Bei welcher korrekten Wechselspannung wird der Gleichstromreihenmotor ordnungsgemäß arbeiten?

Eine Gleichstromreihenschlussmotor ist für den Betrieb mit einer Gleichspannungsquelle (DC) konzipiert und gekennzeichnet durch die in Reihe geschaltete Feldwicklung und Armaturwicklung. Unter bestimmten speziellen Bedingungen kann jedoch ein Gleichstromreihenschlussmotor auch mit einer geeigneten Wechselspannung (AC) betrieben werden. Im Folgenden wird detailliert erläutert, wie ein Gleichstromreihenschlussmotor mit Wechselspannung arbeiten kann:

Funktionsprinzip eines Gleichstromreihenschlussmotors

Gleichstrombetrieb:

Feld- und Armaturwicklung in Reihe: Bei einer Gleichspannungsquelle sind die Feld- und Armaturwicklung in Reihe geschaltet und bilden einen einzigen Schaltkreis.

Strom und Magnetfeld: Der durch die Feldwicklung fließende Strom erzeugt ein Magnetfeld, während der durch die Armaturwicklung fließende Strom Drehmoment erzeugt.

Geschwindigkeitscharakteristiken: Gleichstromreihenschlussmotoren haben ein hohes Anfangsdrehmoment und einen weiten Geschwindigkeitsbereich, was sie für Anwendungen mit schweren Lasten und hohem Drehmoment beim Start geeignet macht.

Betrieb mit Wechselspannung

Grundsätzliches Prinzip:

Wechselspannung: Bei Wechselspannung ändert sich die Richtung des Stroms periodisch.

Änderndes Magnetfeld: Das von der Feldwicklung erzeugte Magnetfeld ändert sich ebenfalls, aber aufgrund der Reihenschaltung von Feld- und Armaturwicklung kann der Motor immer noch Drehmoment erzeugen.

Betriebsbedingungen:

Frequenz: Die Frequenz der Wechselspannung ist entscheidend für den Betrieb des Motors. Niedrige Frequenzen (wie 50 Hz oder 60 Hz) sind im Allgemeinen besser geeignet für Gleichstromreihenschlussmotoren, die mit Wechselspannung betrieben werden.

Spannungsniveau: Die Amplitude der Wechselspannung sollte der Nennspannung des Gleichstrommotors entsprechen. Zum Beispiel, wenn der Gleichstrommotor eine Nennspannung von 120V DC hat, sollte der Spitzenwert der Wechselspannung etwa 120V betragen (d.h., der Effektivwert sollte etwa 84,85V AC betragen).

Wellenform: Die ideale Wellenform der Wechselspannung sollte eine Sinuswelle sein, um harmonische Verzerrungen und Motorschwingungen zu minimieren.

Überlegungen:

Bürsten und Umrichter: Gleichstromreihenschlussmotoren verwenden Bürsten und einen Umrichter, um die Stromumrichtung zu erreichen. Bei Wechselspannung werden die Arbeitsbedingungen für die Bürsten und den Umrichter anspruchsvoller, was zu vermehrtem Funkenflug und Verschleiß führen kann.

Temperaturanstieg: Der Temperaturanstieg im Motor kann bei Wechselspannung aufgrund erhöhter Verluste höher sein.

Leistungsänderungen: Das Anfangsdrehmoment und die Geschwindigkeitsregelcharakteristik des Motors können beeinträchtigt sein und möglicherweise nicht so gut funktionieren wie bei Gleichspannung.

Spezielles Beispiel

Angenommen, ein Gleichstromreihenschlussmotor hat eine Nennspannung von 120V DC. Um diesen Motor mit Wechselspannung zu betreiben, können die folgenden Parameter gewählt werden:

Effektivwert der Wechselspannung: Etwa 84,85V AC (Spitzenwert von etwa 120V AC).

Frequenz: 50 Hz oder 60 Hz.

Fazit

Ein Gleichstromreihenschlussmotor kann mit einer geeigneten Wechselspannung betrieben werden, aber bestimmte Bedingungen müssen erfüllt sein, einschließlich der richtigen Frequenz, Spannungsamplitude und Wellenform. Darüber hinaus sollte auf die Arbeitsbedingungen der Bürsten und des Umrichters sowie auf den Temperaturanstieg und Leistungsänderungen im Motor geachtet werden. Wenn möglich, wird empfohlen, einen speziell für Wechselstrom konzipierten Motor zu verwenden, um optimale Leistung und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.