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Thema: Synchronmaschine Bremsen

  1. #1
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    Hallo,

    ich suche nach eine guten Lösung um eine Sychronmaschine elektrisch zu bremsen wenn der FU ausfällt.

    Klassiche Bremsgeräte von ASM die einen Gleichstrom einprägen sind beim Synchronmotor leider wirkungslos...


    Durch kurzschliessen der Wicklungen erreiche ich nur ca. 60% von Nennmoment, da die Spannung fast gegen 0V geht und kein entsprechender Strom mehr getrieben werden kann.

    Wenn ich anstelle des Kurzschlusses einen Widerstand (bzw. 3 Widerstände mit Sternpunkt) nehme, dann kann ich zumindest in einem bestimmten Drehzhalbereich - da wo der Widerstandswert der Impendanz des Motors am nähsten kommt - mit Nennmoment bremsen.

    Hat jemand noch ne bessere Idee?
    Oder wie man die Geschichte mit den Widerständen optimieren kann, z.B. mit zusätzlichen Kondensatoren die die Induktivität aufheben?

    Am besten wäre natürlich wenn das Moment möglichst groß wäre, also der Antrieb sogar überlastet wird - das Ding ist thermisch ordentlich überdimensioniert...
    "Es ist weit besser, große Dinge zu wagen, ruhmreiche Triumphe zu erringen, auch wenn es manchmal bedeutet, Niederlagen einzustecken, als sich zu den Krämerseelen zu gesellen, die weder große Freude noch großen Schmerz empfinden, weil sie im grauen Zwielicht leben, das weder Sieg noch Niederlage kennt." Theodore Roosevelt - President of the United States (1901-1909)
    Zitieren Zitieren Synchronmaschine Bremsen  

  2. #2
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    Im Spannungsausfallzeitpunkt:
    Entsprechende Widerstände draufschalten. Die Spannung über entsprechendes Netzteil zur Erregung verwenden.
    Eckpunkte:
    Widerstandsdimensionierung: R muß die gesamte mechanische Energie thermisch verkraften.
    Erregung: Das Netzteil (im einfachsten Fall ein paar Dioden und ein Vorwiderstend) darf die Erregerwicklung thermisch nicht überfordern.

    Wenn du mal genauere Daten der Synchronmaschine reinstellst, kann man das etwas genauer eingrenzen.
    Wichtig: Drehzahl, Mechanische Schwungmassen (Was muss alles mitgebremst werden), Nennspannung (10kV, 400V, . . .?), Daten der Erregung (Type, Spannung, Erregerstrom)

    Wenn die Teile halbwegs vernünftig dimensioniert werden und nicht zu viel mechanische Energie dahinterseckt, dann kannst du ev die Maschine innerhalb 1-10sec zum Stillstand bringen (ist dann aber die absolute Brechstange) ralistischer würde ich sagen 1 bis 10 min.
    Geändert von winnman (16.02.2012 um 19:22 Uhr)
    Elektrotechnik und Elektronik funktioniert mit Rauch (Beweis: Tritt Rauch aus, funktioniert auch das Bauteil nicht mehr)

  3. Folgender Benutzer sagt Danke zu winnman für den nützlichen Beitrag:

    Markus (19.02.2012)

  4. #3
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    danke dir mal soweit...

    also es ist eine permanentmagneterregte maschine.
    10kW
    400V
    130U/min (im Fehlerfall ggf. auch mehr aber denke höchstens 150)
    nennmoment der maschine liegt bei ca. 750Nm

    also ich denke ich kann mit einer reinen widerstandsbschaltung auf die 750Nm bremsmoment kommen.
    aber ist ohne einen fu überhaupt ein größeres moment machbar? (permanentmagnete!)
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  5. #4
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    Mit den Permanentmagneten wird sich kein Lineares Bremsverhalten ergeben.

    Die Widerstände für zb. 300V auslegen. Dann sollte das Anfangsmoment auch höher ausfallen, mit sinkender Drehzahl wird dann auch die erzeugte Spannung geringer und damit das Moment.

    Hier wäre noch zu überlegen ob nicht nach einer gewissen Zeit/Drehzahl noch Widerstände zugeschaltet werden.

    1. Tests würde ich mal mit Halogenscheinwerfern oder Heizgeräten machen, die sind meist schon irgendwo vorhanden und kosten daher nichts.
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  6. #5
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    hi,

    grob gesagt ist das (brems)moment proportional zum wirkanteil des stromes. somit bringt eine (richtige) kompensation unter umständen einiges.
    siemens hat sich damit auch schonmal beschäftigt und einige patente eingestrichten, hier mal eins: www.patent-de.com/pdf/DE102004032680A1.pdf

    edit: glaube das alles läuft bei S unter "inhärente elektrodynamische Bremse" / IED
    Geändert von ebt'ler (19.02.2012 um 14:08 Uhr)

  7. Folgender Benutzer sagt Danke zu ebt'ler für den nützlichen Beitrag:

    Blockmove (19.02.2012)

  8. #6
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    Zitat Zitat von winnman Beitrag anzeigen
    Hier wäre noch zu überlegen ob nicht nach einer gewissen Zeit/Drehzahl noch Widerstände zugeschaltet werden.
    und hier war eben meine überlegung ob es sinn mach paralell zu den widerständen - noch kondensatoren zu schalten.
    diese würde mit sinkender drehzhal und somit sinkender frequenz ihren widerstand erhöhen.

    aber macht das überhaupt sinn?

    die drehzhal sinkt linear mit der spannung und der frequenz - bei dieser maschine ca. 3,1V/Umdrehung
    das moment sint linear mit dem strom - bei dieser maschine ca. 50,9Nm/A

    das ziel der sache ist ja soviel moment wie möglich zu erzeugen.
    dazu muss soviel strom wie möglich durch getrieben werden.
    thermisch kann die maschine das problemlos verkraften, die ist stark überdiminesioniert und wird auch im nennbetrieb mit 10kW nicht wirklich heiß.

    damit der strom getrieben werden kann muss die spannung möglichst hoch sein.
    allerdings würde ein satter kurzschluss den aufbau eines feldes zu sehr beinträchtigen, so dass bei der synchronmaschine nur ca. 60% Bremsmoment erzeugt werden können.

    müsste also nich bei höheren drehzahl mit einem höheren widerstand beschaltet werden als bei einer niedrigen?
    bzw. bei n = 0 sollte der kurzschluss doch das maximal moment hervorbringen?
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  9. #7
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    Zitat Zitat von ebt'ler Beitrag anzeigen
    hi,

    grob gesagt ist das (brems)moment proportional zum wirkanteil des stromes. somit bringt eine (richtige) kompensation unter umständen einiges.
    siemens hat sich damit auch schonmal beschäftigt und einige patente eingestrichten, hier mal eins: www.patent-de.com/pdf/DE102004032680A1.pdf

    edit: glaube das alles läuft bei S unter "inhärente elektrodynamische Bremse" / IED

    ja, so habe ich das gemeint...
    wieso dürfen die sowas patentieren lassen? das ist doch stand der technik seid 100 jahren?
    ich habe mir von diesen tread eigentlich erwartet dass mir irgendein fh-stundent anwortet ala "klar, gestern haben wir einen ähnlichen versuch aufgebaut und das heute morgen durchgerechnet... das ist so..."

    was als nächstes patentiert sich einer die wendeschützschaltung...
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  10. #8
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    Zitat Zitat von Markus Beitrag anzeigen
    irgendein fh-stundent anwortet
    -> bin ja schon da, aber motoren sind nu auch nicht grade mein schwerpunkt.
    stand der technik ist halt momentan ein FU zum bremsen, was dann auch teil der vorlesungen usw. ist.

    allgemein kann man ja sagen das dem synchronmotor (beim bremsen als generator) am meisten energie entzogen wird, wenn er und die last in leistungsanpassung betrieben werden, wobei man resonanzerscheinungen bei dieser anwendung eher vermeiden sollte.
    am bessten wären also frei veränderliche / geregelte (schein)widerstände. wobei sich hier ein kosten / funktion - oppimierungsproblem ergibt^^

    das die aufgabe je nach komplexität nicht allzu trivial ist sollte der link zum patent zeigen.
    natürlich ist nicht der bremsprozess an sich sondern die spezielle thematik / umsetzung von S patentiert.

    vielleicht gibt es aber für die aufgabe schon was fertiges, wenn nicht bleibt nur selber tüfteln...

  11. Folgender Benutzer sagt Danke zu ebt'ler für den nützlichen Beitrag:

    Markus (19.02.2012)

  12. #9
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    Mir scheint es, es ist dir sehr wichtig die Maschiene möglichst optimal zu bremsen. Um wieviel % würde es das ganze verteuern, einen 2. FU für den Ernstfall vorzusehen?
    Thomas

  13. #10
    Avatar von Markus
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    Zitat Zitat von thomass5 Beitrag anzeigen
    Mir scheint es, es ist dir sehr wichtig die Maschiene möglichst optimal zu bremsen. Um wieviel % würde es das ganze verteuern, einen 2. FU für den Ernstfall vorzusehen?
    Thomas
    das würde die sache erheblich verteuern und hätte noch weitere nachteile wie platzbedarf und netzausfallsicherheit...
    "Es ist weit besser, große Dinge zu wagen, ruhmreiche Triumphe zu erringen, auch wenn es manchmal bedeutet, Niederlagen einzustecken, als sich zu den Krämerseelen zu gesellen, die weder große Freude noch großen Schmerz empfinden, weil sie im grauen Zwielicht leben, das weder Sieg noch Niederlage kennt." Theodore Roosevelt - President of the United States (1901-1909)

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