesehenen Hochlaufs aufbringen können.
Wichtig zu unterscheiden
Hohe elektrische Anschlussleistung allein beweist keinen passenden Anlauf. Übersetzung, Drehzahlbereich und Lastverlauf gehören zur Auswahl.
DrehstromEin symmetrisches Drehstromsystem besteht aus drei sinusförmigen Wechselgrößen gleicher Frequenz mit jeweils 120° Versatz.
Spannung zwischen Außenleitern und Spannung gegen den Neutralpunkt sind zu unterscheiden. Im idealen symmetrischen Sternsystem besteht die √3-Beziehung der Spannungen.
Beispiel
Im benannten 230/400-V-Beispiel liegen rund 230 V zwischen Außenleiter und N sowie rund 400 V zwischen Außenleitern.
Wichtig zu unterscheiden
Nicht jeder Verbraucher benötigt N, und nicht jeder Motor verträgt jede Verschaltung an dieser Versorgung. Die tatsächlichen Gerätedaten sind entscheidend.
F
FrequenzumrichterEin Frequenzumrichter erzeugt eine für den vorgesehenen Antrieb steuerbare elektrische Ausgangsversorgung mit veränderbarer Frequenz und weiteren geregelten Eigenschaften.
Er kann Motordrehzahl und Betriebsverhalten beeinflussen. Motorfreigabe, EMV, Schutzmaßnahmen, Leitungsführung und Herstelleranforderungen müssen berücksichtigt werden.
Beispiel
Ein geeigneter Antrieb kann seine Drehzahl an den Prozess anpassen, statt nur zwischen festen Schaltstufen zu wechseln.
Wichtig zu unterscheiden
Ausgangssignale sind nicht einfach die unveränderte Netzsinusspannung. Gespeicherte Energie kann nach dem Ausschalten weiterhin relevant sein.
M
MotorschutzMotorschutz umfasst geeignete Maßnahmen zum Schutz eines Motors gegen festgelegte unzulässige Betriebsbeanspruchungen.
Je nach Konzept werden Strom, Temperatur oder weitere Zustände überwacht. Kurzschlussschutz und Überlastschutz können unterschiedliche Geräte oder Funktionen benötigen.
Beispiel
Ein Überlastrelais kann über einen Steuerkontakt das zugehörige Schütz abschalten.
Wichtig zu unterscheiden
Eine Einstellung folgt nicht pauschal nur aus dem Namen der Schaltung. Einbauort, Motorbemessung und Herstellerkoordination sind maßgeblich.
S
SchlupfSchlupf beschreibt die relative Drehzahldifferenz zwischen dem synchronen Drehfeld und dem Rotor einer Asynchronmaschine.
Für die übliche motorische Betrachtung wird s = (ns − n)/ns verwendet. Last und Betriebszustand beeinflussen den tatsächlichen Wert.
Beispiel
Ein Rotor mit 1440 min⁻¹ bei einer angenommenen synchronen Drehzahl von 1500 min⁻¹ hat rechnerisch 4 % Schlupf.
Wichtig zu unterscheiden
Schlupf ist kein mechanisches Durchrutschen eines Riemens. Die Formel und Vorzeichen beziehen sich auf den betrachteten Maschinenbetrieb.
Stern- und DreieckschaltungStern und Dreieck sind unterschiedliche Verbindungen dreier Verbraucherzweige in einem mehrphasigen System.
Beim Stern treffen die Zweige an einem gemeinsamen Punkt zusammen. Beim Dreieck liegen sie zwischen den Außenleitern. Dadurch unterscheiden sich die Zweigspannungen bei derselben Außenleiterspannung.
Beispiel
Im idealen symmetrischen Fall erhält jeder Sternzweig ULL/√3, ein Dreieckzweig dagegen ULL.
Wichtig zu unterscheiden
Die Begriffe bestimmen keinen beliebigen Motorklemmenplan. Typenschild und Herstellerunterlagen entscheiden über zulässige Verschaltung.
Stern-Dreieck-AnlaufBeim Stern-Dreieck-Anlauf startet ein dafür geeigneter Motor zunächst in Stern und läuft anschließend in der vorgesehenen Dreieckverbindung.
Motorbemessung, zugängliche Wicklungsenden, Lastmoment und Umschaltablauf müssen passen. Gegenüber dem passenden Direktanlauf sinkt nicht nur der Anlaufstrom, sondern auch das verfügbare Anlaufmoment.
Beispiel
Ein geeigneter Starter verriegelt die unzulässige gleichzeitige Stern- und Dreieckschaltung.
Wichtig zu unterscheiden
Kein Verfahren für jeden Motor mit sechs Klemmen. Feste Umschaltsekunden oder pauschale Motorschutzeinstellungen lassen sich daraus nicht ableiten.
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