AC-Motor Leistungsberechnung

Hallo Leute,

ich habe mal eine Frage zur Berechnung der Leistung eines Motors (30kW).
Er wird in der Industrie zum Antrieb einer Welle eingesetzt.

Kann ich zur Berechnung der abgegebenen Leistung die Formel

P = Drehmoment des Motors * Drehzahl * 2PI

nutzen?
Beim Tracking der Leistung werden nämlich nicht annähernd die 30 kW erreicht.

Vielen Dank für eure Hilfe!
Classic90
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Beim Tracking der Leistung werden nämlich nicht annähernd die 30 kW erreicht.
Dann ist der Motor richtig dimensioniert:
Der liefert die 30 kW doch nur, wenn die auch alle mechanisch "abgenommen" werden
und damit sollte man einen 30 kW-Motor nicht unbedingt belasten!

Ein mit 100 kg belastbares Seil wird in der Praxis auch nicht immer mit 100 kg belastet sein.
 
Dann ist der Motor richtig dimensioniert:
Der liefert die 30 kW doch nur, wenn die auch alle mechanisch "abgenommen" werden
und damit sollte man einen 30 kW-Motor nicht unbedingt belasten!

Ein mit 100 kg belastbares Seil wird in der Praxis auch nicht immer mit 100 kg belastet sein.
Vielen Dank für die Antwort. Mir geht es jedoch nicht darum, ob der Motor richtig dimensioniert ist oder nicht. Er ist sowieso bereits verbaut. Ich möchte nur wissen wie ich errechnen kann welche Leistung er abruft, da es ja nicht die 30 kW sind.
VG
 
Hallo,
ich gehe mal von einem 30 kW Asynchronmotor aus.
P = U x I x
x cos

wobei U die gemessene Spannung und I der gemessene Strom ist.
Cos
kommt vom Typenschild des Motors.

Damit hast du die momentane elektrische Leistung des Motors.
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo,
ich gehe mal von einem 30 kW Asynchronmotor aus.
P = U x I x
x cos

wobei U die gemessene Spannung und I der gemessene Strom ist.
Cos
kommt vom Typenschild des Motors.

Damit hast du die momentane elektrische Leistung des Motors.
Laut Hersteller soll es sein Drehstrom-Synchronmotor sein.
Das Problem bei der von dir beschriebenen Formel ist, dass du davon ausgehst dass ich Strom bzw. Spannung an dem Bauteil messen kann. Das ist leider nicht der Fall.
Cos
liegt mir soweit vor..
Was ist an meiner beschriebenen Formel denn falsch?
VG
 
Deine Formel ist super...nur: Was von den genannten Größen kannst Du messen? Drehmoment, eher nicht...Drehzahl, dürfte bei einer Synchronmaschine hart an der Nenndrehzal entsprechend Polpaarzahl liegen, also?
Das beste Indiz dürfte die Stromaufnahme sein. Es wird sich doch wohl irgendwo (im Schaltschrank) ein Zangenstromwandler um die Zuleitungsdrähte legen lassen?

Ach so, wie macht Ihr das "Tracking der Leistung" bisher?
 
Deine Formel ist super...nur: Was von den genannten Größen kannst Du messen? Drehmoment, eher nicht...Drehzahl, dürfte bei einer Synchronmaschine hart an der Nenndrehzal entsprechend Polpaarzahl liegen, also?
Das beste Indiz dürfte die Stromaufnahme sein. Es wird sich doch wohl irgendwo (im Schaltschrank) ein Zangenstromwandler um die Zuleitungsdrähte legen lassen?

Ach so, wie macht Ihr das "Tracking der Leistung" bisher?
Kann man als Drehmoment nicht das Bemessungsdrehmoment des Motors nehmen? Drehzahl = Bei der Maschine handelt es sich um ein Webstuhl mit einer Hauptwelle. Diese Hauptwellendrehzahl wird bei dem Prozess über die Maschine manuell eingestellt.. aber das wäre dann wohl doch zu einfach oder?!
Die Idee mit dem Zangenstromwandler ist keine schlechte Idee nur muss das leider aus Sicherheitsgründen immer von einem ausgebildeten Elektriker gemacht werden.
Die Leistung wird über ein Powermanagement aufgezeichnet. Diese Daten soll ich zum Abgleich nehmen um eine Modellierung zu erstellen die der Maschine möglichst nahe kommt.
VG
 
Und wo hat das Powermanagement seine Daten her, da muss es doch schon was geben? Eventuell auch am Drehzahlsteller für den Antrieb? Ansonsten soll Dir der zuständige Elektriker eben einen messenden Datenlogger installieren.
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Falls dir Drehmoment des Motors und Drehzahl bekannt sind,
ist deine Formel goldrichtig - auch für Synchronmotoren.
Beides sowie der cos phi sind jedoch wesentlich schwieriger zu messen als Strom und Spannung.
(Ein Stromzangl ist leicht draufgezwickt - ein Momentenzaum dagegen sehr aufwändig.)
Die letzteren Größen "weiß" u.U. schon der FU,
denn der verwendet die in der Regel als Eingangsgrößen.
 
Mechanisch kannst Drehmoment und Drehzahl messen, wenn Du ein Stück der Antriebswelle mit 2 Photozellen erreichst (schwarzer Längsstrich auf der Welle). Ich hab mal so die Leistung einer Schiffsschraube per Rechner überwacht.
 
Falls dir Drehmoment des Motors und Drehzahl bekannt sind,
ist deine Formel goldrichtig - auch für Synchronmotoren.
Beides sowie der cos phi sind jedoch wesentlich schwieriger zu messen als Strom und Spannung.
(Ein Stromzangl ist leicht draufgezwickt - ein Momentenzaum dagegen sehr aufwändig.)
Die letzteren Größen "weiß" u.U. schon der FU,
denn der verwendet die in der Regel als Eingangsgrößen.
Das Drehmoment ist mir aus den Herstellerangaben bekannt und kann aus einer Tabelle entnommen werden.
Die Drehzahl stellt man an der Maschine ein. Da stellt sich nur die Frage ob zwischen Motor und Hauptwelle noch eine Art "Übersetzung" stattfindet..
 
Die belastete Welle verdreht sich durch das Drehmoment um einen winzigen Winkel. Dadurch kommt die Impulsflanke, die der schwarze Strich in der zweiten Fotozelle erzeugt um Δt (µs) später als bei der ersten Fotozelle. Bei jeder vollen Umdrehung wiederholt sich nach der Zeit T das Impulspaar. Aus T rechnet der µ-Prozessor die Drehzahl und aus Δt und den mechanischen Eigenschaften der Welle das Drehmoment.
 
Unabhängig davon habe ich nochmal eine anderer Frage.
Lässt sich die Motorklasse und die Anzahl der Pole zur Bestimmung des Wirkungsgrades irgendwie aus den Daten eines Motors ableiten wenn die Klasse, wie z.B. IE3, nicht explizit genannt oder auf dem Typenschild abgebildet ist?
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Nein:
Die Anzahl der Pole hat mit dem Wirkungsgrad nichts zu tun.
Die belastete Welle verdreht sich durch das Drehmoment um einen winzigen Winkel. Dadurch kommt die Impulsflanke, die der schwarze Strich in der zweiten Fotozelle erzeugt um Δt (µs) später als bei der ersten Fotozelle. Bei jeder vollen Umdrehung wiederholt sich nach der Zeit T das Impulspaar. Aus T rechnet der µ-Prozessor die Drehzahl und aus Δt und den mechanischen Eigenschaften der Welle das Drehmoment.
Was für ein Aufwand gegenüber dem Dranhalten eines Voltmeters und dem Drüberklipsen einer Stromzange!
 
Ja was für ein Aufwand. Wenn ich die Leistung nur grob haben will, dann mag ich das mit ner Stromzange und nem Multimeter hinkriegen.
Will ich aber die Leistung haben, die der Motor an der Welle abgibt, dann muss ich das über Drehzahl und Drehmoment machen...

In der Regel kenne ich für einen Betriebspunkt, der NICHT der Bemessungspunkt der Maschine ist weder cos phi, noch die mechanischen Verluste. Darüber hinaus ist die exakte Messung des Stroms per Zange immer so eine Sache, gerade bei Betrieb am Frequenzumrichter... Effektivwert-Berechnungen gehen vom idealen Sinus aus, den hat ein Motor am FU nicht unbedingt. Für die Spannung gilt dasselbe...

Wenn ich also wissen will, ob der Motor gerade 20 oder 25kW liefert, dann mach ich das über Spannung und Strom... Brauche ich die Wellenleistung aber genau, muss ich Drehzahl und Drehmoment messen. Ginge es anders, würden wir das tun... Drehmomentmessflansche u.ä. sind sehr teuer...
 
Es geht nicht um hochpräzise. Die Messung mittels Multimeter und Stromzange ist bestenfalls eine grobe Schätzung der Leistung an der Motorwelle. Wenn der Motor im Teillastbereich arbeitet, kann der cos_phi durchaus nicht 0,8, sondern nur 0,6 sein. Allein da hast du dann schon einen Fehler von 25% drin...
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Wenn´s genauer sein muss, wird man halt ein billiges Oszi zuhilfe nehmen
und dann kennt man den cos phi.

Natürlich ist das dann immer noch ungenauer,
als wenn man EXAKT die Drehzahl UND das Drehmoment misst.
Letzteres ist vielleicht auf einem Prüfstand (Momentenzaum, Messflansch, ...)
bei einer verbauten Maschine jedoch in der Regel nicht messbar.
 
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