Frühe Aufzugsmotoren nutzten Gleichstrom und benötigten eine Kommutierung mittels Bürsten und Kommutator, um die kontinuierliche Rotation aufrechtzuerhalten. Gleichstrommaschinen ermöglichen eine stufenlose Drehzahlregelung durch Spannungsänderung und einfache Reversierbarkeit, jedoch verschleißen die Bürsten, erzeugen Staub, Wärme und elektromagnetische Störungen und erfordern einen höheren Wartungsaufwand. Wechselstrommotoren erzeugen aus der Versorgungsspannung ein rotierendes Magnetfeld und sind als Synchronmotoren (Schleifringläufer-, Reluktanz-, Hysterese- oder Permanentmagnetmotoren) oder als Asynchronmaschinen erhältlich. Letztere sind einfach, wirtschaftlich und wartungsfreundlich, laufen aber aufgrund des Schlupfs etwas langsamer als das Statorfeld. Die Entwicklung von Frequenzumrichtern revolutionierte die Aufzugskonstruktion, indem sie die Versorgungsfrequenz zur präzisen Steuerung der Wechselstrommotordrehzahl nutzten und sich durch einfache Installation und unkomplizierte Fehlersuche auszeichneten.
Die ersten Motoren arbeiteten mit Gleichstrom. Tatsächlich ging die Erfindung eines praktischen Gleichstrommotors lange Zeit der Erkenntnis von Nikola Tesla voraus, dass Wechselstrom erhebliche Vorteile bieten würde. Thomas Edison und seine Mitarbeiter hielten an der Idee fest, dass Gleichstrom praktischer sei, aber die Geschichte begünstigte Tesla und George Westinghouse, zumindest in Bezug auf den Krieg der Strömungen, wie er bekannt wurde. Bevor dieses Problem gelöst war, waren Gleichstrommotoren für Aufzüge zum Industriestandard geworden und würden es noch einige Zeit bleiben.
Lernziele
Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, sollten Sie Folgendes gelernt haben:
♦ Funktionsweise von Gleichstrommotoren.
♦ Funktionsweise von Synchronmotoren.
♦ Wie Induktionsmotoren funktionieren.
♦ Wie die Drehzahl eines AC-Motors geregelt wird.
♦ So beheben Sie Fehler bei einem Frequenzumrichter (VFD).
Zunächst betrachten wir die Grundvoraussetzungen für das Funktionieren von Elektromotoren. Die meisten Elektromotoren wandeln elektrische Energie in Drehbewegungen um. (Es gibt so etwas wie einen linearen Aktuator, aber das ist im Moment nicht unser Fokus). Rotierende Motoren bestehen aus einem Rotor, der an einer Welle befestigt ist, die von zwei Lagern getragen wird, damit sie sich frei drehen kann, und einem Stator, der, wie der Name schon sagt, stationär ist. Es ist an der Innenseite des Motorgehäuses montiert.
An der Rotorwelle können eine Riemenscheibe, ein Zahnrad, ein Sägeblatt, eine Schleifscheibe oder ein anderes Werkzeug angebracht werden, um nützliche Arbeit zu leisten. Um sich zu drehen, nutzt der Rotor in Verbindung mit dem Stator das Verhältnis von Elektrizität und Magnetismus, das erstmals 1820 von Hans Christian Ørsted festgestellt wurde, als er beobachtete, dass sich die Nadel eines Kompasses in der Nähe eines stromdurchflossenen Leiters ablenkte. Im Jahr 1831 beschrieben Michael Faraday in Großbritannien und Joseph Henry in den Vereinigten Staaten die Phänomene unabhängig voneinander ausführlicher, und später im Jahrhundert lieferte James Clerk Maxwell eine umfassende mathematische Analyse. Vor diesen Entwicklungen des 19. Jahrhunderts wurden Elektrizität und Magnetismus als unabhängige Phänomene angesehen. Nun, da der Zusammenhang klar war, suchten Forscher und Erfinder nach Wegen, dieses neue Wissen zu nutzen. Zuvor wurden einfache Gleichstrommotoren gebaut, die mit chemischen Batterien betrieben wurden. Sie waren jedoch nicht mächtig und konnten keine nützliche Arbeit leisten.
Der Rotor eines Gleichstrommotors kann in Drehung versetzt werden, aber nur bei Kommutierung. Wenn an die Wicklungen sowohl des Rotors als auch des Stators eine konstante Gleichspannung angelegt wird, dreht sich die Welle bestenfalls eine Teilumdrehung, bis die gegenüberliegenden Pole am nächsten sind, woraufhin keine weitere Drehung stattfindet. Damit sich die Welle kontinuierlich dreht, muss die Polarität des elektrischen Stroms entweder im Stator oder im Rotor umgeschaltet werden, damit das Magnetfeld periodisch umgekehrt wird, wodurch sich die weiter entfernten Pole anziehen. Auf diese Weise läuft der Rotor dem Stator immer hinterher. Wenn sich die Pole nähern, kehrt sich die Polarität um, sodass die Drehbewegung fortgesetzt wird. Diese Umschaltung erfolgt entweder intern oder extern und wird als Kommutierung bezeichnet. Ein erfahrener Bediener könnte einen als Druckknopf konfigurierten Schalter betätigen und den Strom so pulsieren, dass sich der Rotor dreht. Für einen praktischen Motor muss die Kommutierung jedoch automatisch erfolgen.
Ein weiteres Problem ist, dass Drähte nicht direkt an die Klemmen der am Rotor montierten Wicklungen angeschlossen werden können, da sie sich schnell verdrehen und brechen würden. Diese beiden Anforderungen werden durch einen am Rotor angebrachten Kommutator erfüllt. Stationäre Kupferbürsten (jetzt ersetzt durch Kohlestäbe, die immer noch Bürsten genannt werden) kontaktieren die sich drehenden Kommutatorsegmente, voneinander isoliert, und stellen den für die kontinuierliche Drehung notwendigen Schaltmechanismus bereit, der den Strom in den Rotor leitet. Wie bei jedem Motor muss die Energie in den Rotor gelangen und es muss geschaltet werden, damit die Rotation stattfindet.
Anstatt Wicklungen in Rotor und Stator zu haben, kann eine davon durch Permanentmagnete (PMs) ersetzt werden. Dies sind oft starke Seltenerdmagnete, die auf die Innenseite des Motorgehäuses geklebt sind. Die statischen PM-Felder interagieren mit dem kommutierten elektromagnetischen Feld, das dem Rotor zugeordnet ist, und die Welle wird in Drehung versetzt. Es wurden verschiedene Schemata vorgeschlagen, bei denen PMs sowohl im Rotor als auch im Stator eine funktionierende rotierende Perpetuum Mobile-Maschine umfassen würden. Das Problem bei dieser Anordnung besteht darin, dass es eine Kommutierung geben müsste, damit sie funktioniert. Ein Satz von PMs müsste die Polarität in den richtigen Intervallen umschalten. Der Weg dazu wäre, die Magnete mechanisch umzudrehen, aber dies würde mehr Energie erfordern als die Leistung des Motors. Eine andere Arbeitsweise eines Motors erfordert ständig neue Energie, die entweder in den Rotor und/oder den Stator eingespeist werden muss.
Gleichstrommotoren haben zwei wichtige Eigenschaften, die dafür verantwortlich sind, dass sie in Aufzugsanwendungen auch in einer wechselstrombetriebenen Welt bestehen bleiben. Die erste dieser Eigenschaften besteht darin, dass die Drehzahl eines Gleichstrommotors durch Variieren der Spannung gesteuert werden kann. Wenn sich eine Aufzugskabine ihrem Ziel nähert, verlangsamt sie die Geschwindigkeit, anstatt die volle Geschwindigkeit fortzusetzen, bis der Boden der Kabine mit der Gebäudeetage eben ist, und stoppt dann abrupt. Dies wäre für die Passagiere unangenehm und für die Maschinen schwer.
Es ist nicht praktikabel, die Drehzahl eines Wechselstrommotors durch Variieren der Spannung zu ändern. Die Drehzahl eines synchronen oder asynchronen (Induktions-) AC-Motors ist frequenzabhängig. Man kann einen Wechselstrommotor verlangsamen, indem man die Spannung reduziert, so dass der Motor anfängt abzuwürgen, aber es ist keine gute Möglichkeit, die Geschwindigkeit zu variieren. Einige AC-Motoren haben zwei Geschwindigkeiten. Sie haben separate Wicklungen für die beiden Geschwindigkeiten, mit einem Draht für jede Geschwindigkeit und einem gemeinsamen Rückleiter.
Gleichermaßen können Gleichstrommotoren durch Umpolen der Stromversorgung umgekehrt werden, dies ist jedoch bei einem einphasigen Wechselstrommotor nicht möglich, da die Polarität ständig umgeschaltet wird. Drehstrommotoren können durch Umschalten von zwei beliebigen der drei Phasen umgekehrt werden.
Obwohl Gleichstrommotoren Vorteile wie eine sanfte Drehzahlregelung und einfache Reversibilität aufweisen, erfordern sie etwas mehr Wartung, da das elektromechanische Bürsten-Kommutator-Ensemble einem ständigen Verschleiß unterliegt. Wenn die Bürsten nicht rechtzeitig vor dem Ausfall ausgetauscht werden, kommt es zu Funkenbildung und der Kommutator wird beschädigt. Dies ist mit einer kostspieligeren Reparatur verbunden, als nur die Bürsten zu wechseln. Darüber hinaus erzeugen Bürsten Staub und Hitze im Motor, was eine potenzielle Brandgefahr darstellt. Es gibt auch Hochfrequenzstörungen, die den Betrieb elektronischer Geräte beeinträchtigen können. Bürstenlose Gleichstrommotoren haben diese Nachteile nicht. Sie sind in der Lage, mittels einer elektronischen Steuerung mit variabler Geschwindigkeit zu arbeiten. Sie sind in Computerlaufwerken und Bewegungssteuerungsanwendungen in Werkzeugmaschinen zu sehen.
Allgemein gesagt, DC-Motoren sind zwar konzeptionell einfach und für einen qualitativ hochwertigen Betrieb geeignet, sind jedoch mechanisch komplizierter und erfordern eine erhöhte Wartung, sodass sie im Betrieb teurer sind. Diese Ansicht ist jedoch nicht die ganze Geschichte. Wenn es sich um einen Aufzugsumbau handelt, kann es je nach Kapitalisierung des Projekts angebracht sein oder nicht, einen funktionierenden Gleichstrommotor zu ersetzen. Die Entscheidung sollte mit großer Sorgfalt getroffen werden, wobei sowohl die Anschaffungskosten als auch der langfristige Nutzen der Verwendung von AC berücksichtigt werden.
Wenden wir uns der AC-Motorentechnologie zu, die wir aus elektrischer und mechanischer Sicht betrachten. Wie bereits erwähnt, gab es viele Jahre lang ausschließlich Gleichstrom. An der Konzeption und Entwicklung des Wechselstromnetzes waren viele Personen beteiligt. Tesla wurde zur zentralen Figur im Aufstieg von AC. Durch seine Bemühungen in Zusammenarbeit mit Westinghouse verdrängte AC DC, aber echte Fortschritte mussten auf die Entwicklung eines AC-Motors warten. Zweifellos gab es schon früh Versuche, einen Gleichstrommotor mit Wechselstrom zu betreiben. Es stellte sich heraus, dass eine andere Maschine benötigt würde.
Gleichstrommotoren können sich drehen, weil der in die Rotorwicklungen eingespeiste Strom kommutiert oder geschaltet wird. Bei einem Wechselstrommotor ist die Schaltung bereits in der Stromversorgung vorhanden, kann also als fremdkommutiert bezeichnet werden. Wechselstrommotoren können synchron oder asynchron (Induktion) sein. In beiden Fällen wird der Wechselstrom vom Netzteil direkt in die Statorwicklungen eingespeist. Aufgrund der zyklischen Natur dieser Leistung wird ein rotierendes Magnetfeld aufgebaut. Wenn der Motor mehr als 5 PS leistet, wie es bei Aufzügen üblich ist, erhält der Stator Drehstrom. Drei getrennte Stromkreise mit gemeinsamen Drähten, 120° phasenverschoben, werden über Dreieck- oder Y-verbundene Wicklungen vom Versorgungsnetz oder vom bauseitigen Generator abgeleitet. Drei Drähte leiten diese Energie in das Motorgehäuse und sind mit gleichmäßig beabstandeten Spulen verbunden, so dass die drei Magnetfelder gemeinsam rotieren. Allen Drehstrommotoren ist dies gemein und Einphasen-Wechselstrommotoren haben ein magnetisches Drehfeld. Darüber hinaus funktionieren nicht alle AC-Motoren gleich. Sie unterscheiden sich in der Art und Weise, wie der Rotor angetrieben wird.
Ein Synchronmotor mit gewickeltem Rotor ist mit einem System aus Schleifringen und Bürsten ausgestattet. Die Schleifringe sind an der Rotorwelle befestigt und die stationären Bürsten kontaktieren sie und sind mit der externen Versorgung verdrahtet. Diese Anordnung ist störungsfreier als die DC-Bürsten-Kommutator-Kombination. Da die Schleifringe im Gegensatz zum Kommutator nicht segmentiert sind, kommt es zu einem geringeren Verschleiß der Bürsten. Darüber hinaus wird weniger Strom übertragen, gerade genug, um den Rotor anzutreiben.
Darüber hinaus gibt es nicht erregte Synchronmotoren, die andere Mittel verwenden, um zu ermöglichen, dass der Rotor mit dem Stator zusammenwirkt. Bei diesen Motoren besteht der Rotor aus massivem Stahl. Das rotierende Magnetfeld des Stators magnetisiert den Rotor und bei synchronen Drehzahlen rotieren die beiden Magnetfelder gemeinsam, sodass sich die Welle dreht und Nutzarbeit verrichtet wird. Es gibt drei Arten von nicht erregten Synchronmotoren, die jeweils eine andere Methode haben, um dem Rotor zu ermöglichen, dem rotierenden Magnetfeld des Stators zu folgen:
Reluktanzmotor: Der Stahlrotor hat Vorsprünge oder gezahnte Pole, die nach außen ragen, so dass sie in der Nähe des Stators sind, mit genügend Spiel, damit sie nicht reiben, selbst wenn die Lager zu verschleißen beginnen. Es gibt die gleiche Anzahl dieser Vorsprünge wie Pole im Stator. Bei synchroner Geschwindigkeit ist die Bewegung des Rotors an das rotierende magnetische Statorfeld gekoppelt. Da dieser Motortyp jedoch nicht von selbst anläuft, hat der Käfigläufer zusätzliche Wicklungen, die in den Stahlkörper eingebettet sind. Der Reluktanzmotor startet als Asynchronmaschine, bis er sich der Synchrondrehzahl nähert, woraufhin er in seinen Primärmodus wechselt. Bei synchroner Drehzahl hört die Gegeninduktivität zwischen Stator und Rotor auf.
Hysteresemotor: Der Hysteresemotor hat keine Ausbuchtungen oder vorstehenden Zähne wie beim Reluktanzmotor, sondern einen einheitlichen zylindrischen Stahlrotor. Alle Teile des Stators sind magnetisiert und folgen dem rotierenden Magnetfeld des Stators. Wenn die Rotordrehzahl die Drehzahl des rotierenden Magnetfelds des Stators einholt, tritt eine Überbrückung auf und der Motor geht in den Synchronmodus über. Dieser Motortyp ist selbstanlaufend und erfordert keine Induktionswicklung, obwohl er bereitgestellt werden kann, um bei Anwendungen, bei denen dies erforderlich ist, ein zusätzliches Anlaufdrehmoment bereitzustellen.
PMs: PMs sind in den Rotor eingebettet, um eine Überbrückung bei synchronen Drehzahlen zu ermöglichen. Diese Motoren sind jedoch nicht selbstanlaufend und der Stator muss von einem Frequenzumrichter (VFD) angetrieben werden, um die Überwindung der Ruheträgheit des Rotors zu erleichtern.
Kleine Synchronmotoren laufen von selbst an, weil der Rotor nicht zu viel Massenträgheit hat. In Baugrößen über 1 PS sind viele Synchronmotoren gleichstromerregt. Diese elektrische Energie wird von einer externen Quelle über Schleifringe zugeführt.
Synchronmotoren in kleinen Baugrößen werden dort eingesetzt, wo eine präzise Zeitsteuerung erforderlich ist, wie in Wanduhren und Zeitschaltuhren. Das Dienstprogramm überwacht seine Frequenz genau, und wenn im Laufe der Zeit einige Zyklen verloren gehen, beschleunigen sie den Generator vorübergehend, um dies zu kompensieren, so dass Uhren und Timer über einen bestimmten Zeitraum genau bleiben. Bei großen Baugrößen haben Synchronmotoren neben der genauen Drehzahlregelung den Vorteil einer verbesserten Effizienz. Darüber hinaus verfügen sie über eine gute Blindleistungskompensation und kompensieren die stark induktiven Lasten in Industrieanlagen.
Die andere breite Kategorie von Wechselstrommotoren besteht aus Asynchronmaschinen. Aufgrund der Art und Weise, wie elektrische Energie in den Rotor eingebracht wird, werden sie als Induktionsmotoren bezeichnet. Die Rotationsgeschwindigkeit ist nicht an die Netzfrequenz gekoppelt, sondern stark frequenzabhängig, immer um einen bestimmten Prozentsatz langsamer, aber natürlich nie schneller.
Trotz der Vorteile des Synchronmotors wird der Induktionsmotor weiter verbreitet, da er einfach, wirtschaftlich und relativ wartungsfrei ist. Mehr als 100 Jahre nach seiner Zeit ist Tesla in der Welt der Wechselstrommotoren präsent, wo vielleicht 90% davon Induktionsmaschinen sind.
Wir haben gesehen, dass sich der Synchronmotor aufgrund der Wechselwirkung zwischen Stator- und Rotormagnetfeldern drehen kann. Der Induktionsmotor funktioniert auf die gleiche Weise. Der einzige Unterschied besteht darin, wie die elektrische Energie in den Rotor gelangt. Beim Induktionsmotor ist der Stator die Primärseite eines Transformators und der Rotor die Sekundärseite, sodass keine Bürsten oder Schleifringe erforderlich sind, geschweige denn ein Kommutator.
Sobald die elektrische Energie in den Rotor gelangt, wird ein Magnetfeld aufgebaut und der Rotor beginnt, dem immer schwer fassbaren Magnetfeld des Stators hinterherzulaufen. Tatsächlich holt es nie auf, denn wenn die beiden Geschwindigkeiten sperren und synchron werden würden, würde die gegenseitige Induktivität aufhören. Damit es die für einen Wechselstromtransformator charakteristische Gegeninduktivität gibt, müssen sich die beiden Magnetfelder relativ zueinander bewegen, und bevor sie sich synchronisieren könnten, würde die induktive Kopplung verschwinden. Aus diesem Grund dreht sich der Rotor immer um ein gewisses Prozent langsamer als das rotierende Magnetfeld des Stators. Es ist hervorzuheben, dass die fehlende Synchronisation des Rotors nicht nur eine Phasenverzögerung wie bei reaktiven Wellenformen ist, sondern in einer tatsächlichen Reduzierung der Drehzahl besteht, so dass der Zyklusverlust kumuliert und mit der Zeit größer wird. Daher sind Induktionsmotoren nicht für Takt- und Zeitgeberanwendungen geeignet. Der Betrag der Geschwindigkeitsreduzierung wird als „Schlupf“ bezeichnet und in Prozent angegeben. Schlupf darf nicht als eine Art verschwendete oder verlorene Energie angesehen werden, sondern als wesentlicher Bestandteil des normalen Betriebs des Induktionsmotors. Natürlich nimmt der Schlupf zu, wenn der Motor stärker belastet wird. Durch die größere Drehzahldifferenz kommt es zu einer stärkeren induktiven Kopplung und der Strom in den Rotorwicklungen steigt. Unterm Strich steigt das Drehmoment des Motors mit zunehmender Last.
Vor dem Eintreffen des drehzahlgeregelten Antriebs war es schwierig, die Geschwindigkeit des Induktionsmotors zu kontrollieren. Für den Antrieb von Aufzügen erfüllte der laufruhige Gleichstrommotor über viele Jahre den Bedarf.
In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts gab es im Bereich der Leistungselektronik enorme Innovationen und Wachstum. Früher hatten Festkörperhalbleiter die Vakuumröhren in den meisten Audio- und Videoanwendungen ersetzt. Im Laufe einiger Jahrzehnte zog die Solid-State-Technologie in leistungsfähigere Anwendungen ein und gleichzeitig wurde alles digital.
Bisher standen praktische Mittel zur präzisen und zuverlässigen Drehzahlregelung von Wechselstrommotoren nicht zur Verfügung. Mit der Entwicklung des VFD änderte sich die Aufzugsmotortechnologie schlagartig. (Frequenzumrichter, Frequenzumrichter, Frequenzumrichter und Frequenzumrichter sind alle ungefähr gleichwertige Begriffe. Der einzige Unterschied besteht darin, dass es das Wort „Geschwindigkeit“ enthält, das sich auf hydraulische oder andere nichtelektrische Systeme beziehen kann. Der VFD ist am genauesten.)
Ein VFD ermöglicht eine präzise Steuerung der Drehzahl des AC-Motors, sodass der Motor mit Einschränkungen über oder unter der auf dem Typenschild angegebenen Drehzahl laufen kann. Normalerweise verringert das Reduzieren der Versorgungsspannung eines Wechselstrommotors seine Drehzahl nur, weil er stärker belastet wird. Die Folge sind Wirkungsgradverlust, Temperaturerhöhung und verkürzte Motorlebensdauer.
Der VFD steuert die Drehzahl eines Wechselstrommotors, indem er die Frequenz seiner Stromversorgung ändert. Wie wir gesehen haben, ist die Drehzahl sowohl von Synchron- als auch von Asynchronmotoren frequenzabhängig. Das dem Stator zugeordnete Magnetfeld dreht sich mit einer Geschwindigkeit, die von der Frequenz der eingespeisten Leistung und der Motordrehzahl abhängt. Das Variieren der Frequenz der Stromversorgung des Motors ist eine einfache und effektive Möglichkeit, die Drehzahl des Motors zu steuern. Die Drehzahl kann reduziert werden, ohne dass der Motor überhitzt, außer in dem Sinne, dass ein an der Welle angebrachter Lüfter sich bei reduzierter Motordrehzahl langsamer dreht, was zu einer geringeren Luftkühlung führt. Aus diesem und anderen Gründen sind einige Motoren nicht geeignet, obwohl jeder Wechselstrommotor, Synchron- oder Induktionsmotor, von einem VFD gesteuert werden kann. Bevor Sie einen VFD und einen Motor koppeln, sind einige Recherchen angebracht.
Für den VFD-Einsatz kann ein Synchronmotor eine erstklassige Installation darstellen. Da jedoch eine exakte Synchronisation für einen Aufzugsmotor nicht unbedingt erforderlich ist, handelt es sich bei den meisten Neukonstruktionen und dem Austausch von Gleichstrommotoren um Induktionsmotoren.
Der typische VFD für einen AC-Aufzugsmotor ist ziemlich einfach, benutzerfreundlich und problemlos. Es gibt einen dreiphasigen Eingang, der, wenn er nicht gekennzeichnet ist, dadurch identifiziert werden kann, dass er sich in einer großen Laufbahn befindet, die vom Motortrennschalter kommt. Darüber hinaus gibt es ein kleines Steuerkabel, das vom Drehzahlreglerpotentiometer kommt und normalerweise ein Signal im Bereich von bis zu 10 V DC überträgt. Dieser ist mit der Aufzugssteuerung verbunden und ermöglicht eine reduzierte Geschwindigkeit für die Nivellierung an jeder Haltestelle und den Betrieb im Inspektionsmodus. Es gibt einen weiteren Regelkreis zum Umkehren der Motordrehung, dies auch als Reaktion auf Anweisungen von der Aufzugssteuertafel.
Auf der Vorderseite des VFD befindet sich eine Benutzeroberfläche mit alphanumerischer Anzeige. Darüber hinaus gibt es Leuchten mit den Bezeichnungen „Run“, „Stop“, „Reverse“ und „Störung“, um den Systemstatus anzuzeigen. Am VFD-Ausgang wird der Motor mit dreiphasigem Strom versorgt. Er überträgt die Nennspannung an den Motor, aber statt der vom Netz bereitgestellten Frequenz von 50 oder 60 Hz variiert die Frequenz je nach Bedarf, um die Drehzahl des Motors zu steuern. Ein normalerweise offener Startknopf und ein normalerweise geschlossener Stoppknopf an der Außenseite des Gehäuses ermöglichen eine manuelle Übersteuerung. Vom Motor zurück zum VFD verlaufen ziemlich dünne Leiter, die ein Rückkopplungssignal von einem an den Motor angeschlossenen Drehzahlmesser liefern.
Die Fehlersuche und Reparatur des Systems ist unkompliziert. Überprüfen Sie die Eingangs- und Ausgangsleistung am VFD und achten Sie insbesondere auf eine unterbrochene Phase. Kontrollieren Sie die Steuerspannungen. Wenn dies alles normal ist, sich der Motor jedoch nicht dreht, liegt ein Problem mit dem Motor vor oder die Last ist blockiert, was häufig zu einer sofortigen Auslösung des Überstromgeräts führt.
Wenn der VFD gute Eingangsspannungen, aber keinen Ausgang hat, ist der Fehler intern. Denken Sie vor dem Öffnen des Gehäuses daran, dass die großen Netzteilkondensatoren noch lange nach dem Trennen des Geräts von der Stromversorgung eine tödliche Ladung halten können. Um diese Ladungen abzuleiten, schließen Sie die Kondensatoren nicht kurz. Schließen Sie stattdessen eine niederohmige Last an jeden Klemmensatz an.
Untersuchen Sie die VFD-Elektronik, um zu sehen, ob ein Kabel oder eine Komponente durchgebrannt ist. Wenn nicht, besteht eine gute Chance, dass eine der Vollwellenbrücken-Gleichrichterdioden ohne sichtbare Anzeige defekt ist. Sie können mit einem Multimeter im Ohm-Modus überprüft werden, um zu sehen, ob sie beim Umschalten der Messgerätanschlüsse in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung vorgespannt werden. Oft liest eine defekte Diode in beide Richtungen offen.
Fragen zur Lernverstärkung
Verwenden Sie die folgenden Fragen zur Lernverstärkung, um für die Assessment-Prüfung zur Weiterbildung zu lernen, die online unter www.elevatorbooks.com oder auf Seite 103 dieser Ausgabe verfügbar ist.
♦ Was sind die Voraussetzungen für die Funktion eines Rotationsmotors?
♦ Welche zwei Teile haben alle Rotationsmotoren gemeinsam?
♦ Warum benötigt ein Gleichstrommotor einen Kommutator?
♦ Was bestimmt die Drehzahl eines Synchronmotors?
♦ Warum hat ein Induktionsmotor keine Bürsten?
Die mit dem VFD gelieferte Dokumentation sollte einen Schaltplan enthalten. Oszilloskop-Messwerte sollten die fehlerhafte Komponente lokalisieren, und dieser Ansatz ist viel besser als das Ausprobieren von Leiterplatten, was ein kostspieliges Verfahren ist und möglicherweise nicht an der Wurzel des Problems vorgeht.
