U/F Steuerung - Siemens SINAMICS G150 Betriebsanleitung

06/05
7.3

U/f Steuerung

Beschreibung
Die einfachste Lösung eines Steuerverfahrens ist die U/f–Kennlinie. Hier wird die
Ständerspannung des Asynchronmotors bzw. Synchronmotors proportional zur
Ständerfrequenz gesteuert. Dieses Verfahren hat sich für eine große Breite von
Anwendungen ohne hohe dynamische Anforderungen wie:
• Pumpen und Lüfter
• Bandantriebe
• Mehrmotorenantriebe
und ähnlichen Prozessen bewährt.
Das Ziel der U/f–Steuerung ist es, den Fluss Φ im Motor konstant zu halten. Dabei
ist dieser proportional dem Magnetisierungsstrom Iµ bzw. dem Verhältnis aus
Spannung U und Frequenz f.
Φ ~ Iµ ~ U/f
Das von den Asynchronmotoren entwickelte Drehmoment M ist wiederum
proportional zum Produkt (genauer gesagt dem vektoriellen Produkt Φ x I) aus
Fluss und Strom.
Um bei einem gegebenen Strom möglichst viel Drehmoment zu erzeugen, muss
der Motor mit konstantem, möglichst großem Fluss arbeiten. Um den Fluss Φ
konstant zu halten, muss somit bei einer Änderung der Frequenz f auch die
Spannung proportional verändert werden, damit ein konstanter
Magnetisierungsstrom Iµ fließt. Aus diesen Grundlagen leitet sich die U/f–
Kennliniensteuerung ab.
Der Feldschwächbereich befindet sich oberhalb der Motor-Nennfrequenz, wo die
maximale Spannung erreicht ist. Der Fluss und das maximale Drehmoment
reduzieren sich dann mit zunehmender Frequenz wie in Bild 7-4 gezeigt.
Bild 7-4
SINAMICS G150
Betriebsanleitung
U, M, P, Φ
, Φ
M
n n
U, P
Spannungsstellbereich
Betriebsbereiche und Kennlinienverläufe des Asynchronmotors bei
Umrichterspeisung
Sollwertkanal und Regelung
U, P
Nennpunkt
des Motors
M, Φ
Feldstellbereich
f f
n max
f
7-9