Strombedarf Drehstrommotor Holzspalter im Leerlauf

[chemiker]

Hallo zusammen,

ich hoffe mal, dass das hier das richtige Forum für meine Frage ist.
Ich plane den Bau eines Holzspalters und stelle mir gerade die Frage, wie hoch der Strombedarf eines Drehstrommotors an einem Holzspalter ist, wenn er im Leerlauf läuft. Kann man das, mir reicht eine Größenordnung aus, in % der Höchstleistung angeben?
Ich benötige für die geplante Tandempumpe 4 kW. Ich hatte mir aber, als ich noch eine normale Pumpe nehmen wollte, einen 7,5 kW gekauft, für einen unbenutzten Motor für 90 € konnte ich nicht nein sagen. Und nun überlege ich, diesen Motor zu verwenden und eine größere Tamdempumpe zu nehmen (mehr, größer, stärker, bin halt auch nur männlich ), aber nicht, wenn der Strombedarf zu groß ist.

Ich hoffe, mir kann hier jemand weiterhelfen.

Liebe Grüße

Holger

 

[rt-andreas]

Hi Holger,

zwischen 7,5 und 4kW ist kein großer Unterschied bei der Leerlaufstromentnahme vorausgesetzt beide Motoren haben identischen Wirkungsgrad (cos phi, steht aufm Typenschild). Vorteil des Größeren ist mehr Schwungmasse, Leistungsüberschuß um schneller nachregulieren zu können. Nachteil der (erheblich) höhere Anlaufstrom beim Beschleunigen, eventuell Stern/Dreieck-Schaltung verwenden. Wenn der Motor dann richtig arbeiten muss mit 4kW kann der Wirkungsgrad sogar besser sein als bei ausgereiztem 4kW Antrieb.
Sollten sich die 4kW hydraulisch auf die Abgabeleistung der Pumpe beziehen so sind 7,5 kW auf keinen Fall zuviel.
Ach ja und immer schön einen Ölkühler vorsehen wenn du wirklich am Stück arbeiten möchtest, einige kW gehen direkt als Wärme ins Öl. Ölkühler vom Autoschrotti oder auch mit seperater Niederdruckpumpe ein getrockneter Auto(wasser)kühler mit 12V Ventilator sorgen dann für längere Standzeit von Öl und Dichtungen. Die Kühlervariante funzt bei uns im Geschäft seit Jahren prima am Teststand und der dortige 7,5kW Motor geht gerne mal in die Knie. Ohne den Kühler war nach ca 10 min Ende Test wegen dampfendem Öl.

Gruß

Andi

 

[chemiker]

Hallo zusammen,

auch hier mein Dank für die schnelle Antwort, andi!

Folgende Angaben hat der Motor:

1440 r/min 220-240 / 380-420 50 HZ
1728 r/min 220-240 / 380-420 60 HZ
7,5 / 9 KW
25,6 A
14,8 A Y
Welle 38 mm .


Wenn ich das richtig deute, kann ich den doch eh nur auf Stern laufen lassen, oder? Ich wollte den Spalter über mein Kraftstromnetz, abgesichert mit 20 A Schmelzsicherungen, laufen lassen. Mein Elektriker hatte mir auch 25 A Sicherungen erlaubt, wenn ich mal meinen Plasmaschneider ausreizen muss, da die Leitungen alle über Putz liegen. Würde das mit diesem Motor über dieses Netz klappen mit dem Anlaufstrom?

Und bist du sicher, dass ich bei einem Spalter einen Kühler benötige? Das ist doch eher unüblich, oder? Wenn der Leerlaufstrom nicht sehr hoch ist, habe ich doch nur in dem Moment, wo der Keil das Holz trifft, eine hohe Leistungsaufnahme. Das sind bezogen auf die Gesamteinschaltdauer 5 - 10 % maximal, ich denke eher deutlich weniger.

Liebe Grüße

Holger

 

[rt-andreas]

Hallo Holger,

na 7,7/9kw ist schon nemenge Blech. Bei unbekanntem Einschaltstrom, geht man vom achtfachen Nennstrom aus so als Daumenpeilmethode.
Kühler ist möglicherweise nicht nötig, vorbeugend aber mal 2 Anschlüsse einsetzen und Blindstopfen drauf kost nix und erleichtert spätere Nachrüstung ungemein.
Auch ne Pumpe hat immer Wärmeabgabe, denn sie läuft ja stetig. Ob nun Leerlauf oder Last macht nur was in der Wärmemenge aus und damit ist es wieder die Frage nach dem Ölvolumen was zur Verfügung steht. Kann man sicher auch alles rechnen, ich ziehe die "vorbeugende Anschlusstopfenmethode" vor, ist irgendwie einfacher .
Wegen des Anlaufstromes ginge eventuell auch diese Schaltung:
Bei der KUSA-Schaltung wird in den Laststromkreis des Drehstrommotors in einem Außenleiter ein Vorwiderstand geschaltet, der nach einer einstellbaren Zeit oder manuell mittels Kontaktes kurzgeschlossen wird. Es ist oft zweckmäßig, den Vorwiderstand anzuzapfen, um verschiedene Beträge das Anlaufmomentes einstellen zu können. Diese Anlaufart kommt nur bei Leerlauf oder geringem Gegenmoment in Betracht.

Gruß

Andi

 

[Alfred]

Hallo,
der Anlaufstrom ohne Last dürfte hier bei einer Absicherung 20/25 A bzw. 13/17 kWh kein Problem sein. Wird allerdings unter Last ab und wieder angeschaltet, wird die Sicherung gehen. Ein Motorsicherungs/Einschaltelement wäre hier notwendig.

 

[chemiker]

Hallo Alfred,

auch hier danke für die Hinweise. Das mit der Absicherung hatte ich gehofft. Wenn die 20 A nicht reichen sollte, werde ich mir allerdings eine 32 A Leitung legen lassen, irgendwann braucht man die ja doch mal.
Mit dem unter Last ab- und anschalten meinst Du, wenn der Keil im Holz stecken bleibt und ich beim Einschalten gleich wieder Druck aufbaue? Oder meinst Du etwas Anderes?

Liebe Grüße

Holger

 

[rt-andreas]

Hallo,

Holger unter Last darf dein Motor gar nicht anfahren, viel zu unsicher. Du brauchst zwingend eine Bedienarmatur auf der Hydraulikseite! Du möchtest ja wohl den Kolben eh hin und her bewegen und "Pumpe rückwärts" ist nicht.
Also, Motor wird immer auf "Neutral" = Leerlauf eingeschaltet. Dann per Ventilumstellung auf vorwärts oder rückwärts mechanisch der Ölstrom gelenkt. Im Leerlauf läuft das Öl ohne Last im Bypas durch die Pumpe, das dürfte gegenüber dem Anlaufmoment fast nix ausmachen. Steckt also der Keil fest und du schaltest den Motro ab, läuft der problemlos an und zieht dann um so mehr Saft je mehr du am Handhebel den Ölfluss freigibst. Ein "guter" Bedienhebel hat auch noch einen Vorteil, man kann damit relativ feinfühlig "Gas" geben. Damit sind dann im Bedarfsfall auch schnell mal Lager ein/ausgepresst, Ein "Buchstapel" für Blattpressungen unter Druck gesetzt... Alles Dinge die man mit Baumartgerät nicht unbedingt machen kann.
Schau mal nach einem Hydraulikbedarfshandel in deiner Gegend, die haben auch oft brauchbare gebrauchte Sachen und konfektionieren dir die Schläuche auf Maß.

Gruß

Andi

 

[Alfred]

Mit dem unter Last ab- und anschalten meinst Du, wenn der Keil im Holz stecken bleibt und ich beim Einschalten gleich wieder Druck aufbaue? Oder meinst Du etwas Anderes?

Liebe Grüße

Holger

ja, du siehst es gibt da vielfältige Möglichkeiten der Steuerung, 2 Wege-Ventil mit Bypass Steuerung.

 

[chemiker]

Hallo andi,

so hatte ich mir das auch vorgestellt, ich war nur etwas verwundert über das "unter Last aus- und wieder einschalten". Beim Ventil weiß ich noch nicht genau, was ich nehme. Entweder ein Kick-out-Ventil oder ein Eilgangventil mit gerastetem Rücklauf, was ich dann über einen am Zylinder befestigten Mitnehmer manuell zurückschalten kann.

Liebe Grüße

Holger

 

[chemiker]

Hallo alle zusammen,

entschuldigt, wenn ich diesen alten Thread nochmal rauskrame. Der Holzspalter ist fast fertig, der Bau steht in allen Einzelheiten im Schweißforum.

Ich poste jetzt hier auch nochmal, weil mich mein Hauselektriker heute ganz gaga gemacht hat. Hier erstmal ein Foto vom Typenschild:

Mein Elektriker wollte mir den in Stern-Dreickschaltung an 400 V setzen . Ich bin der Meinung, dass der dafür nicht geeignet ist. Die linke Spannungsangabe gibt doch die maximale Strangspannung, also die Maximalspannung bei Dreicksschaltung, also hier (3-P) 230 V, an, oder etwa nicht

Ich bin der Meinung, dass die Brücken im Anschlusskasten raus müssen und dann in Sternschaltung an (3-P) 400 V anschließen. Dann habe ich einen 9 kW Motor mit einem Strombedarf von 14,8 A. Dafür war meine damalige Frage, ob eine 20 A Sicherung in dem Fall reicht oder ist der Anlaufstrom dann wohl zu hoch. Mit der 20 A Sicherung kann mein Elektriker leben, da der Strombedarf nur für Sekunden benötigt wird, selbst wenn man mit 30 % Überlastung rechnet (ursprünglich hatte ich mit einem 7,5 kW Motor kalkuliert. Dann sollte ein Motorschutzschalter 10-16 A an den Motor, da ja der Nennstrom unter 16 A liegt.

Mache ich jetzt irgendwo einen Gedankenfehler

Bitte entschuldigt diesen Doppelpost hier und im Schweißforum


Edit: O. K.: Einen Fehler habe ich schon gefunden: Die 9 kW beziehen sich auf 60 Hz .

 

[Thomas.B]

@ chemiker:
Ich gehe davon aus, daß Du einen normalen Drehstromanschluß hast. Die Spannungen betragen dann nominal 230V AC zwischen Ln (L1, L2 oder L3) und N bzw. 400V zwischen den Phasen Ln.

Deinen Motor kannst Du daran natürlich anschließen. Die Laschen zur Vorwahl von Stern/Dreieck müssen dann ausgebaut werden. Sie werden je nach Schalterstellung funktional durch den Stern/Dreieck-Umschalter ersetzt. Die Verbindung zwischen Motor und Schalter muß dann mit einem 7-poligem Kabel ausgeführt werden: je 2 für die 3 Wicklungen und PE (grün/gelb).

In Stern-Schaltung nimmt der Motor unter Last oder beim Hochlaufen weniger Strom auf und hat auch weniger Leistung, wenn man es dabei belassen will bzw. kann. In Dreieckschaltung ist die mögliche (!) Stromaufnahme und Leistungsabgabe größer.
In Sternschaltung betragen Leistung und Drehmoment nur ca. ein Drittel der Werte in Dreiecksschaltung.
Der Spitzenstrom bei Beginn des Anlaufs beträgt bei Sternschaltung ca. 2/3 bis die Hälfte des Stromes, der bei Dreieckschaltung fließen würde. Die Werte sind üblicherweise auf dem Typenschild angegeben. In Deinem Falle 14,8A bei Stern und 25,6A bei Dreieck - jeweils pro Phase versteht sich.
Dein Motor würde also in Dreiecksschaltung für 1...2 Sekunden ca. 30kW zu sich nehmen - in Sternschaltung nur knapp 18kW - das dann aber etwas länger. (Die Werte vernachlässigen die Phasenverschiebungen - aber so ungefähr...)

Die Leistungsangaben 7,5kW / 9kW beziehen sich auf 50 bzw. 60Hz. Das ist richtig. Das Drehmoment bleibt (weitgehend) gleich. Synchrondrehzahl und max. Leistung ändern sich im Verhältnis zur Frequenz.

Die Nennleistungen beziehen sich bei Standardmotoren auf die Dreiecksschaltung.

Ich gehe davon aus, daß sich Deine Probleme auf klassische Weise lösen lassen. Trotzdem: Hast Du mal über einen Frequenzumrichter (FU) nachgedacht? Manchmal bekommt man die gebraucht erstaunlich günstig. Wenn man das gegen neu zu kaufende Stern-/Dreieck-Schalter, Kupplungen oder Bypassventile aufrechnet, sieht das dann manchmal gar nicht mehr so schlimm aus. Die Vorteile und Möglichkeiten sind enorm. Alles läßt sich programmieren: Maximalstrom, Startrampe, Drehzahl - gerade bei einer hydraulischen Maschine traumhaft. Ein FU kann auch sehr schön auf sich selbst und den Motor aufpassen - ggf. auch auf die angetriebene Maschine, z.B. über 1...2 hydraulische Druckschalter. Bei einem Holzspalter kann man automatisch reversieren lassen - alles mit separat einstellbaren Geschwindigkeiten ohne Gefummel an der Hydraulik. Ein automatischer Eilgang nachdem das Scheit geknackt ist (und die Stromaufnahme geringer geworden ist) wäre vielleicht nett.

Gruß
Thomas

 

[powersupply]

Moin

Einen Haufen Theorie, die chemikers Frage nach Stern- oder Dreieck nicht beantwortet hat hast Du in den Beitrag gepackt.
Beantwortet hast Du sie nicht. Und wenn dann falsch!

@Chemiker
Du liegst richtig mit Deiner Vermutung!
Den Motor darfst Du am 400V Netz NUR im Sternbetrieb betreiben. Als Vorsicherung würde ich 25A träge oder sogar 32A wählen. Die erforderliche Leitung bis zum Motorschutzschalter(10-16A) bleibt die Selbe.
Ich sage zwar immer Motoren bis 3KW werden in der Regel als 23ß/400V ausgeführt und die größeren 400/690V aber der hier macht eben die berühmte Ausnahme.
Ein Ausnahmegrund kann der geplante Betrieb an einem Hubwerk gewesen sein. Da arbeitet man mit einem Frequenzumrichter bei Frequenzen bis 90Hz mit vollem Drehmoment und hat damit einen größern Stellbereich in dem der Motor stabil läuft.

Mit einem FU hast Du, wie Thomas schon anmerkte einen Sanftanlauf und ggf. die Möglichkeit den Spalter schneller laufen lassen zu können. Bei eben 400V Strangspannung UND 89Hz. Aber eben nur wenn der FU auf 90Hz Nennfrequenz des Motors eingestellt ist. Bei manchen Geräten nennt sich dies Eckfrequenz.

Mit eben diesen Einstellungen habe ich den FU meines Hauswasserwerks parametriert und steuere die Pumpe(3x230V) mit 63Hz@280V an.

powersupply

 

[chemiker]

Hallo powersupply,

also lag ich schon mal richtig, dass ich den Motor nur im Sternbetrieb laufen lassen kann. Denke gerade über meine Hauselektrik nach , die der besagte Elektriker gemacht hat. Mit der Leitung BIS zum Motorschutzschalter meinst Du jetzt netzseitig vom Motorschutzschalter aus betrachtet, ja? Das würde ja schon bedeuten, dass ich eine 32 A Sicherung vor einem 16 A Stecker mit entsprechender Leitung sitzen habe. Dass dieser Motor im Normalfall nicht mehr zieht, ist mir klar, aber es besteht ja die Möglichkeit, dass jemand ein anderes Gerät anschließt, oder verstehe ich Dich da falsch?

 

[Thomas.B]

@ powersupply:
Was soll da bitte falsch sein? Das ist ein ganz normaler Drehstrommotor. Ein Datenblatt findest Du unter
http://www.ac-motoren.de/produkte/aca/

4-polige Motoren anklichen, PDF runterladen

Wegen ACA und FCA: elektrisch gleiche Motoren, FCA-Reihe hat einen Flansch

Der Motor kann am normalen 230/400V-Netz, was ein Privatmensch nun mal in 99,999% der Fälle bestenfalls hat, mit der beschriebenen 0815-Stern-Dreieck-Umschaltung betrieben werden.
Die AC-Motoren GmbH in Rodgau verkauft Standardmotoren, welche sie von irgendwoher importieren. "Wundertiere" haben die nicht. Die Motoren sind aber ok und preiswert.

Einen Haufen Theorie

Ägypten? Das ist doch nun wirklich übersichtlich.
Wahrscheinlich macht der Elektriker vom chemiker das genau richtig. Mir fällt auch kaum eine Möglichkeit ein, das grundsätzlich falsch zu machen. Alles 1:1 so belegen, wie es an Motor und Schalter dransteht und fertich. Schlimmstenfalls dreht er rückwärts. Dann werden eingangsseitig 2 Phasen getauscht und gut ist. Jeder Elektriker kann das im Schlaf - ansonsten ist er keiner.

@ chemiker:
Nur zur Sicherheit: Habe ich das richtig verstanden - Du hast einen ganz normalen Drehstromanschluß 230/400V?
Falls Dir das alles spanisch vorkommt; mach Dir nichts draus. Viele Leute haben so ihre Schwierigkeiten damit, zu verstehen, wie es auf vier Drähten Drehstrom, "Wechselstrom" und zwei verschiedene Spannungen geben kann. Es gibt aber viele Seiten im Web, die das teilweise sehr schön mit Bildern usw. beschreiben.

Gruß
Thomas

 

[Thomas.B]

@ chemiker:
Ich werde mal versuchen, ein paar Dinge zu erklären.

In einem Drehstromnetz gibt es zwei Spannungen. Die zwischen "Phase" L1...L3 und Nulleiter (N) und die zwischen den Phasen - also z.B. zwischen L1 und L2.

Normaler Drehstrom-Hausanschluß in Deutschland:
N - L1...L3: 230V
L(n) - L(n): 400V
Früher waren es 220V/380V. In Ländern mit 240V (z.B. Großbritannien) sind es nominal 240V/420V. Die Abhängigkeit ist mathematisch gegeben: * Wurzel 3

Die Spannungsangaben auf einem Drehstrommotor beziehen sich standardmäßig auf die Spannung L(n)-N.
Dein Motor ist bzgl. seiner Isolation für 420V geeignet.
Die Nennleistung läßt sich damit sowohl in Dreieck- als auch in Sternschaltung erreichen. In Sternschaltung brauchst Du aber mehr Spannung (die Du nicht hast).

Die Stromabgaben sind Spitzenströme.
In Dreieck: 230V * 25,6A * 3 = 17,664kW
In Stern; 400V * 14,8A * 3 = 17,760kW

Die berechneten Leistungen sind die kurzzeitigen Anlaufleistungen.
Bei Nennlast sind Ströme und Leistung entsprechend geringer - aber im gleichen Verhältnis.

Das Datenblatt gibt nur den Nennstrom bei 400V - also in Sternschaltung an: 8,35A
Bei Dreieckschaltung und 3* 230V werden es rechnerisch 14,46A sein (wieder Wurzel 3).

Die Sache mit der Phasenverschiebung und cos phi lasse ich mal weg. Nicht wundern, wenn die Werte rechnerisch 10kW ergeben, welche der Motor nicht hat.

Falls Du wirklich ein 400V/690V-Netz hättest (was ich wie gesagt für sehr unwahrscheinlich halte - so etwas haben nur Industriebetriebe etc.) wäre tatsächlich nur die Sternschaltung erlaubt. Der Motor würde damit aber seine volle Nennleistung erreichen. Ob und wie man das dann mit dem Anlauf regelt, wäre eine andere Sache.

Bei 230/400V wird die Sternschaltung bei solchen Motoren i.d.R. nur als Anlaufschaltung genutzt - wie gesagt mit ca. 1/3 von Nennleistung und Moment - aber mit ausreichend geringem Anlaufstrom für eine normal abgesicherte Hausinstallation.

Gruß
Thomas

 

[H. Gürth]

@ chemiker:
Ich gehe davon aus, daß Du einen normalen Drehstromanschluß hast. Die Spannungen betragen dann nominal 230V AC zwischen Ln (L1, L2 oder L3) und N bzw. 400V zwischen den Phasen Ln.

Deinen Motor kannst Du daran natürlich anschließen. Die Laschen zur Vorwahl von Stern/Dreieck müssen dann ausgebaut werden. Sie werden je nach Schalterstellung funktional durch den Stern/Dreieck-Umschalter ersetzt. Die Verbindung zwischen Motor und Schalter muß dann mit einem 7-poligem Kabel ausgeführt werden: je 2 für die 3 Wicklungen und PE (grün/gelb).

..................und für diese Schaltungsart bei dem gezeigten Motor übernimmt Herr B. natürlich die Garantie auf einwandfrei Funktion. und wechselt bei Motorschaden dann jeweils kostenlos aus.

Gut bei "Ihm" gehen die Uhren immer etwas anders.

Einfach mal hier nachlesen. Da hatte auch einer das Problem und es wurde sachlich erklärt.
Stern-Dreieck.

 

[chemiker]

Hallo Thomas.B,

ich muss gestehen, dass mich Deine Ausführungen jetzt sehr verwirren. Überall, wo ich nachlese, lese ich das Gegenteil .

Wikipedia

Sag mir bitte, was hier falsch ist: In der Dreieckschaltung habe ich zwischen den Strängen 400 V. Mein Motor veträgt aber auf einem Strang nur 220-240 V (linke Spannungsangabe).

Ich habe jetzt bei AC Motoren angerufen. Ich fragte, ob der besagte Motor in Stern-Dreieck laufen könne. Antwort: "Das kann man so nicht sagen, welche Version haben Sie, was steht als Spannungsangabe?" Das habe ich ihm vorgelesen, Antwort: "Dann geht nur Sternschaltung."

Danach habe ich einen örtlichen Motoreninstandsetzer/-bauer angerufen, auf Empfehlung meines Elektrikers . Nach Vorlesen des Typenschildes war sofort die eindeutige Aussage: "Dieser Motor kann an 400 V nur im Sternbetrieb angeschlossen werden, und ich habe ihm gesagt, dass ich damit einen Holzspalter bauen möchte, er konnte also nicht von einer Industrieanlage ausgehen. Das mit dem "anderen Drehstromnetz" war meinem Elektriker auch neu .


@H.Gürth: Danke für den Link, werde mir das mal durchlesen, habe das gerade erst gesehen.

 

[H. Gürth]

Das mit dem "anderen Drehstromnetz" war meinem Elektriker auch neu

Es gab auch bei uns hier in D. mal Drehstromnetze mit Spannung 127/220. Andere Länder haben das auch jetzt noch. Da der Motor ja nicht speziell für D gefertigt wird kann der in diesen Netzen eben im Dreieck betrieben werden.
Jede Spule/Wicklung des Motors ist für 230 V ausgelegt. Im Stern bekommt dann jede Spule ihre 230 V.
Bei den älteren oder Auslandsnetzen wird er eben im Dreieck angeklemmt und jede Spule erhält wieder 230 V.
Anders gehts nicht.

 

[chemiker]

Hallo H.Gürth,

nochmal Danke für die Hilfe! Habe wieder etwas gelernt. Jetzt weiß ich wenigstens, warum solche Motoren überhaupt gebaut werden .

Nachtrag an Thomas:

Das Datenblatt gibt nur den Nennstrom bei 400V - also in Sternschaltung an: 8,35A

Das besagte Datenblatt zeigt aber eindeutig 14,8 A, also auch genau das, was auf dem Typenschild steht. (Du bist 2 Zeilen nach oben gerutscht, zum ACA 112 M-4, ich habe den FCA 132 M-4

 

[kar]

Interessante Diskussion. Ich hatte das mit der 230/400V Angabe
auch anders (falsch) verstanden. Ich dachte, ein Motor mit dieser
Angabe wäre für Stern sowie Dreieckschaltung zugelassen und
die Angabe wäre so zu interpretieren, dass der Motor automatisch
bei deutschem Drehstrom in der Sternschaltung 230V und in der
Dreieckschaltung halt 400V an den Spulen anliegen hätte.
Letzterer Satz stimmt zwar immer noch, Dreieck wäre dann aber
nicht zulässig. Gut, dass das jetzt mal korrigiert wurde.

Habe gerade mal in den Stecker meines neuen gebrauchten
Kuhn/Birkenstock K18 geschaut. Der hat gar keinen Null-Leiter
angeschlossen. Also läuft der wohl immer im Dreieck.

Oder sind die Spulen Motorintern trotzdem auf Stern geschaltet
und der Null wurde nur weggelassen,weil da eh kein Strom
drüber fließt?