Niedrige Motordrehzahl: Schildkröte oder Hase

Niedrige Motordrehzahl: Schildkröte oder Hase

Manchmal muss ein Motor wie der schnelle Hase bei voller Drehzahl laufen.

Die typische, effizienteste Betriebsart der meisten Motoren ist der Betrieb bei voller Drehzahl. Es gibt jedoch Situationen, in denen die Kriechdrehzahl sinnvoller ist – wenn das langsame Tempo der Schildkröte besser zum Ziel führt.

Für den Betrieb bei Kriechdrehzahl sind verschiedene Aspekte zu berücksichtigen wie Stromversorgung des Motorabzweigs, Motortyp, Steuerungstyp usw.

Sowohl volle Drehzahl als auch Kriechdrehzahl können zur Erfüllung der alltäglichen Aufgaben einer Anwendung erforderlich sein. Und beide Methoden sollten auch verfügbar sein, damit der Motor den verschiedenen Anforderungen gerecht werden kann. Dauer und Häufigkeit der Nutzung der Kriechdrehzahl bestimmen, welche Methode am besten geeignet ist

Viele Anwendungen profitieren von der Anpassbarkeit der Drehzahl eines Prozesses im laufenden Betrieb. Dies kann erforderlich sein, um Vorgänge durchzuführen wie Positionierung, Überprüfung oder Anpassung der Ausrichtung, Überprüfung von Ausrüstung, etwa einer Bandsäge, oder Reduzierung der Drehzahl eines Lüfters.

Verschiedene Verfahren können eingesetzt werden, um die Kriechdrehzahl in Anwendungen zu regeln, etwa mithilfe eines Frequenzumrichters oder eines Softstarters zusätzlich zur herkömmlichen Drehzahlregelung über Getriebe.

Bei der Steuerung über Frequenzumrichter erfolgt die Drehzahlregelung über die am Motor anliegende Frequenz. Die Synchrondrehzahl des Motors ist eine Funktion der anliegenden Frequenz und der Anzahl der Pole am Motor. Das folgende Beispiel hilft Ihnen, die Frequenzanpassung zu verstehen:

N = 120F/P

N = Umdrehungen pro Minute(U/min)

F = Anliegende Frequenz

P = Anzahl der Motorpole

Lesen Sie unser Whitepaper Slow Speed Applications using a Soft Starter und erfahren Sie mehr!

Da sich die Anzahl der Pole eines Motors nicht ändert, wird über eine Änderung der Frequenz die Drehzahl des Motors geändert. Der Frequenzumrichter verfügt über die Fähigkeit, den Motor mit Kriechdrehzahl zu betreiben, während er, je nach Steuerung, gleichzeitig volles Drehmoment bereitstellen kann. Abhängig von der Motorisolation und dem Motortyp, kann er die Kriechdrehzahl nahezu unbegrenzt bereitstellen. Und das während einer präzisen Positionierung.

Ein Softstarter, wie der SMCTM-50, regelt die Motordrehzahl nicht über die Frequenz. Die meisten Softstarter verwenden ein Verfahren zum Auslassen von Halbwellen, um Kriechdrehzahl zu erreichen. Als nachteilig erweist sich hierbei jedoch der begrenzte Drehmomentbereich. Während diese Methode einen Betrieb mit fester Kriechdrehzahl ermöglicht, in der Regel in positive und negative Richtung, nutzt der SMC-50 ein anderes Verfahren.

Der SMC-50 bietet einen vollständig einstellbaren Kriechdrehzahlbereich von Nulldrehzahl bis 15 % Prozent in positive und negative Richtung. Das bedeutet bei einem Motor mit 1800 U/min eine Drehzahl von 270 U/min in Rückwärtsrichtung bis 270 U/min in Vorwärtsrichtung. Anstelle des Verfahrens zum Auslassen von Halbwellen erreicht der SMC-50 den Betrieb im Kriechdrehzahlbereich durch häufigeres Zünden der Thyristoren.

Diese Methode gestattet die Entwicklung eines weitaus höheren Drehmoments als das Verfahren zum Auslassen von Halbwellen und bietet gleichzeitig mehr Regelungsmöglichkeiten im Kriechdrehzahlbereich. Sie bietet einen Betrieb mit Kriechdrehzahl für die Dauer von Minuten, nicht von Stunden. Perfekt also für kürzere Betriebszeiten bei niedriger Drehzahl.

Konventionelle Verfahren zur Änderung der Drehrichtung eines Motors, ganz gleich ob im vollen Drehzahl- oder im Kriechdrehzahlbereich, beruhen auf dem Vertauschen von zwei Phasen eines Motors untereinander bzw. dem Einsatz eines Wendeschützes. Der SMC-50 kann einfach so programmiert werden, dass er im Kriechdrehzahlbereich ohne die Verwendung von Wendeschützen oder das Vertauschen von Leitungen die Drehrichtung wechselt.

Im Folgenden finden Sie Beispiele für die Verwendung der Kriechdrehzahl mit dem SMC-50:

  • Umkehr der Drehrichtung einer Pumpe – Zeit- und geldsparendes Beseitigen von Verstopfungen im Einlass einer Pumpe ohne die Notwendigkeit, jemanden für das Reinigen des Einlasses abstellen zu müssen.
  • Prüfung bei geringem Druck – Betrieb der Pumpe mit gerade so viel Druck, dass ausreichend Flüssigkeit zum Prüfen des Systems gefördert wird und dadurch Schäden, die durch vollen Pumpendruck verursacht werden könnten, vermieden werden.
  • Fräsanwendungen – Einstellen und Prüfen der Ausrichtung eines Sägeblatts bei Kriechdrehzahl.
  • Mahlanwendungen – Überprüfen eines Mahlgutbechers ohne Anhalten des Mahlvorgangs.
  • Grundlegende Positionierung – einer Einfüllöffnung an einem Tumbler zum Einfüllen eines Produkts. Mit Kriechdrehzahl kann die richtige Position für den Stopp oder die ausreichende Verlangsamung zum Abschließen des Prozesses ohne Halt angefahren werden.
  • Instandhaltung von Ausrüstung – Durchführung der Schmierung von Getrieben und mechanischen Komponenten bei Kriechdrehzahl.
  • Nutzung der Accu-StopTM-Funktion zum Abbremsen eines Motors von voller Drehzahl auf Kriechdrehzahl mit anschließendem Bremsvorgang zur einfachen Positionierung.

Die ausschlaggebende Frage im Zusammenhang mit Kriechdrehzahl kann über die Betriebsdauer beantwortet werden. Ist ein Kriechdrehzahlbetrieb über eine sehr lange Zeit, zum Beispiel für einen Lüfter, vorgesehen, ist ein Frequenzumrichter eine gute Wahl. Erfordert die Anwendung den unregelmäßigen Kriechdrehzahlbetrieb für die Dauer von Minuten, ist vielleicht der SMC-50 die beste Option.

Nicht jede Anwendung benötigt die volle Drehzahl. Manches Mal ist das Kriechtempo einer Schildkröte zielführender als das Renntempo eines Hasen. Beide zusammen sind in jedem Fall unschlagbar und jeder Aufgabe gewachsen.

Lesen Sie unser Whitepaper Slow Speed Applications using a Soft Starter und erfahren Sie mehr!

Bill Bernhardt
Veröffentlicht am November 13, 2017 von Bill Bernhardt, Senior Commercial Engineer, Rockwell Automation
  • Kontakt :

Blog

Lesen Sie hier die Rockwell Automation Blogs, geschrieben von unseren Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen sowie Gastautoren um Sie über technologieführende Themen zu IT und Automation zu informieren.