Laagst mogelijke toerental van een motor

Goeiemorgen,

Ik ben een motor aan het aansturen via een frequentieregelaar. De motor moet soms op lage snelheden draaien.

Nu vroeg ik me af wat de laagste snelheid (freqeuntie/toerental) van een 3 fasige motor mag zijn voordat hij zijn koeling verliest.

Dus met andere woorden op welke (laagste) frequentie mag een motor draaien voor een lange periode, zonder dat hij oververhit en dus kapot zal gaan.

En is deze waarde (of range aan waardes ) bij elke motor hetzelfde?

Alvast bedankt.

Standaard wordt 15-20hz aangehouden
Maar is nogal afhankelijk van omgeving, last, aansturing, motor en dat soort zaken
Dus wellicht kun je er ver onder voordat hij warm wordt

En als het goed is kan hij nooit kapot gaan, een goed ingestelde fo beschermt die motor
En veel motoren hebben een thermistor oid

Men zou de temperatuur kunnen monitoren. Maar is een daartoe geschikte motor met aparte koeling geen handiger uitgangspunt ?

@ Willemdes
Nee, dat is niet voor alle motoren hetzelfde. Je hebt o.a. kleine motoren, grote motoren, koeling via externe fan, aard van de belasting, etc. Het typeplaatje op je motor vertelt daar meer over. Daar moet op staan of deze geschikt is voor inverters. Wanneer er dan nog op staat bijv. "20:1 VT" betekent dit dat bij een variabel koppel, de snelheid mag worden geregeld van 5 tot 100%. Staat er ook nog op bijv. "5:1 CT" dan mag bij een constant koppel de snelheid geregeld worden van 20 tot 100 %.

Herbert, met "constant koppel" bedoel je nog "maximaal koppel" neem ik aan.

Als je dan op zeg 2% van de snelheid gaat draaien, dan is dat gewoon ook toegestaan... Mits niet 100% van de tijd, mits niet op maximaal koppel.

Toen mijn vader toen ik nog redelijk jong was een nieuwe boormachine had, en we een zwik schroeven moesten indraaien, deed ik dus na iedere schroef even "Vrrroem!" met de boormachine... M'n vader: "niet doen, daar slijt ie van, is niet goed voor hem!", ik uitgelegd dat van dat langzaam draaien onder last om de schroeven in te draaien hij warm werd maar niet kon koelen en ik hem dus even zonder last WEL snel liet draaien om te koelen. Oh. Tja, misschien wel.

Later in de handleiding opgezocht. Mijn zelf-bedachte techniek werd in de handleiding aangeraden!

Moraal: Ook "snel effe wat koelen" kan helpen om de temperatuur in het acceptabele bereik te houden zodat een "normaal buiten spec" gebruik toch kan.

Moet je in je applicatie ook op maximum toeren kunnen draaien? Is het dan niet beter om een overbrenging te regelen? Let op dat een motor op 10% van z'n nominale toerental ook maar 10% van z'n max vermogen kan/mag leveren. Dan wordt een (bijna) 10x kleinere motor met een 1:10 overbrenging ineens misschien interessant.

En die verhouding wordt alleen maar erger als je NOG langzamer wilt/moet.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
GJ_

Moderator

Als je een KA motor met externe koeling in closed loop configuratie hebt is het laagste toerental 0 RPM. Bij kleinere motoren kun je dan net zo goed een servo nemen, bij iets grotere motoren heeft een servo geen voordelen meer en neem je dus een KA motor.

Op 16 november 2019 11:16:17 schreef rew:Let op dat een motor op 10% van z'n nominale toerental ook maar 10% van z'n max vermogen kan/mag leveren.

Dat lagere vermogen hoeft is een beetje een logisch gevolg van het lagere toerental natuurlijk. Voor de gemiddelde toepassing is het van belang dat het koppel wel zo'n beetje gelijk blijft.

De warmteontwikkeling is vrijwel evenredig met de stroom door de motor. De stroom is evenredig met het gevraagde koppel. De koeling echter, is kwadratisch evenredig met het toerental (centrifugaal ventilator op de motoras). Een motor waar de koeling dus berekend is op 2800 t/min, gaat dus op de helft van dat toerental maar 25% van de koelcapaciteit hebben ! Bij lage toerentallen en hoog koppel gaat het dus snel fout ! Hou hier rekening mee.

Op 16 november 2019 11:16:17 schreef rew:
Herbert, met "constant koppel" bedoel je nog "maximaal koppel" neem ik aan.

Met "constant koppel" bedoelde ik belasting als bijv. een transportband of hijsinrichting. Dit in tegenstelling tot een "variabel koppel" bij o.a. pompen en ventilatoren. Eerstgenoemde zou je dan "maximaal" of misschien beter gezegd 'nominaal' kunnen noemen. Inderdaad.

GJ_

Moderator

Is de warmteontwikkeling niet ook kwadratisch?? P=I2R

Op 16 november 2019 11:16:17 schreef rew:
Herbert, met "constant koppel" bedoel je nog "maximaal koppel" neem ik aan.

Als je dan op zeg 2% van de snelheid gaat draaien, dan is dat gewoon ook toegestaan... Mits niet 100% van de tijd, mits niet op maximaal koppel.

Daarvoor heb je weer andere informatie op het typeplaatje van je motor staan, omtrent de "Duty Cycle". "Continuous Duty" is altijd gebaseerd op de nominale stroom. Dat betekent echter niet dat je dan afwijkend daarvan, niet de snellheid en "Duty cycle" kunt afstemmen op stroomwaarden (ver) beneden nominaal. Zeker kun je dan 'lager' gaan draaien. (doorgaans gelden de grootheden op het typeplaatje van een motor als 'nominaal')

Op 16 november 2019 11:28:29 schreef RP6conrad:
De warmteontwikkeling is vrijwel evenredig met de stroom door de motor. De stroom is evenredig met het gevraagde koppel

Twee keer fout... Het verlies is vrijwel kwadratisch met de stroom, maar bij een kooianker motor is de stroom niet evenredig met het koppel, als het koppel lager is neemt de reële stroom wel af, maar de reactieve stroom neemt toe, waardoor de schijnbare stroom veel minder hard afneemt dan je zou verwachten. Dit in tegenstelling tot een DC of BLDC motor.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Edit leeg.

[Bericht gewijzigd door herbert116 op 16 november 2019 12:07:51 (95%)]

Dus...

Een 1kW motor kan bij 1400 RPM = 146 rad/s ongeveer 1000W / (146rad/sec) = 6.8 Nm koppel leveren.

Als je dan bij 3.4 Nm koppel en 20% van de snelheid draait, dan heb je de helft van de stroom nodig dus nog maar een kwart van de opwarming door de verliezen. Sparky zegt dat het iets minder gunstig is, maar goed. Omdat je maar 20% van de snelheid draait, is de koeling 0.22 = 1/25e van de originele capaciteit.

Ruwweg heb je dus 6x minder koeling dan gewenst. Allerlei combinaties kunnen nu toch er voor zorgen dat de motor niet te heet wordt. Dan kan je je aan de regeltjes van het typeplaatje proberen te houden, maar die geeft maar 1 mogelijk werkpunt van die hele motor, terwijl er gewoon oneindig veel zijn.

Als het typeplaatje zegt 1kW bij 1400 RPM en 5.5A ingangsstroom en 50Hz. Wat nu als je 49 of 51Hz wil draaien? Als je dat typeplaatje als het enige toegestane punt beschouwt kan dat niet. Het is een shitty spec, maar je MOET er buiten kunnen werken. Als je een echte motor koopt zal je er wel een datasheet bij krijgen van wat er allemaal mee kan, maar ook dan zal je soms met wat gezond verstand moeten improviseren.

In het onderhavige geval hebben we uitgerekend dat continue draaien bij 50% belasting en 20% snelheid gewoon al ver buiten de normale spec gaat. Een oplossing zoals een continue draaiende fan die koele lucht door de motor forceert zal wel eens nodig kunnen zijn. Maar als het niet continue moet, dan zijn er ook nog andere combinaties die misschien werken.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Komt het af en toe voor voor korte tijd dan neem je een motor met vergrote koelvin, kost een klein beetje rendement. Neem bij voorkeur een motor met PTC voorziening welke je meestal zo op de frequentie regelaar kunt aansluiten.

Of je neemt een motor met geforceerde koeling, wel de bestaande koelvin van de as af halen.

@Willemdes, zoals je al aan de antwoorden zal gemerkt hebben valt hier niet eenvoudig een antwoord op te geven.
De opbouw, 'kwaliteit', karakteristieken en dimensionering van je motor bepalen voor een groot stuk al het minimum toerental van je motor.
Ook de belasting speelt een belangrijke rol, heb je continu het volle koppel nodig of niet?
Veel FO hebben een I2t functie die je motor beschermd, op voorwaarde dat je de motorparameters correct ingeeft natuurlijk.

Western civilization? That would be a good idea! (HR '89-'12)

waar wil je naartoe? naar een sterke otor die heel langzaam kan draaien?

zit sinds 2009 in de PV.

toch enkele bedenkingen

1) bij de meeste mechanische belastingen (pompen, ventilatoren, transportbanden, metaalbewerkingsmachines, ...) daalt het benodigde koppel als het toerental daalt.
(uitgezonderd hijstoepassingen)

Het gevolg is dat het benodigde motorvermogen ook kleiner wordt.
Het actief opgenomen vermogen daalt, het reactief vermogen blijft gelijk, de totale motorstroom daalt (echter dus niet lineair met het afgegeven mechanisch vermogen)
Gevolg de I²R opwarming zal lager zijn.

2) Een moderne motor is gebouwd met isolatiemateriaal dat geschikt is voor isolatie klasse F (155°C). De betere motoren warmen bij vollast slechts op tot een eindtemperatuur lager dan isolatie klasse B (130°C).
Ook daar heb je dus marge.

3) De opwarming van motoren wordt getest met koellucht van 40°C. Als jou motor in een normale omgeving staat, is de koellucht wellicht kouder dan 40°C.

4) Tegenwoordig is de efficiëntie van motoren IE3 (motor vermogen > 0.75 kw, 2 , 4 of 6 polig motor). Het gevolg is dat het rendement hoger is, de opwarming lager is en de eindtemperatuur van de motor onder vollast lager gaat zijn.
(een IE1 - 1.1 kW - 4 polig motor en een IE3 - 1.1 kW - 4 polig motor zitten nog steeds in dezelfde IEC 90 motorgrootte.)

5) Zoals al aangehaald binnen een frequentie sturing zijn er tal van mogelijkheden om een motor afdoende te beschermen, eventueel mits ingebouwde PTC voeler.

Persoonlijk denk ik dat die ondergrens van 20% nominaal toerental wel een rekbaar begrip is.

Op 17 november 2019 16:17:21 schreef pamwikkeling:
toch enkele bedenkingen
Persoonlijk denk ik dat die ondergrens van 20% nominaal toerental wel een rekbaar begrip is.

Afgezien van het eerder, slechts als voorbeeld genomen percentage van 20 % voor het min. toerental, is dat zeker een rekbaar begrip. Maar de fabrikant heeft beperkte ruimte op zijn typeplaatje en gaat daar derhalve uit van 'nominaal'. De spec. 'op papier' kan/zal heel wat uitgebreider zijn.

Op 16 november 2019 11:16:17 schreef rew:
Later in de handleiding opgezocht. Mijn zelf-bedachte techniek werd in de handleiding aangeraden!

Er zijn mensen, die zijn echt heel raar. Die lezen de handleiding voordat ze een apparaat in gebruik nemen. :-)

mel

Golden Member

Op 17 november 2019 16:38:54 schreef KlaasZ:
[...]Er zijn mensen, die zijn echt heel raar. Die lezen de handleiding voordat ze een apparaat in gebruik nemen. :-)

Een echte techneut leest nooit handleidingen :9

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Ik was aan het oefenen voor "echte techneut". :-)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/