Variable Drehzahl Ständerbohrmaschine per Frequenzumrichter?

Stefan_B_Z

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Hallo zusammen.
nach längerem Suchen habe ich nun eine ältere Ständerbohrmschine in Aussicht, in derzeitiger Ausstattung mit 3-Phasen-Motor, per Steinmetzschaltung an 1-Phasen-230V-Betrieb angepasst. Das trifft sich gut, da ich in meiner Werkstatt ohnehin keinen Drehstromanschluss habe.

Mechanisch ist das Ding top. Aber die Aussicht, für die Drehzahlwahl ständig den Riemen umlegen zu müssen, finde ich nicht so dolle. Also frage ich mich jetzt, ob man nicht Steinmetz abschaffen und durch einen FU mit variabler Ausgangsfrequenz zur Drehzahlsteuerung ersetzen kann

Hintergrund: Ich habe eine CNC-Fräse in Betrieb (Frieda, die Fräse) mit der unter Modellfliegern berühmten "China-Spindel": 2.2kW wassergekühlte Spindel mit 2.2kW Huanyang-Inverter (Frequenzumrichter), macht bei 400 Hz Ausgangsfrequenz 24.000 Upm. Geringere Frequenzen und Drehzahlen gehen vollkommen stressfrei. Und es gibt eine schöne Drehzahlanzeige. Das funktioniert seit einigen Jahren absolut problemlos. Auch der Typ-B-FI-Schalter hat sich niemals herausgefordert gefühlt.

Das lädt zum Spekulieren ein, ob mit einem solchen Inverter nicht auch eine Drehzahlsteuerung einer TBM möglich ist. Die Ausgangsfrequenz lässt sich per Poti auf 50Hz einstellen. Damit hätte man sozusagen den gewöhnlichen Netzbetrieb. Hiervon ausgehend per Drehknopf die Ausgangs-Frequenz ein bißchen rauf oder runter, bis die gewünschte Drehzahl da ist, so wie bei der oben zitierten China-Spindel. Falsch oder richtig gedacht betreffend den 3-Phasen-Motor der TBM?

Was passiert mit so einem Standard-3-Phasen-Motor, der lt. Typenschild 50Hz sehen sollte, wenn ich ihn mit reduzierter Frequenz von sagen wir mal 25Hz versorge? Klar, die Drehzahl verringert sich. Aber sonst noch was? Läuft irgendwas heiß?

Und umgekehrt: Was passiert, wenn ich die Frequenz erhöhe? Okay, es gibt mechanische Grenzen. Die Motorlager werden nicht beliebig drehzahlfest sein, und auch der Riementrieb nicht. Aber gibt es elektrische Probleme?

Ich spekuliere, dass es irgendwo einen Betriebsbereich bzw. Drehzahlband geben wird, in dem sich so ein Motor vernünftig betreiben lässt. Oder übersehe ich da was?

Gruß,
Stefan
 

hobbybohrer

ww-robinie
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Hallo,
ein FU an einem Asynchronmotor ist Standard, jedoch ist die Drehzahl nach oben begrenzt auf 50Hz oder maximal 60Hz(?).
Ich betreibe selber Pumpen daran. Da bei Dir nur 230V liegen, benötigst Du einen FU 230V 1-phasig auf 230V 3-phasig, in der entsprechenden Leistungsklasse. Zusätzlich muss der Motor von Stern auf Dreieck umgeklemmt werden. Dieser muss für den Betrieb an einem FU geeignet sein. Die Parametrisierung des FU ist noch ein besonderes Thema. Der Riementrieb bleibt, den Chinamotor kannst Du hierfür vergessen, dessen Drehmoment reicht nicht aus.
Ich habe meine FUs bei klibo.de gekauft.
Einige Foristen haben dieses Projekt umgesetzt.
Richard
 

WinfriedM

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Sicher, dass du einen 3-Phasen-Motor hast? Oder ist das nur ein Kondensator-Motor? Letzteren kannst du mit einem FU nicht gut regulieren. Und der ist Standard bei nahezu alle 230V Maschinen.

Hier Infos:
https://de.wikipedia.org/wiki/Kondensatormotor

Bei echten Drehstrommotoren funktioniert es mit FU in gewissen Grenzen. Je niedriger die Frequenz, um so niedriger die Leistung. Unter 25 Hz würde ich nicht gehen. Nach oben hin darf man lt. Motorspec glaube ich nicht über die 50 Hz gehen. Die Praxis zeigt aber, dass man da ein wenig wagen kann, ähnlich wie beim Übertakten von Prozessoren. Mit 70 Hz sollte das z.B. noch gehen.
 

schrauber-at-work

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Um das realisieren zu können muss es
A: Ein echter Drehstrom Asynchron Motor sein (siehe @WinfriedM )
B: Müssen alle Wicklungspaare auf das Klemmbrett gehen
C: Beim runter fahren der Frequenz lieber konservativ sein da ansonsten die Kühlung nicht ausreichend ist

Ansonsten spricht nicht viel dagegen, nach oben würde ich die Frequenz auf max. 70Hz begrenzen, nicht wegen der Lager, eher kommt der Rotor an seine mechanischen grenzen.
Gruß SAW
 

Stefan_B_Z

ww-ahorn
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Sicher, dass du einen 3-Phasen-Motor hast?

Das meiste weiß ich bislang nur aus einer kurzen Inaugenscheinnahme (was für ein Wort...). Der Nachbar und derzeitige Eigentümer ist Elektromeister, und hat den ursprünglich 3-phasig betriebenen Motor für seine Zwecke mittels Kondensator auf 1-phasig umgebaut. Also unterstelle ich jetzt mal, dass der Rückbau auf 3 Phasen ohne weiteres möglich ist.


... Zusätzlich muss der Motor von Stern auf Dreieck umgeklemmt werden. ...

Danke für den Hinweis. Ob sich hinter dem vorhandenen Motor eine Stern- oder Dreieckschaltung verbirgt, weiß ich derzeit (noch) nicht. Dies werde ich aber noch herausfinden, ebenso wie die Möglichkeit, eine vielleicht vorhandene Sternschaltung in eine Dreieckschaltung umzuklemmen.


... Unter 25 Hz würde ich nicht gehen. Nach oben hin darf man lt. Motorspec glaube ich nicht über die 50 Hz gehen. Die Praxis zeigt aber, dass man da ein wenig wagen kann, ähnlich wie beim Übertakten von Prozessoren. Mit 70 Hz sollte das z.B. noch gehen. ...
...Beim runter fahren der Frequenz lieber konservativ sein da ansonsten die Kühlung nicht ausreichend ist. ... nach oben würde ich die Frequenz auf max. 70Hz begrenzen, nicht wegen der Lager, eher kommt der Rotor an seine mechanischen grenzen.

Danke. Zwei nahe beieinander liegende Ansagen. Klingt plausibel. Und würde ja immerhin eine Drehzahlbandbreite mit einem Faktor 2,5 bis 3 eröffnen. Das wäre ja schon mal was. Und für den Rest bleibt ja immer noch das Riemengetriebe.

Die fehlenden Infos werde ich noch herausfinden. Und soweit erstmal danke für's Mitmachen.

Stefan
 

Stefan_B_Z

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Danke Micha. Aber ich schrieb ja schon oben, dass mein 2,2 kW Huanyang-FU zusammen mit einem Typ-B-FI-Schalter - ich glaube von ABB - seit einigen Jahren klaglos seinen Dienst verrichtet.

Stefan
 

fahe

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...juchu, endlich wieder einmal ein E-Thema... ok, das war ein Insider...:emoji_wink:

Erste Frage: Wer hat Dir den Typ-B-RCD schmackhaft gemacht verkauft? Gleichförmige Ableit- und Fehlerströme, die vom Typ B und seinen nahen Verwandten detektiert werden - und normale Typ-A-RCD zum "Erblinden" durch Vormagnetisierung führen können -, treten imho nur bei mehrphasig angeschlossenen Frequenzumrichtern auf.

Liefere mal ein Bild vom Typenschild des Motors, dann sieht man auf einen Blick, ob es sich um einen Asynchronmotor mit den richtigen Spannungsebenen, also 230/400 bzw. 220/380 V handelt, was nötig wäre, um das Ding im Dreieck an 3x230V zu betreiben.

Ein Rückbau der Steinmetzschaltung, so vorhanden, wäre auf jeden Fall angeraten. Selbst, wenn Du weiterhin Riemen umlegen müsstest.

Noch sinnvoller wäre die Überlegung, Drehstrom in die Bude zu bekommen... wenn Du ohnehin schon den "etwas" teureren Typ-B-RCD verbaut hast.

Der Atemnot des Motors in niedrigen Drehzalbereichen kann man gut mit einem kleinen Fremdlüfter begegnen. In der Regel wird man an einer Bohrmaschine im privaten Umfeld aber ja auch nicht stundenlang am Stück mit den fettesten und stumpfesten Forstnerbohrern, die man finden kann, bohren. Ein halbwegs aktueller Motor mit Isoklasse F sollte einen halbwegs vernünftigen Einsatz in niedrig eingestellten Drehzahlen auch ohne Fremdlüfter klaglos mitmachen.

Ansonsten ist schon alles gesagt.
 
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