Ist es möglich, einen Induktionsmotor mit einem VFD bei 1 Hz zu betreiben?

Wenn Asynchronmotoren bei niedrigen Drehzahlen kein Drehmoment liefern können, kommen die Systeme zum Stillstand, überhitzen oder fallen aus - was die Produktion verzögert und die Anlagen beschädigt. Aber mit einem gut abgestimmten VFD-Lösungist ein stabiler 1Hz-Betrieb möglich.

Ja, Sie können einen Asynchronmotor technisch mit 1 Hz betreiben, indem Sie einen VFDAber Drehmomentverlust, Wärmestau und Regelungsinstabilität machen ihn riskant. Mit dem richtigen Aufbau - z. B. Motoren mit Umrichterbetrieb, externer Kühlung und geschlossenem Regelkreis - ist der Betrieb mit niedriger Frequenz für spezielle Anwendungen möglich.

Lassen Sie uns die wirklichen Einschränkungen und professionellen Lösungen für den Betrieb von Motoren mit ultraniedrigen Frequenzen näher beleuchten.

Kann ich einen VFD für einen Induktionsmotor verwenden?

Ja, Antriebe mit variabler Frequenz (VFDs)auch Frequenzumrichter oder drehzahlvariable Antriebe (VSD) genannt, werden häufig zur Steuerung von Induktionsmotoren eingesetzt. Bei diesen Motoren handelt es sich in der Regel um dreiphasige Wechselstrommaschinen, die gut auf die von Frequenzumrichtern bereitgestellte einstellbare Spannung und Frequenz ansprechen.

Der Einsatz eines VFD ermöglicht eine sanfte Drehzahlregelung, einen sanften Start und Stopp, einen geringeren Energieverbrauch und eine längere Lebensdauer der Geräte. Der Inverter-VFD passt die Motordrehzahl an, indem er die Ausgangsfrequenz von 0 Hz bis zu mehreren hundert Hz ändert. In Verbindung mit einem Motor mit Umrichterbetrieb, der über eine verstärkte Isolierung und Kühlung verfügt, wird die Kombination äußerst zuverlässig.

Um die Kompatibilität zu gewährleisten, sind jedoch die richtige Dimensionierung, die Filterung von Oberschwingungen und die Beachtung der Umgebungsbedingungen unerlässlich. Während einphasige Motoren in der Regel Änderungen erfordern, sind dreiphasige Induktionsmotoren ideal für Frequenzumrichter geeignet.

Was ist die Mindestfrequenz für einen VFD?

Die meisten VFDs haben einen theoretischen Ausgangsfrequenzbereich von 0 Hz bis 400 Hz oder mehr. Aber die praktisches Minimum Frequenz für den Betrieb eines Asynchronmotors liegt normalerweise zwischen 5 bis 10 Hz. Der Betrieb eines Motors mit 1 Hz wirft mehrere technische Probleme auf:

Bei niedrigen Frequenzen wird die Spannung, die von der Wechselrichter VFD ist verhältnismäßig gering. Dies begrenzt den magnetischen Fluss und schwächt die Drehmomenterzeugung. Der interne Lüfter des Motors dreht sich außerdem zu langsam, um eine angemessene Kühlung zu gewährleisten, was zu Überhitzung führt. Darüber hinaus kann die Niederfrequenzsteuerung zu Drehmomentwelligkeit und instabilem Betrieb führen, insbesondere bei sensorlosen Vektorsteuerungsmodi.

Um diese Probleme zu überwinden, können externe Kühllüfter, Untersetzungsgetriebe und Encoder-Feedback-Systeme eingesetzt werden. Für Nischenanwendungen wie Prüfstände oder langsame Positioniersysteme können diese Ergänzungen die Komplexität rechtfertigen.

Was ist die maximale Motordrehzahl für einen VFD?

Die maximale Motordrehzahl bei Verwendung eines Frequenzumrichters wird durch zwei Faktoren bestimmt: die maximale Ausgangsfrequenz des Umrichters und die mechanischen/elektrischen Grenzen des Motors. Viele Frequenzumrichter können eine Leistung von bis zu 400 Hzaber das bedeutet nicht, dass Ihr Motor so schnell laufen kann.

Ein 4-poliger Standardmotor hat eine Synchrondrehzahl von 1800 U/min bei 60 Hz. Bei 120 Hz würde er sich mit 3600 U/min drehen, bei 300 Hz mit 9000 U/min. Wenn Motoren jedoch auf diese Drehzahlen gebracht werden, kann dies zu übermäßigem Lagerverschleiß, Unwucht des Rotors und Kernverlusten aufgrund des Skineffekts führen.

Daher müssen VFD-Systeme gedrosselt werden, und Sie sollten immer das Datenblatt des Motors zu Rate ziehen. Hochgeschwindigkeitsanwendungen wie CNC-Spindeln können spezielle Hochgeschwindigkeitsmotoren mit präzisionsgewuchteten Wellen und verstärkten Lagern erfordern. Bei sorgfältiger Auswahl kann der Frequenzumrichter den Drehzahlbereich bei gleichbleibender Leistung sicher erweitern.

Kann ein VFD über 60 Hz laufen?

Ja, VFDs (auch bekannt als Frequenzumrichter oder drehzahlvariable Antriebe) können so programmiert werden, dass sie weit über 60 Hz laufen. Diese Fähigkeit wird häufig in industriellen Anwendungen genutzt, bei denen hohe Drehzahlen erforderlich sind, wie z. B. bei Zentrifugalventilatoren, Mühlen oder Hochgeschwindigkeitspumpen.

Wenn jedoch ein Frequenzumrichter die Frequenz über die Grundfrequenz des Motors (in der Regel 50 oder 60 Hz) hinaus erhöht, kann die Spannung nicht mehr proportional ansteigen. Dadurch sinkt das Drehmoment, auch wenn die Drehzahl steigt. Dieser Bereich wird als "Konstantleistungsbereich" bezeichnet.

Es muss sichergestellt werden, dass die mechanische Last und der Motor für die daraus resultierenden höheren Drehzahlen ausgelegt sind. Hochfrequenzbetrieb kann zu gefährlicher Überdrehzahl, Isolationsausfall oder vorzeitigem mechanischen Versagen führen. Legen Sie in den VFD-Parametern immer obere Frequenzgrenzen fest und verwenden Sie eine geeignete thermische Überwachung.

Der Betrieb eines Asynchronmotors mit 1 Hz mit einem VFD ist möglich, aber nur bei sorgfältiger Planung und anwendungsspezifischer Anpassung.