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Warum kann man in der Praxis permanenterregte Synchronmotoren nur ca. bis zu 20 % in die Feldschwächung fahren? Wie lässt sich ein solcher Motor in der Feldschwächung projektieren?

Antwort der Redaktion

Theoretisch lässt sich ein permanenterregeter Synchronmotor auch weiter als 20 % in die Feldschwächung fahren. Allerdings steigen dann die Aufwendungen, um den Ausfall des Stellgerätes bei maximaler Motordrehzahl zu beherrschen. Der permanenterregte Synchronmotor induziert bei hohen Drehzahlen auch hohe Spannungen (EMK) an seinen Klemmen. Schaltet das Stellgerät aufgrund eines Fehlers ab, liegt diese hohe Spannung direkt an den Ausgangsklemmen des Stellgerätes an. Bei hohen Drehzahlen kann dann das Stellgerät von seiner Isolationsfestigkeit überfordert und in der Folge zerstört werden. Abhilfe schafft lediglich eine Schalteinrichtung zwischen Stellgerät und Motor, das im Fehlerfall die Motorklemmen kurzschließt. Allerdings müsste diese Schalteinrichtung verzögerungsfrei arbeiten und dürfte nie versagen. Da das praktisch kaum möglich ist, begrenzt man die maximale Drehzahl des permanenterregten Synchronmotors so, dass die dazugehörige EMK das Stellgerät bezüglich der Isolationsfestigkeit nicht überfordert.

Bezüglich der Projektierung muss man davon ausgehen, dass das verfügbare Drehmoment des Motors mit Eintritt in die Feldschwächung mit 1/n² abnimmt. Damit ist man auf jeden Fall auf der sicheren Seite. Der genaue Verlauf lässt sich aus den Spannungs-, Flussverkettungs- und Drehmomentgleichungen des permanenterregten Synchronmotors herleiten.


 

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