Welchen Strom nimmt der Motor beim Anlauf und Betrieb aus dem Netz auf?

Der Pass des Elektromotors zeigt den Strom bei Nennlast der Welle. Wenn beispielsweise 13,8 / 8 A angezeigt wird, bedeutet dies, dass bei Anschluss des Motors an das 220-V-Netz und bei Nennlast der aus dem Netz aufgenommene Strom 13,8 A beträgt. Bei Anschluss an das 380-V-Netz Strom werden 8 A verbraucht, das heißt, es gilt die Kräftegleichheit: √3 x 380 x 8 = √3 x 220 x 13,8.

Wenn Sie die Nennleistung des Motors kennen (aus dem Reisepass), können Sie dessen Nennstrom bestimmen. Wenn der Motor an ein 380-V-Drehstromnetz angeschlossen ist, kann der Nennstrom nach folgender Formel berechnet werden:

Азn = Пн /(√3Un x η x соsφ),

wobei Pn die Motornennleistung in kW ist, Un die Netzspannung in kV (0,38 kV). Effizienz (η) und Leistungsfaktor (сosφ) – Motorleistungswerte, die auf einem Schild in Form einer Metallplatte geschrieben sind. Siehe auch - Welche Passdaten sind auf dem Schild eines Asynchronmotors angegeben?.

Reis. 1. Reisepass des Elektromotors. Nennleistung 1,5 kV, Nennstrom bei 380 V – 3,4 A.

Wenn der Wirkungsgrad und der Leistungsfaktor des Motors nicht bekannt sind, beispielsweise weil kein Motortypenschild vorhanden ist, kann sein Nennstrom mit einem kleinen Fehler aus dem Verhältnis „zwei Ampere pro Kilowatt“ ermittelt werden, d. h. Wenn die Nennleistung des Motors 10 kW beträgt, beträgt der von ihm verbrauchte Strom ungefähr 20 A.

Für den in der Abbildung angegebenen Motor ist dieses Verhältnis ebenfalls erfüllt (3,4 A ≈ 2 x 1,5). Genauere Stromwerte mit diesem Verhältnis erhält man bei einer Motorleistung von 3 kW.

Im Leerlauf des Motors wird ein geringer Strom aus dem Netz verbraucht (Leerlaufstrom). Mit steigender Belastung steigt auch der Stromverbrauch. Mit zunehmendem Strom nimmt die Erwärmung der Wicklungen zu. Eine große Überlastung führt dazu, dass der erhöhte Strom zu einer Überhitzung der Motorwicklungen führt und die Gefahr einer Verkohlung der Isolierung (Durchbrennen des Elektromotors) besteht.

Beim Starten aus dem Netz verbraucht der Elektromotor den sogenannten Anlaufstrom, der 3- bis 8-mal höher sein kann als der Nennstrom. Die Art der aktuellen Änderung ist in der Grafik dargestellt (Abb. 2, a).

Reis. 2. Die Art der Änderung des vom Motor aus dem Netz aufgenommenen Stroms (a) und die Auswirkung des großen Stroms auf die Spannungsschwankungen im Netz (b)

Der genaue Wert des Anlaufstroms für einen bestimmten Motor kann durch Kenntnis des Anlaufstrom-Vielfachen – Azstart/AzNo – ermittelt werden. Der Anlaufstrommultiplikator ist eine der Motorspezifikationen, die in den Katalogen zu finden sind. Der Anlaufstrom wird nach folgender Formel bestimmt: Az Start = Azn x (Azstart/Aznom).Bei einem Motornennstrom von 20 A und einem Anlaufstrom mit einem Vielfachen von 6 beträgt der Anlaufstrom beispielsweise 20 x 6 = 120 A.

Die Kenntnis des tatsächlichen Werts des Einschaltstroms ist für die Auswahl von Sicherungen, die Überprüfung der Funktion elektromagnetischer Auslöser während des Motorstarts, die Auswahl von Leistungsschaltern und die Bestimmung des Spannungsabfalls im Netzwerk während des Starts erforderlich.

Der Sicherungsauswahlprozess wird in diesem Artikel detailliert beschrieben: Auswahl von Sicherungen zum Schutz von Asynchronmotoren

Ein großer Anlaufstrom, für den das Netz meist nicht ausgelegt ist, führt zu erheblichen Spannungsabfällen im Netz (Abb. 2, b).

Wenn wir den Widerstand der Drähte, die von der Quelle zum Motor führen, mit 0,5 Ohm, den Nennstrom Azn = 15 A und den Anlaufstrom mit dem Fünffachen des Nennstroms annehmen, dann sind die Spannungsverluste in den Drähten beim Starten gleich beträgt 0, 5 x 75 + 0,5 x 75 = 75 V.

An den Klemmen des Motors sowie an den Klemmen einiger laufender Elektromotoren liegen 220 - 75 = 145 V an. Dieser Spannungsabfall kann zum Abschalten laufender Motoren führen, was zu einem noch stärkeren Stromanstieg führt im Netzwerk und durchgebrannte Sicherungen.

Bei elektrischen Lampen wird beim Anlassen des Motors das Leuchten reduziert (die Lampen „blinken“). Beim Anlassen von Elektromotoren kommt es daher tendenziell zu einer Reduzierung der Anlaufströme.

Zur Reduzierung des Anlaufstroms kann eine Stern-Dreieck-Schaltung für den Motorstart verwendet werden. In diesem Fall verringert sich die Phasenspannung um das √3-fache und der Einschaltstrom wird entsprechend begrenzt.Nachdem der Rotor eine bestimmte Drehzahl erreicht hat, werden die Statorwicklungen in die Dreiecksschaltung geschaltet und die Spannung unter ihnen wird gleich der Nennspannung. Die Umschaltung erfolgt in der Regel automatisch über ein Zeit- oder Stromrelais.

Reis. 3. Schema zum Starten eines Elektromotors mit Umschalten der Statorwicklungen von Stern auf Dreieck

Es ist wichtig zu verstehen, dass nahezu jeder Motor nach diesem Schema angeschlossen werden kann. Die meisten gängigen Induktionsmotoren mit einer Betriebsspannung von 380/200 V, einschließlich des in Abbildung 1 gezeigten Motors, fallen bei Anschluss nach diesem Schema aus. Lesen Sie hier mehr darüber: Die Wahl des Anschlussschemas der Phasen des Elektromotors

Um derzeit den Anlaufstrom von Elektromotoren, insbesondere von Mikroprozessor-Sanftanlaufgeräten (Softstartern), zu reduzieren, lesen Sie im Artikel mehr über den Zweck dieses Gerätetyps Wozu dient der Sanftanlauf eines Induktionsmotors?.