Frekvensstyrning och varvtal.

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
John Eriksson
Inlägg: 473
Blev medlem: 30 december 2006, 22:53:06
Ort: Bollnäs

Frekvensstyrning och varvtal.

Inlägg av John Eriksson »

Hej på Er alla.

Jag har en Modig UBM-AM maskin jag håller på att bygga om till CNC. Motorn har två hastigheter, samt det sitter en växellåda som gör att det blir varvtal från 6 till 2160 RPM vid 50 Hertz. Vid 60 hertz är maxvarv 2590 RPM står det på fräshuvudet.
Har även en frekvensstyrning som jag skulle vilja använda till denna motor. Om jag räknar 2160/50=43,2 varv/hertz. Skulle jag höja frekvensen 1ill 100 Hertz borde jag då få 100*43,2 = 4320 RPM. Kan jag räkna på detta vis att varvtalet är direkt linjärt mot frekvensen. Och hur skulle motorn reagera på denna frekvens ökning av 100% med tanke på effekt, vridmoment temperatur vid belastning. Vad tror ni om växellådan i fräshuvudet, pallar den för dubbla varvtalet.

Tar gärna emot rättelser i mitt resonemang och lite åsikter på denna fråga.

Mvh John Eriksson i Bollnäs.
Användarvisningsbild
säter
Inlägg: 32514
Blev medlem: 22 februari 2009, 21:16:35
Ort: Säter

Re: Frekvensstyrning och varvtal.

Inlägg av säter »

Jag vill minnas att jag har läst här att frekvensomriktare och 2-hastighetsmotorer inte fungerar så bra tillsammans.
ziw
Inlägg: 92
Blev medlem: 15 mars 2014, 19:58:07
Ort: Sundsvall

Re: Frekvensstyrning och varvtal.

Inlägg av ziw »

Varvtalet följer frekvensen så 100Hz ger 4320 min-1.
Effekten kommer at vara konstant över 50Hz och det medför att momentet blir halverat vid 100Hz när du kör med en VFD.
Du bör kolla om motorn pallar mekaniskt vid dubbla varvtalet. Dessutom kan första steget i växellådan få problem vid höga varv.
Kravet på smörjning ökar med varvtalet.
Användarvisningsbild
TomasL
EF Sponsor
Inlägg: 45176
Blev medlem: 23 september 2006, 23:54:55
Ort: Borås
Kontakt:

Re: Frekvensstyrning och varvtal.

Inlägg av TomasL »

Om det är en 3-fasmotor och du kan koppla den för 230V får du konstant moment upp till 87 Hz
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 16720
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Re: Frekvensstyrning och varvtal.

Inlägg av grym »

jag hadde inte riskerat växellådan med högra varvtal än vad som står på den

tyvärr så är det ganska ofta man bör undvika högsta växlen på gamla fräsmaskiner
men om man annvänder dom , så ha koll på temperaturen på hela drivkedjan så inget börja öka i värme, det kan bli dyrt och jobbigt
John Eriksson
Inlägg: 473
Blev medlem: 30 december 2006, 22:53:06
Ort: Bollnäs

Re: Frekvensstyrning och varvtal.

Inlägg av John Eriksson »

Hej.

Motorn är trefas. Skruvade av locket till kopplingsboxen och där fanns inga kopplingsbleck för att välja Y eller Delta koppling. Varvtalen på motorn är 1440 eller 2880 RPM. Tog några bilder på märkskylt, kopplingsbox. Frekvensstyrningen jag har är en NFO sinus.
Insida lock kopplingsbox.jpg
Märkskylt.jpg
Kopplingsbox.jpg





Tack för era "svar"

Mvh John Eriksson Bollnäs.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
TomasL
EF Sponsor
Inlägg: 45176
Blev medlem: 23 september 2006, 23:54:55
Ort: Borås
Kontakt:

Re: Frekvensstyrning och varvtal.

Inlägg av TomasL »

Ok, då är 50Hz maximal frekvens för bibehållet moment.
Du kan kanske köra upp till 60 Hz, en del motorer klarar detta, men inte mer, (beror på hur överdimensionerad motorn är iofs) men när man kommer upp i frekvens blir förlusterna såpass stora att motorn blir överhettad och till slut kollapsar magnetfältet i motorn, dessutom om det är en gammal motor, är det inte säkert att den går att köra med en omformare, då isolationen i motorn är för klen.

Överbelastar man den vid för hög frekvens (vilket ofta inte är så svårt) händer skojjiga saker.
John Eriksson
Inlägg: 473
Blev medlem: 30 december 2006, 22:53:06
Ort: Bollnäs

Re: Frekvensstyrning och varvtal.

Inlägg av John Eriksson »

Hej.

Köra motorn på 60 Hz kanske kan gå då den är specad för 60 Hz enligt en skylt på fräshuvudet. Kan även vara så att det skall vara en 60 Hz motor i länder där det är 60 Hz i elsystemet. Tycker det verkar som att flertalet inlägg avråder mig att köra denna frekvensstyrning och jag börjar luta åt det hållet själv, även om det skulle vara trevligt med lite högre varv men skapar dessa högre varv mer problem än nytta så blir det ingen frekvensstyrning.

Tack för era inlägg. Uppskattas.

Mvh John Eriksson i Bollnäs.
Användarvisningsbild
TomasL
EF Sponsor
Inlägg: 45176
Blev medlem: 23 september 2006, 23:54:55
Ort: Borås
Kontakt:

Re: Frekvensstyrning och varvtal.

Inlägg av TomasL »

Problemet är att även om motorn är specad för 60 Hz så är nätspänningen för låg, för att köra 60 Hz, så behöver du 480V matning för att få samma moment, vilket inte är möjligt.
dessutom är motor specad för 50Hz
Prins Valiant
Inlägg: 903
Blev medlem: 3 januari 2022, 15:10:05
Ort: Kristianstad

Re: Frekvensstyrning och varvtal.

Inlägg av Prins Valiant »

Hej!
Jag har mycket lång teoretisk och praktisk erfarenhet från sådana här moderniseringar och skall sammanfatta det viktigaste:
Det går bra att använda en 2 hastighet motor, inga problem. Tänk dock på följande:
Isolation:
Innan du börjar bör du låta göra en isolationstest av motorlindningen, en s.k. meggning med 1000V. Påkänningarna är större på isolationen vid frekvensdrift, och är den inte felfri kommer den att få isolationsfel.
Max varvtal:
Motorer, speciellt äldre, brukar vara mekaniskt byggda för max 4000- 4500rpm. Därefter finns risk för rotorsprängning p.g.a. centrifugalkraften. Undvik högre än 50Hz.
Eftersläpning:
Denna motor har ett synkront varvtal på 3000rpm. 3000-2865 (märkvarvtal)= 135rpm (eftersläpning). Vid fullt effektuttag sackar motorn med 135rpm i jämförelse med obelastad motor.
Eftersläpningen är konstant genom hela fartregistret, oavsett matningsfrekvens. D.v.s. om du matar den med 25Hz kommer varvtalet bil 1500-135 =1365rpm. Eftersläpningen varierar med belastningen. Eftersläpningen motsvarar 2,25Hz, du skall alltså ej ställa min frekvens lägre än 2,25Hz för att få fullt moment i start.
Val av frekvensomriktare:
För att få en problemfri drift även om igångkörningen ej varit optimal skall du välja en frekvensomriktare som har 1,5ggr större nominell ström än motorn. I ditt fall 5,3 x 1,5 = 8Amp. Detta är ett bra råd när man moderniserar och använder äldre motorer som aldrig varit gjorda för frekvensdrift. Momentkurvorna var flackare, vilket ger mer eftersläpning vilket drar iväg med strömmen.
Kylning:
Tänk på att motorn vid låghastighetslindning har lägre effekt. När du nu kör långsamt med höghastighetslindning kan du ta ut högre effekt, men tyvärr roterar den mekaniska fläkten långsammare och kylningen blir sämre, vilket kan leda till överhettning vid högt långvarigt effektuttag vid lågvarv. Detta kan bli ett problem för dig. Därför är många nya frekvensmotorer försedda med separat motordriven fläkt för att kunna köras långsamt.
Överhastighet:
Vill du köra mer än 3000rpm skall spänningen teoretiskt ökas linjärt mot frekvensen, alltså 400V vid 50Hz och 800v vid 100Hz. Eftersom spänning ej kan skapa, blir momentet lägre, ju mer översynkront du kör. Momentet minskar med kvadraten på spänningsfallet: 400/800=0,5. Kvadraten på 0,5 = 0,25. Således endast 25% moment vid dubbel hastighet.
Någon sa i sitt svar här att man kan koppla om till D, och därmed kan få fullt moment upp till 87Hz, vilket är helt korrekt. Men i tvåhastighetsmotorer brukar ej Y/D punkten vara uppdragen till plint för omkoppling. Kan ej se detta på dina foton heller.
Mindmapper
Inlägg: 6389
Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
Ort: Jamtland

Re: Frekvensstyrning och varvtal.

Inlägg av Mindmapper »

John Eriksson skrev: 28 januari 2022, 22:13:44 Hej.

Motorn är trefas. Skruvade av locket till kopplingsboxen och där fanns inga kopplingsbleck för att välja Y eller Delta koppling. Varvtalen på motorn är 1440 eller 2880 RPM. Tog några bilder på märkskylt, kopplingsbox. Frekvensstyrningen jag har är en NFO sinus.

Insida lock kopplingsbox.jpg

Märkskylt.jpg

Kopplingsbox.jpg






Tack för era "svar"

Mvh John Eriksson Bollnäs.
Prins Valiant hann komma in med ett bra inlägg medans jag skrev
Motorn är en tvåfasmotor. Är inte bra att koppla om mellan lågvarv eller högvarv med frekvensomriktaren inkopplad så du får se till att välja.
NFO frekvensomriktare är bra eftersom de har en utsignal som har en sinusform på utspänningen som andra frekvensomriktare inte kan uppnå, utan extra filter. Skonsammare än de flesta motorer eftersom en snäll sinusform är bra för motorn. Ger inte lika lätt överslag inne i motorn samt mindre störningar EMC.
Momentet känner du ju om det räcker till när du fräser. Så se upp för höga och låga varv.
Det mesta andra är redan skrivet tycker jag.

Edit ska stå tvåhastighet istäälet för tvåfas.
Senast redigerad av Mindmapper 29 januari 2022, 16:02:27, redigerad totalt 1 gång.
Prins Valiant
Inlägg: 903
Blev medlem: 3 januari 2022, 15:10:05
Ort: Kristianstad

Re: Frekvensstyrning och varvtal.

Inlägg av Prins Valiant »

Som Mindmapper skriver, någon omkoppling mellan hög och lågfartslindning är ej tänkbar. Har bl.a. med att man måste välja parametrar för det ena eller andra lindningen samt utföra en tuning, fram för allt av v/f kurvan som passar. I så fall måste man välja en omriktare med 2 valbara kompletta parameteruppsättningar, vilket ej är vanligt. Samt en säker förregling med kontaktorer, som endast kan ske vid spänningsfri motor.
Intressant med NFO omriktarna, kände inte till denna arbetsprincip. Man lär sig alltid något nytt här på forumet.
John Eriksson
Inlägg: 473
Blev medlem: 30 december 2006, 22:53:06
Ort: Bollnäs

Re: Frekvensstyrning och varvtal.

Inlägg av John Eriksson »

Hej.

Detta var mycket mer komplicerat än vad jag kunde föreställa mig. Motorn är från sent 1986 till 1990 ca. Jag utgick från det lilla kopplingsshemat på insidan av locket att det var en 3 fas motor då det klart står att L1. L2 och L3 skall kopplas in på tre olika lindningar beroende på låg eller högfart samt att märkskylten säg 3 fas. Och även bilden på inkopplingen av tre kablar på varje sida i kopplingsboxen. Kan det vara så att mindmapper har skrivit fel om att motorn är 2 fas, är mycket lätt att skriva fel.

I början tänkte jag mig att koppla in frekvensstyrningen på "primär sidan" på brytaren På/av och högfart/lågfart då behöver jag inte dra om kablage till motorn utan nyttjar det som redan finns. trodde även då att det skulle vara möjligt att använda både hög och låg fart. Men ser inte att det skulle vara någon större vits att göra det då jag primärt skulle justera varvtalet med frekvensstyrningen samt växellådan i maskinen. Brytaren skulle i princip bli en arbetsbrytare som jag kan slå av vid verktygsbyten då jag gissar att det är komplicerat att göra verktygsbytare på en MK4 spännhylschuck utan dragstång och där både chuck och spännhylsa låses med en mutter. Och om jag då inte kan koppla om till Y drift så verkar det vara kört att köra frekvensstyrning på denna motor.
Det borde vara möjligt att skaffa en annan motor med en hastighet som kan Y/D kopplas med varvtal på 2800. Men då når jag ialla fall inte mitt mål att få varvtal på runt 5000 varv. Vet ej om det går att köpa en 3 fas motor som ger ca 5000 rpm som ersättning för den jag har. Kanske är det en servo motor jag skulle ha i ett sånt fall.

Skall läsa Prins Valiants inlägg fler ggr. Tack igen.

Mvh John Eriksson i Bollnäs.
Mindmapper
Inlägg: 6389
Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
Ort: Jamtland

Re: Frekvensstyrning och varvtal.

Inlägg av Mindmapper »

Att den är tvåfas är skrivfel, den är tvåhastighet.
Du kopplar om trefasanslutningen för att få de två hastigheterna, och det är svårt att göra med en frekvensare ansluten.

Om NFO'n går att parameterstyra som Prins Valiant skriver skulle det gå att köra både Låg och höghastighet med den inkoppling du beskriver. Har bara mät på NFO och har inte den erfarenhet av NFO för att skriva om det är möjligt att parameterstyra den.
Prins Valiant
Inlägg: 903
Blev medlem: 3 januari 2022, 15:10:05
Ort: Kristianstad

Re: Frekvensstyrning och varvtal.

Inlägg av Prins Valiant »

Jag studerade din märkskyltsbild igen. Hoppsan. Det är en D/YY kopplad motor, en s.k. Dahlanderkopplad. Sällsynt rackare, men den är helt klart en 3-fas. Denna Dahlandermotor kopplas om mellan D eller Y koppling utanför din motor, när du väljer hastighet. Du kan lägga in en frekvensomriktare på primärsidan, men aldrig någonsin slå till/från eller byta hastighet där! Man bryter aldrig mellan frekvensomriktare och motor. Har du en avancerad omkopplare, eller kanske även en kontaktor som kopplar mellan D eller YY?
Som du säger, låg/ höghastighetsval är bara att glömma. Jag tycker nästan att du skall glömma denna Dahlander-motor och frekvens, även om en bra elektriker skulle kunna koppla den stationärt på enbart högfart. Hoppas han har hört talas om Dahlander.
Arbetsbrytare för verktygsbyte/frånkoppling måste placeras före omriktare.
Man kan nog säga att 2-poliga asynkronmotorer varvar 3000rpm och i 60Hz länder 3600rpm. Motorer med 80 och 100Hz för högre varvtal är sällsynta, oftast specialbyggda för vissa applikationer.
Men att gå upp till ca 5000rpm är fullt möjligt, om du väljer en motor som kan kopplas 230V D. Då kan du gå upp till 3000 rpm x roten ur 3 ( 1,73) med fullt moment. Men vid inköp måste du koll i specifikationen noggrant, att motorn tillåter detta varvtal. Detta är som sagt frågan om centrifugalkrafter och lagerval.
Skriv svar