U/F Steuerung - Siemens SINAMICS S150 Betriebsanleitung

Sollwertkanal und Regelung

7.3 U/f Steuerung

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 bewährt, wie:
• Pumpen und Lüfter
• Bandantriebe
• Mehrmotorenantriebe
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.
M ~ Φ x I
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 U 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 der nachfolgenden Abbildung gezeigt.
Bild 7-5
Hinweis
Verhältnis Motor-Bemessungsstrom zu Geräte-Bemessungsstrom
Der zulässige Bereich des Verhältnisses Motor-Bemessungsstrom (p0305) zu Geräte-
Bemessungsstrom (r0207) beträgt bei U/f-Steuerung 1:1 bis 1:12.
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Betriebsbereiche und Kennlinienverläufe des Asynchronmotors bei Umrichterspeisung
Umrichter-Schrankgeräte
Betriebsanleitung, 06/2020, A5E03263521A