Projektierungsblatt für den Anlauf eines Asynchronmotors mit Schleifringläufer

Für die schweren Anlaufbedingungen bei Mühlen und Brechern unter Volllast und für Ventilatoren mit sehr großen Massenträgheitsmomenten werden nach wie vor Asynchronmotoren mit Schleifringläufer eingesetzt.

Das Anlaufmoment kann durch entsprechende Auslegung des Widerstandsanlassers bis zum Kippmoment betragen, wobei der aufgenommene Strom dem Anlaufmoment entspricht und nicht, wie bei einem direkt anlaufenden Asynchronmotor,
das 6- bis 8-fache des Nennstromes. Die Kühlung großer Asynchronmotoren mit Schleifringläufer erfolgt vorrangig mit Luft-Luft-Wärmetauschern bzw. mit Luft-Wasser-Wärmetauschern und separater Belüftung des Schleifringraumes.

Für interessierte Fachleute, Studenten und Auszubildende möchten wir ein Berechnungstool
auf Excel-Basis für den Anlasswiderstand eines Stufenanlassers bereitstellen.

Einsatzbereich des Schleifringläufermotors
Vor allem im Hochleistungsbereich kommen die Vorteile von hohem Anlaufdrehmoment und niedrigem Anlaufstrom zum Tragen. Deshalb gelten Schleifringläufermotoren in schwachen Stromnetzen auch heute noch als kostengünstige Antriebslösung. Der Einsatz erfolgt dabei vorrangig bei Arbeits-
maschinen mit großen Trägheits- oder Gegenmomenten. Die Vorteile von Schleifringläufermotoren zeigen sich vor allem bei MS-Motoren ab 630 kW.

Eingesetzt werden Schleifringläufermotoren z.B. bei

• Antrieben von Mühlen und Brechern
• Antrieben mit Voll- oder Schwerlastlauf
• doppelt gespeisten Generatoren
• großen Ventilatoren und Pumpen

Vor- und Nachteile von Schleifringläufermotoren
Schleifringläufermotoren haben folgende Vorteile:

• Einstellbares und hohes Anlaufdrehmoment
• Einfache Steuerung der Umschalt-Drehzahlen beim Anlauf
• Dem Anlaufmoment entsprechender und damit relativ geringer Anlaufstrom
• Läuferkreis kann beeinflusst werden
• • Dauerschlupfstufe möglich

Natürlich gibt es auch Nachteile:

• erhöhter Wartungsaufwand
• für Kurzzeitbetrieb nicht geeignet
• für drehzahlgeregelte Antriebe nicht geeignet, dort ist ein umrichtergespeister ASM-KL besser

Wirkungsweise von Schleifringläufermotoren
Ein Schleifringläufermotor ist genau wie ein Kurzschlussläufer ein Induktionsmotor. Dabei wirken Läufer und Ständer im Stillstand wie ein Transformator, durch das Ständerdrehfeld wird eine Spannung im Läufer induziert, die als Läuferstillstandsspannung bezeichnet wird. Diese ist auf dem Typenschild angegeben und ist nicht von der Netzspannung abhängig, für die der Motor ausgelegt ist. Gemessen werden kann sie an den offenen Schleifringen. Wenn die Läuferanschlüsse kurzgeschlossen werden, entsteht im Läufer ein Stromfluss. Durch den induzierten Drehstrom wird nun ein Läuferdrehfeld erzeugt, welches gemeinsam mit dem Ständerdrehfeld ein Drehmoment bewirkt. Widerstandsanlasser werden zur Beeinflussung des Anlaufmomentes in den Läuferkreis des Motors geschaltet. Die Beschleunigung des Antriebsstranges erfolgt durch eine motorschlupfabhängige Reduzierung des Anlasswiderstandes. Der als Bild 1 beigefügte Auszug aus der Fachliteratur verdeutlicht die Zusammenhänge anhand der Kennlinien. Gern stellen wir eine weiterführende Literaturliste zur Verfügung.

Es gibt für ein breites Anwendungsspektrum die verschiedensten Anlasstypen:

• Flüssigkeitsanlasser (Elektrolyt)
• Stufenanlasser mit Schaltwalzen oder Schützen (Widerstände unter Öl)

Der Öl-Schützanlasser besteht aus drei Festwiderständen jeweils mit einzelnen Widerstandsgusselementen unter Öl. Dieser drei-phasige-Widerstand wird stufenweise durch Schaltschütze verkleinert und nach Abschluss des Anlaufs mit einem Kurzschlussschütz kurzgeschlossen (Bild 2).
Anwendungen:
z.B. für Ventilatoren, Verdichter, Pumpen, Zementmühlen, Brecher

Der Flüssigkeitsanlasser ist ein stufenlos verstellbarer drei-phasiger Anlasswiderstand mit Elektrodensystemen und einem Elektrolyt zur Widerstandsänderung (Bild 3). Durch die Auslegung der Konzentration und damit verbundenen Widerstandsänderung ist er universell einsetzbar und kann an die konkreten Anforderungen angepasst werden.

Anwendungen:
z.B. für Ventilatoren, Verdichter, Pumpen, Zementmühlen, Brecher, Prüffeldanlagen, Brecher, Schredder, Förderanlagen

Excel-Projektierungsblatt

Auf Bild 4 sehen Sie das Excel-Projektierungsblatt zur Dimensionierung eines Stufenanlassers.
Bei Interesse an der Berechnungstabelle als Excel-Dokument kontaktieren Sie bitte unser Sekretariat unter Tel.: 03943 56060 oder sekretariat@dr-ecklebe.de.

(Die Bereitstellung erfolgt ohne Gewähr.)

Auch wenn sich die Rechentabelle weitestgehend selbst erklärt:
Studierenden und Auszubildenden stehen wir bei Bedarf mit weiteren Erläuterungen
gern zur Verfügung.