Motorbremse ohne Bremswiderstand und Rückspeisung

[Taschenklemme]

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Hallo,

ist es möglich, bzw. gibt es entsprechende FU, die zum Zwecke der Motorbremse die Anschlüsse kurzschließen und die Energie in den Motorwicklungen umsetzen statt in den Zwischenkreis zu leiten?


Hintergrund:
Ich habe gerade nebenbei mit einem Fall zu tun (nicht als Verantwortlicher), bei dem an einer Produktionsmaschine ein 22 KW-Käfigläufer mit FU angesteuert wird. Die Maschine arbeitet im Takt mit 0,5 bis 1,5 Zyklen pro Sekunde. Dabei wechselt die Leistungsaufnahme periodisch zwischen ca. 13 A und vermutlich leicht negativen Werten, sodass der angeschlossene FU immer wieder mit Überspannung des ZK aussteigt.
Wenn die Maschine mit fest an den Motor angekoppelter Schwungmasse angehalten und die Drehzahl reduziert werden soll, treten ebenfalls Überspannungsfehler auf, wenn man die Rampe so steil stellt, dass die Maschine für die Produktion nutzbar wäre.
Abhilfe könnte hier sicher ein Bremswiderstand oder eine Netzrückspeiseeinheit schaffen, aber wegen Platzmangel und Unwissenheit wurde das nicht angeschafft.
Daher meine Überlegung, die Energie in den Motorwicklungen umzusetzen.
Zur Zeit ist ein Fuji FRN30G1E-4e angeschlossen.

 

[Wincctia]

Hallo Taschenklemme,

nennt sich DC Bremse bei den meisten FUs. Kenne deinen leider nicht. Aber Achtung die Energiemene die hier erzeugt Wird hier als Wärme im Motor umgesetzt ( in Wärme). Deshalb solltest du unbedingt einen Thermistor verwenden und auswerten.



Gruß Tia

 

[Taschenklemme]

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Hallo Tia,

Danke für den Hinweis. Eine DC-Bremse hat der FU nach dem oben verlinkten Manual, aber diese scheint sich auf den ersten Blick nur über einen externen Eingang zuschalten zu lassen. Ich werde die Info den Verantwortlichen weiterleiten, denn die DC-Bremse wäre aus Platzgründen wesentlich praktischer.
Eine Motortemperaturüberwachung ist nicht vorhanden. Wenn man nicht mutwillig immer wieder abbremst, vermute ich kein Problem, zumal eine Fremdbelüftung vorhanden ist, aber da man immer mit allem rechnen muss, sollte so etwas natürlich nachgerüstet werden.

 

[SchneiderCC]

Nicht verwechseln sollte man dieses beiden Sachen:
A) DC-Bremsung eines Motors bei welcher man eine Gleichspannung in eine oder mehrere Ständerwicklungen leitet und damit den Motor bremst
B) eine am Motor angebaute DC-Bremse welche den Motor meachnisch abbremst und durch anlegen einer Spannung gelüftet wird.

 

[JesperMP]

Abhilfe könnte hier sicher ein Bremswiderstand oder eine Netzrückspeiseeinheit schaffen, aber wegen Platzmangel und Unwissenheit wurde das nicht angeschafft.

Wir plazieren die Bremswiederstände ausserhalb von Steuerschrank oben auf dem Dach (edit: Dach von den Steuerschrank !). Dann nehmen sie kein Platz in Steuerschrank, ergibt kein ekstra Wärme in Steuerschrank, und sind besser gekühlt.
Pass auf wenn du die Bremzwiederstand dimensioniert. Die meisten Hersteller von FUs gehen davon aus dass der Bremzwiederstand nur für den aufbremsen beim Stopp verwendet werden. Beim ständigen Verwendung (wie in diesen Fall) muss die Brezwiederstand überdimensionert werden.

 

[JesperMP]

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Hmmm
22 kW und 0,5 bis 1,5 Zyklen pro Sekunde ?
Wird der Motor tatsächlich von 0 bis nenndrehzahl beschleunigt, und dann wieder zurück zu 0, innerhalb von 1,5 Sekunden ?
Das kann zu viel für eine Bremzwiederstand sein. Es wird sehr gross.

 

[Taschenklemme]

@Schneider
Es handelt sich in dem Fall tatsächlich um eine Bremsfunktion über den FU. Der Antriebsmotor, bzw. die Maschine haben keine angebaute mechanische Bremse, die den Motor mit fest angekoppelter Schwungmasse abbremsen könnten.

@Jesper
Die Maschine ist aus den 80ern und hatte vorher einen Drehstrom-Nebenschluss-Kollektormotoren (so ein Teil mit verstellbaren Bürsten), der durch mangelnde Wartung überhitzt worden ist und nur noch am seidenen Faden hing. Der Schrank für den FU ist an einem semioptimalen Platz angebracht worden, sodass manche Teile der Maschine zu Wartungszwecken nur noch schlecht erreichbar sind. Ähnliche Maschinen haben den Bremswiderstand meist auf der Rückseite des Steuerschrankes, aber dort passt er auf keinen Fall mehr hin.

Zur Funktionsweise: Der Motor treibt eine Schwungmasse mit einer Grunddrehzahl an, die 27 Hz entspricht und 0,5 Arbeitszyklen der Maschine entspricht. Wenn der Motor die Grundgeschwindigkeit erreicht hat, wird über eine Kupplung der Rest der Maschine an die Schwungmasse angekuppelt. Dann wird ein ca. 5 t schweres Pressenteil mit 0,5 Hz auf und ab bewegt, was die 13 A in der Spitze verursacht und beim Herunterlaufen den Motor leicht in den Generatorbetrieb treibt. Wenn man den Motor auf 70 Hz beschleunigt, dauert es sehr lange, bis er wieder die Grundgeschwindigkeit erreicht hat, da sonst die ZK-Spannung zu hoch wird.
Außerdem kann man die Maschine im sogenannten "Tippbetrieb" betreiben. Der Motor dreht dabei in Grundgeschwindigkeit durch und die Kupplung kuppelt per Knopfdruck "beliebig" oft ein und aus. Dabei sind anfangs auch Überspannungen im ZK aufgetreten. Die Vermutung war, dass der FU beim Einkuppeln gegen das plötzlich hohe Drehmoment regelt und beim Auskuppeln einen Überschwinger erzeugt.

Eine DC-Bremse wäre für diese Fälle nicht schlecht, da der Motor fremdbelüftet ist und die Wärme besser als bei einem Bremswiderstand mit Konvektionskühlung abgeleitet werden dürfte. Auf das komplette Handbuch habe ich keinen Zugriff, sodass ich nicht nachsehen kann, ob die DC-Bremse genauso wie eine externe Bremse eingesetzt werden kann.


Bremswiderstände an ähnlichen Maschinen sind ca 50 cm lang und 60 mm im Durchmesser. Die dürften so im kleinen kW-Bereich liegen.
Mit Schutzgitter nimmt das Teil in etwa die Hälfte des Platzes ein, der für den Steuerschrank notwendig ist.


BTW:
Nach meinem Wissen wird ein drehender Käfigläufer auch abgebremst, wenn man die Wicklungen kurzschließt, oder eben einen Widerstand anlegt. Dass ein FU das so macht, davon habe ich nichts gelesen. Hat dafür jemand

 

[JesperMP]

Bremswiderstände an ähnlichen Maschinen sind ca 50 cm lang und 60 mm im Durchmesser. Die dürften so im kleinen kW-Bereich liegen.
Mit Schutzgitter nimmt das Teil in etwa die Hälfte des Platzes ein, der für den Steuerschrank notwendig ist.

Das ist nicht aussergewöhnlich für ein Bremswiederstand.
Es scheint mir das eine Bremswiederstand ist trotzdem die einfache Lösung.
Oben auf die Steuerschrank gibt es vielleicht die notwendige Platz.

 

[zako]

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... hat Dein FU einen Trace und zeigt er die elektrische Leistung an? Dann kannst Du die negative Leistung quadrieren, integrieren und somit die effektive Bremsleistung berechnen. Wenn Du die Zwischenkreiskapazität kennst, kannst Du die Energie noch abziehen, die dort gespeichert wird - falls Du die Chopperschwelle kennst.
Vielleicht kannst Du ja beim Bremsen noch den Magnetisierungsstrom erhöhen, wenn das Dein Umrichter kann.
Theoretisch kann man noch eine Drehmomentschwingung überlagern, die der Drehzahlregler nicht ausregeln kann - jenseits der Grenzfrequenz - z.B. 500Hz. Aber zuvor mal ne Frequenzganganalyse machen, nicht dass Du eine Resonanzstelle triffst.