Die Schlupfkompensation bei Frequenz-Umrichtern

Wie Sie vielleicht wissen, sind Drehstrom-Asynchron-Motoren generell mit einem gewissen Schlupf behaftet.

Schlupf bezeichnet den Unterschied zwischen der Frequenz des Feldes und der Drehzahl des Ankers.

Aus diesem Drehzahlunterschied bezieht der Motor seine Erregung und somit das Moment.

Der Antrieb kann auch nur Drehmoment aufbringen, wenn Schlupf vorhanden ist.

Bei handelsüblichen Motoren liegt der Schlupf im Bereich von einigen Prozent. Er ist bei kleinen Leistungen eher hoch und nimmt zu größeren Leistungen hin ab.

Nun ist es eine Eigenschaft von Drehstrommotoren, dass der Schlupf unter Belastung zunimmt, also höher ist, als im Leerlauf.

Das bedeutet umgekehrt, dass die Drehzahl eines Motors bei Belastung absinkt, und bei Entlastung wieder bis zur Leerlaufdrehzahl steigt.

Dieses Einbrechen der Drehzahl ist oft nicht gewünscht und kann deshalb bei Betrieb mit Frequenz-Umrichtern kompensiert werden.

Man teilt dem Umrichter über einen Parameter den zu erwartenden Schlupf des Antriebs unter Last mit und dieser stellt je nach Lastzustand die Frequenz

für den Antrieb etwas höher ein. Dadurch erhält man bei jeder Lastsituation die gleiche Drehzahl und somit konstante Betriebsverhältnisse an der Maschine.

Mathematisch gilt für den Schlupf: s = (n0-n) / n0.

Hierin ist s der Schlupf, n die tatsächliche Drehzahl und n0 die theoretische Drehzahl (ohne Schlupf).

Bei einer Netzfrequenz von 50Hz würde ein zweipoliger Motor also mit folgender theoretischer Drehzahl arbeiten:

50Hz * 60s = 3000 1/min

Hat der Antrieb eine Nenndrehzahl von 2700 1/min, dann ergibt sich: s = (3000-2700) / 3000 = 1/10, also 10%.

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