Elektrothema: Bremsgerät für 10 kW-Motor wie bemessen?

[Brettermeier]

Moin,

ich muss an einer großen Bandsäge eine elektrische Bremse anbauen, in der Art eines Statomaten von Fa. Horstmann.
Für den 10 kW-Motor habe ich einen solchen Statomaten für 14 kW und einem Bremsstrom von bis zu 70 Ampere gekauft, dieser bremst den Motor bzw. das große Antriebsrad kaum merkbar ab, da dieses Rad sicher 80 Kilo wiegt und damit eine sehr große Schwungmasse darstellt.
Kennt sich zufällig jemand mit solchen Bremsgeräten soweit aus, dass er mir sagen kann, wie soilch eine Motorbremse bemessen sein muss?
Mir wird jetzt klar, dass dafür nicht nur die Motorleistung ausschlaggebend ist, sondern sicher auch die dynamischen Verhältnisse solch einer Maschine.

 

[magmog]

Guuden,

frag bei Klinger Born an, die wissen was bei Antriebssteuerungen geht.
https://www.klibo.de/produkte.html
Leider weder verwand noch verschwägert!

 

[Komihaxu]

Wende dich doch einfach an den Hersteller des Bremsgerätes mit der Bitte um eine Auslegung.
Dazu wirst du wohl Daten wie das abzubremsende Gewicht, den Radumfang und die Drehzahl brauchen.

 

[Zahltag]

ich habe nach diesen statomat mal gegoogelt. so richtig viel dazu zu lesen gibt es ja nicht. bilder sind da auch eher mangelware, zumal man eh niemals nachträglich eine mechanische bremse auf die motorwelle bekommt und auf der getriebeseite meistens kein sinn macht. wahrscheinlich macht der statomat irgendwas anderes, aber nicht so bremsen, wie du dir das wahrscheinlich vorstellst. wie du schon richtig geahnt hast, muss die schwungmasse erstmal zum stehen gebracht werden
ehrlich gesagt weiß ich nicht, was diese statomaten wirklich machen...

ansonsten solltest du dich an den hersteller der säge wenden oder an den hersteller des antriebes. oder aber jemanden damit beauftragen, der sich damit auskennt.

 

[Komihaxu]

ehrlich gesagt weiß ich nicht, was diese statomaten wirklich machen...

Wenn du dir zwischen einer mechanischen Bremse und einer simplen Richtungsumkehr nichts vorstellen kannst, dann bist du wohl auf den elektrotechnischen Stand von vor 30 Jahren.

Mittlerweile gibt es Bremswiderstände, Gleichstrombremsen und frequenzgeregelte Antriebe mit aktiver Bremse. Letztere können neuerdings sogar die Bremsenergie ins Netz zurückspeisen.

 

[schrauber-at-work]

Moin,

wie Komihaxu schreibt wird sowas heutzutage mittels Frequenzumrichter mit Rückspesiung (Je nach Leistung und Anforderungen) oder Bremswiderständen gelöst. Dazu muss aber natürlich der Antrieb geeignet sein. Bei älteren Motoren ist dies nicht unbedingt gegeben da die Isolation des Stators im Fall nicht die passende Isolationsklasse hat!

Damit ist es möglich sehr dynamisch zu "bremsen". Haben auf unseren großen Leitungstrommeln Antriebe mit 22 KW und größer, die bremsen eine Trommel mit Ø 8m Durchmesser und ~3t Gewicht inkl. Leitung innerhalb kürzester Zeit per FU und Rückspeisung.
Die am Motor verbaute Bremse dient lediglich dazu dafür zu sorgen dass sich die Leitung nicht selbstständig abtrommelt, sprich sie im Stillstand zu halten.

Gruß SAW

 

[Brettermeier]

Ein FU kommt wegen der erheblich höheren Kosten nicht in Frage, mir gehts einfach nur um die Frage, wie solch ein elektrisches Bremsgerät bemessen werden muss...
Danke erstmal..

 

[schrauber-at-work]

Meinst Du so etwas?
https://www.hilger-kern.de/fileadmin/assets/files/de/brochures/HuK-frenomat-frenostat-elektronische-Bremsgeräte-de.pdf
Was ich schon gesehen habe sind Geräte zum mit Gleichstrom Asynchronmotoren zu bremsen.

Habe ich mich nie mit beschäftigt da im Sinne der Maschinenrichtlinie nicht zulässig für sicheren Halt.

Vielleicht verlinkst Du ja das Datenblatt zu deinem und Skizzierst wie Du es angeschlossen hast, dann wird es einfacher festzustellen ob es richtig dimensioniert, anschlossen und parametriert ist.
So ist es "stochern im Nebel".

Gruß SAW

EDIT: Hilger und Kern schreibt da was vom 3-fachen des Motorstroms was die "Bemessung" angeht.

 

[brubu]

Ein FU ist sicher nicht nötig, bin nicht vom Fach. Unsere mittlerweile ältere Bütfering Breitband bremst ohne komplizierte Einrichtung
bis zum Stillstand ab. Alles elektrisch. Wahrscheinlich zeitgesteuert, man hört dann zuerst im Stillstand noch die elektrische Blockierung, Bremse
nach wenigen Sekunden wird diese gelöst.
Gruss

 

[magmog]

Guuden,

bei Nachrüstlösungen und älteren Schaltungen wird auf eine Motorwicklung ein zeitgesteuerter Gleichstrom gegeben.
Früher mitels einer Schützsteuerung, heute mit einer Leistungselektronik.
Für sinnvoll halte ich, die geringen Mehrkosten die Bremse mit Anlaufautomatik nachzurüsten.
Das bietet u.A. den Vorteil, einen Pilztaster als Notaus nachzurüsten und die Absauganlage automatisch mit zu schalten.

 

[Zahltag]

Wenn du dir zwischen einer mechanischen Bremse und einer simplen Richtungsumkehr nichts vorstellen kannst, dann bist du wohl auf den elektrotechnischen Stand von vor 30 Jahren.

Mittlerweile gibt es Bremswiderstände, Gleichstrombremsen und frequenzgeregelte Antriebe mit aktiver Bremse. Letztere können neuerdings sogar die Bremsenergie ins Netz zurückspeisen.

vielleicht reden wir hier von unterschiedlichen dingen, aber:

ein FU bremst nicht, er regelt, kann aber die schwungmasse nicht entschleunigen
ein bremswiderstand bremst nicht, er nimmt die beim bremsen aufgenommene wärme auf

bei einfachen geräte wie eine kreissäge mit einen kleiner homogenen masse (das kreisrunde sägeblatt) dahinter kann man sicher mit richtungsumkehr bremsen.
bei einen 10kw motor steckt aber wohl etwas mehr power dahinter. wenn eine große masse beschleunigt wurde, kann man diese ganz sicher nicht dadurch abbremsen, indem man die richtung umkehrt. funktioniert beim auto auch nicht, wenn ich 30kmh fahre und dann den rückwärtsgang einlege. das getriebe würde da sofort völlig zerfetzen. das gleiche passiert auch bei einen 10kw motor, wenn dieser eine ordentlich masse dahinter hat.
eine "echte" motorbremse sitzt immer direkt auf der motorwelle noch vor dem getriebe. hier ist die drehzahl hoch, das moment niedrig. das getiebe übernimmt über die übersetzung das moment ( indirekt die schwungmasse) und ein motor kann innerhalb kürzester zeit stehen bleiben und auch zb große kräften halten, obwohl die bremse selber kaum ein bremsmoment aufbringt (zb bei senkrechtlasten reichen 10-20Nm bremskraft aus, um mehrere tonnen schwere gerätschaften an ort und stelle zu halten)

wir hatten damals den fall, das wir falsche antriebe hatten ohne motorbremse, wir aber unbedingt eine bremse brauchten, um die sicherheit der maschine sicherzustellen. SEW (marktführer antriebe) hat uns ganz klar gesagt, das nur der austausch der antriebe zum ziel führt, obwohl das movimots (antrieb mit integrierten FU) waren. die antriebswelle kann man einfach drehen im stillstand und das ist ein klares zeichen für "keine bremse drin". die maschine dahinter konnte im stillstand per hand gedreht werden(bzw das produkt leicht geschoben werden), was zu ziemlich gefährlichen situationen kommen könnte (tod quasi garantiert, wenn man über ne tonne auf den kopf bekommt).
mein chef war sich vorher immer sicher, das ein FU ausreicht, um ein motor zu bremsen, bzw im stillstand am drehen zu hindern. das ist allerdings falsch.

 

[Komihaxu]

mein chef war sich vorher immer sicher, das ein FU ausreicht, um ein motor zu bremsen, bzw im stillstand am drehen zu hindern. das ist allerdings falsch.

Das ist heutzutage möglich. Sowas kann aber nur modernste Industrie-Technik. Es gibt sogar umrichtergesteuerte Servomotoren, die einen tonnenschweren Aufzug in Position halten können.

All das ist aber viel zu Aufwändig, um eine Bandsäge abzubremsen.

Was nimmt man also in der Praxis?
Früher nahm man eine mechanische Bremse, die auf der Motorwelle aufgeflanscht war. Meine 30 Jahre alte Bandsäge hat sowas.

Heute ist die elektrische Gleichstrom-Bremse das Mittel der Wahl. Meine Kreissäge hat so etwas. Das Blatt steht in weniger als 3 Sekunden, nach Stillstand kann man noch einige Sekunden ein Brummen aus der Säge hören.

Diese kostengünstige und verschleißfreie Variante wird man vorzugsweise im Fall von Brettermeiers Bandsäge verwenden. Ist nur eine Frage der korrekten Auslegung und das ist (wir wiederholen uns) eine Sache für den Fachmann.

 

[uli2003]

bzw im stillstand am drehen zu hindern.

Was soll ihn denn da auch bremsen, außer dem Losbrechmoment? Gleichstrombremsen haben das gleiche Problem.

 

[Brettermeier]

ein FU bremst nicht, er regelt, kann aber die schwungmasse nicht entschleunigen
ein bremswiderstand bremst nicht, er nimmt die beim bremsen aufgenommene wärme auf

bei einfachen geräte wie eine kreissäge mit einen kleiner homogenen masse (das kreisrunde sägeblatt) dahinter kann man sicher mit richtungsumkehr bremsen. bei einen 10kw motor steckt aber wohl etwas mehr power dahinter. wenn eine große masse beschleunigt wurde, kann man diese ganz sicher nicht dadurch abbremsen, indem man die richtung umkehrt. funktioniert beim auto auch nicht, wenn ich 30kmh fahre und dann den rückwärtsgang einlege. das getriebe würde da sofort völlig zerfetzen. das gleiche passiert auch bei einen 10kw motor, wenn dieser eine ordentlich masse dahinter hat.
eine "echte" motorbremse sitzt immer direkt auf der motorwelle noch vor dem getriebe. hier ist die drehzahl hoch, das moment niedrig. das getiebe übernimmt über die übersetzung das moment ( indirekt die schwungmasse) und ein motor kann innerhalb kürzester zeit stehen bleiben und auch zb große kräften halten, obwohl die bremse selber kaum ein bremsmoment aufbringt (zb bei senkrechtlasten reichen 10-20Nm bremskraft aus, um mehrere tonnen schwere gerätschaften an ort und stelle zu halten)

wir hatten damals den fall, das wir falsche antriebe hatten ohne motorbremse, wir aber unbedingt eine bremse brauchten, um die sicherheit der maschine sicherzustellen. SEW (marktführer antriebe) hat uns ganz klar gesagt, das nur der austausch der antriebe zum ziel führt, obwohl das movimots (antrieb mit integrierten FU) waren. die antriebswelle kann man einfach drehen im stillstand und das ist ein klares zeichen für "keine bremse drin".... mein chef war sich vorher immer sicher, das ein FU ausreicht, um ein motor zu bremsen, bzw im stillstand am drehen zu hindern. das ist allerdings falsch.

....Da hat aber jemand so ganz und gar keine Ahnung von FUs, Gleichstrombremsen und den Zusammenhängen zwischen Elektrik und Mechanik.

Wenn Du es lernen möchtest, findet du hier das wesentliche zum Thema Gleichstrombremsen.

Ich habe inzwischen vom Hersteller die Auskunft bekommen, dass etwa die dreifache Stromaufnahme des Motors, in meinem Fall also 16 A x 3 = ca. 70 Ampere reichen sollen. Das Bremsgerät ist also richtig bemessen, wahrscheinlich war das Gerät nicht auf die richtigen Parameter eingestellt.

 

[uli2003]

Ich habe inzwischen vom Hersteller die Auskunft bekommen, dass etwa die dreifache Stromaufnahme des Motors, in meinem Fall also 16 A x 3 = ca. 70 Ampere reichen sollen. Das Bremsgerät ist also richtig bemessen, wahrscheinlich war das Gerät nicht auf die richtigen Parameter eingestellt.

Wenn die Wicklung resp. die Isolierung das bei der hohen zu bremsenden Masse aushalten, sollte das gehen.
Im Stillstand benötigst du bei der Bandsäge ja keine Bremswirkung - die ist dann auch nicht vorhanden bei einer Gleichstrombremse.

Deshalb mein Kommentar oben - Brummen des Motors und Gleichstrombremse - was passt da nicht zusammen?

 

[schrauber-at-work]

Mahlzeit,

Ich habe inzwischen vom Hersteller die Auskunft bekommen, dass etwa die dreifache Stromaufnahme des Motors, in meinem Fall also 16 A x 3 = ca. 70 Ampere reichen sollen. Das Bremsgerät ist also richtig bemessen, wahrscheinlich war das Gerät nicht auf die richtigen Parameter eingestellt.

Deckt sich ja hiermit:

EDIT: Hilger und Kern schreibt da was vom 3-fachen des Motorstroms was die "Bemessung" angeht.

ein FU bremst nicht, er regelt, kann aber die schwungmasse nicht entschleunigen
ein bremswiderstand bremst nicht, er nimmt die beim bremsen aufgenommene wärme auf

Falsch, ein FU kann sehr wohl bremsen! (macht mein kleiner an der Drechselbank auch) Halten im Stillstand natürlich nicht. Dazu dann die mechanische Bremse. Die mechanische Bremse ist aber keinesfalls dazu geeignet den Antrieb aus voller Geschwindigkeit inkl. angebauter Trägheitsmomente zu bremsen (raucht dann ab!).

Die am Motor verbaute Bremse dient lediglich dazu dafür zu sorgen dass sich die Leitung nicht selbstständig abtrommelt, sprich sie im Stillstand zu halten.

@Zahltag: Etwas "halbgar" dein Wissen um solche Antriebstechnik.

Gruß SAW

 

[magmog]

Wenn die Wicklung resp. die Isolierung das bei der hohen zu bremsenden Masse aushalten, sollte das gehen.
Im Stillstand benötigst du bei der Bandsäge ja keine Bremswirkung - die ist dann auch nicht vorhanden bei einer Gleichstrombremse.

Deshalb mein Kommentar oben - Brummen des Motors und Gleichstrombremse - was passt da nicht zusammen?

Guuden,

Dass der Motor beim Bremsen mit Gleichstrom brummt, liegt daran, dass der Gleichstrom nur von einer Phase mit einem Gleichrichte abgenommen wird.
Ohne Glättung entsteht dabei ein pulsierender Gleichstrom, der den Motor zum Brummen anregt.

 

[brubu]

Habe im Schema unserer Breitband nachgeschaut, sieht einfach aus. Wie bereits geschrieben wird auf eine Wicklung Gleichstrom gegeben
aber eben wohl pulsierend, da kein vollständiger Gleichrichter vorhanden ist. Im Schema sind nur 2 Dioden eingezeichnet, gefunden habe
ich diese im Schaltschrank auf die Schnelle nicht. Die 2 Motoren haben je 11 KW und bremsen zügig, verschleiss - und störungsfrei.

Gruss brubu

 

[uli2003]

Dass der Motor beim Bremsen mit Gleichstrom brummt, liegt daran, dass der Gleichstrom nur von einer Phase mit einem Gleichrichte abgenommen wird.

Ich dachte bei den hochwertigen Lösungen wäre wenigstens eine Brücke drinnen, das wird schon recht sauber dann. Wenn die wirklich nur einen Phasenanschnitt mit einem Thyristor machen, kann es wirklich brummen.

 

[brubu]

Bei unseren "Qualitätsmaschinen" insbesondere der namhaften grossen Hersteller darf man bei der Technik oft nicht zu genau hinschauen.
Als ich mit der beschriebenen Breitband einmal richtig kalibriert und die Motoren belastet habe hat mehrmals das Wärmepaket ausgelöst.
Bei genauerem Hinsehen entpuppte sich dieses als viel zu klein dimensioniert. Restposten oder Azubi- Ingberechnung?

 

[Brettermeier]

Auflösung: der Statomat war in Ordnung, völlig richtig bemessen, nur falsch eingestellt.
Es gab mehrere kleine DIP-Schalter, mit denen eine Voreinstellung von Bremsstrom und Bremszeit einzustellen war, und weil diese falsch standen, bremste das Gerät nur sehr schwach.

Einmal richtig eingestellt, bremst die Maschine mit ca. 200 kg rotierender Masse aus voller Drehzahl innerhalb von 15 Sekunden auf Stillstand ab.
Alles Gut!