Frage:
Ab welcher Motor-Drehzahl beginnt bei Synchronmotoren (SM) der Betrieb in Feldschwächung?
Können beim Betrieb von Synchronmotoren an einem Antriebsregler, wie i700, 9400, 8400, 9300 oder ECS, Drehzahlen oberhalb der auf dem Motor-Typenschild angegebenen Bemessungs-Drehzahl erreicht werden?
Antwort:
Antriebsregler können an ihren Ausgangsklemmen (U, V, W) näherungsweise eine Spannung variabler Frequenz in Höhe der anliegenden Netzspannung (L1, L2, L3) ausgeben, abzüglich eines Spannungsabfalles von mindestens 20 V.
Permanent-erregte Synchronmotoren (PSM) benötigen stets eine zu ihrer Drehzahl proportionale Motorspannung.
Der Bereich des Feldschwäch-Betriebes beginnt bei Synchronmotoren ab der Eck-Drehzahl. Die Eck-Drehzahl entspricht der Drehzahl, ab der die Ausgangsspannung an den Klemmen des Wechselrichters nicht weiter proportional zur Drehzahl erhöht werden kann.
Die Eck-Drehzahl ist nicht gleich der Bemessungs-Drehzahl des Motors. Bei einer höheren Netzspannung, bzw. einer höheren DC-Spannung im DC-Zwischenkreis, ergibt sich eine entsprechend höhere Eck-Drehzahl.
Die Eck-Drehzahl (nBase(Motor)) lässt sich überschlägig im Dreisatz nach folgender Formel bestimmen:
nBase(Motor) = nRated(Motor) * ( UMains - 20V ) / URated(Motor)
In Abhängigkeit von der Bemessungs-Spannung des Motors in Relation zur Netzspannung, können also auch ohne aktive Feldschwäch-Funktion im Antriebsregler höhere Drehzahlen erreicht werden.
Beispiel:
Servo-Synchronmotor MDSKSRS036-13 mit folgenden Bemessungsdaten vom Motor-Typenschild:
- Bemessungs-Drehzahl nRated(Motor) = 4000 rpm
- Bemessungs-Spannung URated(Motor) = 245 V
Bei einer Netzspannung von 400V beginnt der Bereich der Feldschwächung bei folgender Eck-Drehzahl (nBase(Motor)):
nBase(Motor) = 4000 rpm * ( 400V - 20V ) / 245V = 6204 rpm
Feldschwäch-Funktion:
Zum Betrieb von SM mit Drehzahlen oberhalb der Eck-Drehzahl, im sog. Feldschwächbereich, muss der Antriebsregler über eine spezielle Feldschwäch-Funktion für Synchronmotoren verfügen.
Folgende Gerätereihen von Lenze verfügen über eine solche Feldschwäch-Funktion für Synchronmotoren:
- Servo-Inverter i700: Funktion per Default aktiviert
- Servo-Drives 9400: Funktion vorhanden, muss aber explizit aktiviert werden
- 8400 TopLine: Funktion vorhanden, muss aber explizit aktiviert werden
- ECS Servo-System:
- Servoregler 9300: Nicht implementiert
Hinweis:
Achten Sie bei der Wahl der Maximaldrehzahl darauf, dass die mechanische Höchstdrehzahl des Motors keinesfalls überschritten wird. Stellen Sie außerdem sicher, dass der Motor stets im zulässigen Bereich der Drehzahl-/Drehmoment-Kennlinie betrieben wird. Verwenden Sie dazu die Drehzahl-/Drehmoment-Kennlinien aus den Motoren-Katalogen von Lenze. Beachten Sie dabei die Leistungszuordnung zum eingesetzten Servoregler.
Informationen zum Thema 'Eckdrehzahl, Bemessungsdrehzahl, Eckfrequenz' siehe Beitrag 20037715.
