Verständnisproblem FU und Stromstärken

Diskutiere Verständnisproblem FU und Stromstärken im Elektro 1 Forum im Bereich Haustechnik; gut, Elektroantriebe dieser Größenordnung sind hier im Forum eher selten. Aber vielleicht kanns mir ja jemand erklären. Hintergrund ist, dass...

  1. #1 Manfred Abt, 25.01.2013
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    gut, Elektroantriebe dieser Größenordnung sind hier im Forum eher selten. Aber vielleicht kanns mir ja jemand erklären.

    Hintergrund ist, dass wir einem vorhandenen Elektromotor zur Drehzahlsteuerung einen Frequenzumformer vorschalten wollen.

    drei baugleiche Elektromotoren laufen bereits mit FU

    U = 380 V
    P1 = 81,5 kW, P2N = 75 kW
    Nennstrom I = 156 A

    Zur Klärung der notwendigen Größe des FU haben wir die Stromstärken an den drei anderen Motoren messen lassen.

    Ergebnis liegt jetzt vor:
    • gemessener Ströme am Schaltschrank, also vor FU und Motor liegt zwischen 154 und 175 Ampere
    • gemessene Ströme zwischen FU und Motor liegt zwischen 180 und und 195 A

    Ist das jetzt normal, dass die Stromstärke zwischen FU und Motor größer ist als vor dem FU?
     
  2. #2 the motz, 25.01.2013
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    Das kommt auch aufs meßgerät an, ob es mit der Taktfrequenz des Umformers zurechtkommt...

    Was sagt denn der FU über die Stromaufnahme?
     
  3. Atomar

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    Du Veränderst ja mit dem FU die Frequenz
    Der Motor besteht ja aus einer Spulen diese Frequenz anhängig

    Das Verhältnis von maximaler Spulenspannung und maximalem Spulenstrom beträgt bei sinusförmiger Anregung

    U/I=2xPixfxL

    Also verändert deine Frequenz auch den Spannung und den Strom der zu deinem Motor Fließt.
     
  4. vokono

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    So sieht es aus!Deswegen verwendet man FU's um das "Stromproblem" in den Griff zu bekommen!
    Was die Frage betrifft : Der FU entspricht nicht der Motorleistung
     
  5. #5 Pruefhammer, 25.01.2013
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    Hallo,
    Bitte mal ein wenig mehr Infos, so ist das schwer zu beurteilen: ich nehme an, dass es sich um 3Phasen Asynchronmotoren handelt, wo wurde der Strom gemessen: in jedem Außenleiter? Was ist P1 und P2N ? Gesamt(schein)leistungsaufnahme und Wirkleistungsaufnahme?
    Wie wurden die Ströme gemessen (welches Meßgerät), wurde auch cos(phi) gemessen?
    Einfache Vermutung obwohl ich die angegebenen Zahlen etwas merkwürdig finde: bei den niedrigen Meßwerten des Stroms vor dem FU ist cos(phi) fast 1, hinter dem FU weicht cos(phi) bedingt durch die Motorinduktivität deutlich von 1 ab, damit muss der Strom größer sein für gleiche Wirkleistung.
    Es gilt P=3xUxIxcos(phi), wobei phi die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung ist. Vor dem FU wünscht man cos(phi)=1 , also keine Blindströme, das ist Vorschrift des EVUs bzw. auch Wunsch des Betreibers, da bei großen Abnahmeleistungen die EVUs normalerweise auch Blindstrom berechnen.
    Hinter dem FU ist cos(phi) egal, da braucht nichts kompensiert zu werden. Bei den gemessenen Werten ergibt sich ein cos(phi) von etwa 0,85, das ist sicherlich nicht unrealistisch.
    Die Messung der Ströme nach dem FU ist mit Bedacht durchzuführen, hier gibt es einige Stolperfallen, während die meisten Meßgeräte auch mit den von 50Hz abweichenden Frequenzen noch zu recht kommen, gibt es insbesondere bei den vom Frequenzumrichter oft (bewußt) erzeugten Oberwellen Probleme, da hilft nur ein geeignetes Meßgerät.
    Ich hoffe, das war einigermaßen verständlich, wenn nicht nochmal fragen.
    Um den FU auzuwählen sind eigentlich nur die Motordaten relevant, wenn diese bekannt sind, kann man den FU dimensionieren. Die meisten Hersteller der Umrichter werden Dir aber auch sicher gern bei Nennung der Motordaten einen passenden Umrichter empfehlen.
    Falls noch Fragen offen sind, werden die sich hier sicherlich noch beantworten lassen.
     
  6. vokono

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    @Pruefhammer
    Klugscheißer:bef1003::bierchen:
    Ich hab es halt in einem einfachen Satz formulieren wollen.
     
  7. #7 Pruefhammer, 25.01.2013
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    entschuldige, ich wollte es nur möglichst verständlich machen, ich dachte Herr Abt hat es verdient, dass man es etwas ausführlicher erklärt, ich habe aber noch mit seinen Angaben Schwierigkeiten mit P1 und P2N, sowie Strom und Spannung, das passt m.E. nicht zusammen, vielleicht fällt da jemandem noch was zu sein, sonst warten wir auf mehr Infos von Herrn Abt.
     
  8. #8 the motz, 26.01.2013
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    Ja- eins hab ich noch: wenn möglich die bestehenden FU's unter volllast messen.
     
  9. Ludolf

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    P1 ist die aufgenommene elektrische Wirkleistung,
    PN ist die mechanische Wellenleistung, also das Produkt aus elektrischer Wirkleistung und Wirkungsgrad.

    Messungen am Frequenzumrichter mit herkömmlichen Meßgeräten (min. Cat III 1000V) taugen nur zum Vergleichswerte ermitteln,
    also Prüfung auf gleiche Werte in allen Phasen.

    Sowohl Netz- als auch Motorstrom werden aufgrund fehlender Sinusförmigkeit bzw. PWM mit 2-16kHz falsch gemessen.

    Die Anzeige am FU selbst ist zwar auch nicht genau, aber immer noch besser als die Messung mit ungeeigneten Geräten.

    Davon abgesehen bestimmt der Nennstrom des Motors die Größe des FUs,
    und selbstredend sind beim Betrieb mit FU noch die Ein oder Andere spezielle Vorschrift zu beachten.
     
  10. #10 Pruefhammer, 26.01.2013
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    Die abgegebene mechanische Leistung ist hier für die Dimensionierung des FU nicht relevant, entscheidend ist die aufgenommene elektrische Leistung.
    Die 81,5kW und die 156A bekomme ich aber nicht vernünftig zusammen.
     
  11. Ludolf

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    War nur als Erklärung gedacht...

    Deine Rechnung kann schon deswegen nicht passen, weil du mit falschen Werten rechnest...
     
  12. #12 Pruefhammer, 26.01.2013
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    was heisst falsche Werte, die stammen ja nicht von mir.
     
  13. Ludolf

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    Oh, 'tschuldige, ich dachte, die 156A waren gemessen.

    Aber was kriegst du da nicht vernünftig zusammen?
    Scheinleistung = 1,73 X 380V X 156A
    die Wirkleistung ist bekannt, ergibt cos Phi von 0,799

    Alles ok.
     
  14. #14 Pruefhammer, 26.01.2013
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    ja, ob die gemessen sind oder ob das Typschilddaten sind war mir auch nicht klar.
    Auf jeden Fall kann es so wie von Dir gerechnet hinkommen. Dann sind jetzt unter diesen Annahmen erstmal alle Unklarheiten beseitigt.
     
  15. #15 Manfred Abt, 27.01.2013
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    sorry, war meine letzte Handlung am Freitag im Büro und am WE bin ich dann doch recht selten hier.
    Werde versuchen die aufgelaufenen Fragen am Montag zu beantworten

    Danke schon mal
     
  16. R.B.

    R.B.

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    Die Messwerte sind zwar interessant, aber für die Dimensionierung eines FU nur bedingt brauchbar. Man dimensioniert nach dem was sein könnte, also wäre hier das Typenschild heranzuziehen.

    Gruß
    Ralf
     
  17. #17 Manfred Abt, 28.01.2013
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    So, etwas ausführlicher:

    • Es geht um eine Hochwasserpumpe, Test/Messung unter Volllast daher nicht möglich
    • Hintergrund ist, dass wir vier baugleiche Pumpen haben, davon bisher 3 mit FU ausgerüstet
    • Ziel war die Ausrüstung der vierten Pumpe mit FU
    • dazu wurde ein FU eingebaut, aber offenbar ein zu kleiner
    • im Probebetrieb war dann bei 40 Hz schluss, da Strombegrenzer des FU abgeregelt hat
    • ausführende Firma, Bauherr und Elektroplaner schieben sich den schwarzen Peter hin und her
    • und ich steh da als Betonkopp zwischen und versuch das ganze zu verstehen um wenigstens zu ahnen, wer noch Hausaufgaben zu machen hat
    • Was mich zur Weißglut bringt ist, dass alle irgendwelche Werte in den Raum werfen ohne eindeutig zu kennzeichnen, worauf sich der Wert bezieht. Einmal ist der Nennstrom gemeint, einmal ist der Kurzzeit-Spitzenstrom gemeint und keiner hält es für notwendig, mal mehr als "xxx A" aufs Papier zu bringen.


    Typenschild Pumpenmotor:
    • UN: 380 (Dreieck) V
    • P2N: 75 kW
    • P1: keine Daten eingestanzt

    Ergänzende Herstellerangabe:
    • UN: 380 (Dreieck) V
    • P2N: 75 kW
    • P1: 81,5 kW
    • I = 156 A


    Vor Ort:
    • Vorabsicherung Motorschutzschalter: 160 A
    • Typenschild vorhandene FU der drei baugleichen Motoren: 170 A
    • Stromanzeige FU-Display der drei baugleichen Pumpen: 176 A / 176,5 A / 178 A
    • gemessener Strom der drei baugleichen Pumpen vor FU: 161,8 A / 154,1 A / 175,8 A
    • gemessener Strom der drei baugleichen Pumpen zwischen FU und Motor: 180 A / 184,7 A / 193,8 A
    • offensichtlich zu kleiner FU: 75 kW, Dauer-Nennstrom 137 A, Kurzzeit-Nennstrom 150,7 A
     
  18. #18 Manfred Abt, 28.01.2013
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    kurz noch warum wir gemessen haben:

    • beim Abnahmetermin hat unser FU wie gesagt bei 40 Hz zugemacht
    • zur Diskussion standen 140 Ampere und 156,6 Ampere
    • dann hat man auf die Displays der FU der anderen drei Pumpen geschaut und dort einen Wert von 176 A abgelesen
    • daraus haben dann die E-Beteiligten geschlossen, dass dieser Wert bedeutet, dass man sich nicht auf die Herstellerangaben verlassen kann sondern dies durch Messung vor Ort prüfen muss
    • wenn ich das hier jetzt richtig verstanden habe ist es aber wohl völlig logisch, dass am Display des FU eine höhere Stromstärke angezeigt wird als zum Motor angegeben ist.
     
  19. R.B.

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    Unterstellen wir mal, dass die ausführende Firma strikt nach Planung vorgegangen ist, dann soll der Planer mit dem Hersteller des FU Rücksprache halten. Denen einfach ein Bild des Typenschilds schicken und den Effekt beschreiben. Denkbar wäre auch, dass der FU noch falsch parametriert ist, das sollte aber der Lieferant schnell beantworten können. Falls die anderen FU schon ein paar Jahre älter sind, wäre theoretisch denkbar, dass der Hersteller intern etwas verändert hat. Wäre nicht das erste Mal.

    Es sieht aber danach aus, dass die Dinger wohl ziemlich knapp dimensioniert sind. Das liegt im Verantwortungsbereich des Planers der hier ja sicherlich Vorgaben gemacht hat.

    Gruß
    Ralf
     
  20. #20 the motz, 28.01.2013
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    Wenn am Motor ein Nennstrom von 156A steht, der FU aber nur 137A kann, dann ist mmn schlicht der FU zu klein dimensioniert.

    Da sind alle Messungen ob vor oder nach FU hinfällig...
    Schon allein mal, da bei den bestehenden Umformern ja auch eine andere Leistung steht...

    Sowas sollte eigentlich schon beim Anschluß der Geräte auffallen, spätestens bei der Inbetriebnahme...
     
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