Steglös varvtalsreglering 3-fas motor

[nibman42]

Hej,

Undrar hur man på bästa och billigaste sätt kan varvtalsreglera en 3-fas motor. Undrar om exv. en frekvensomvandlare typ de som kan köpas i Kina för spindelmotorer för CNC fräs passar även till en typisk 3-fas motor för svarv på typ 1500W? Krävs det speciella motorer för att lyckas med det eller passar den typen av styrning till alla 3-fas motorer? Om inte frekvensstyrning fungerar, finns det "Triac-styrning" för 3-fas? Typ så som man varvtalsreglerar en vanlig 1-fas borrmaskin?

Har sökt på forumet och kan inte hitta något sådant, men kan givetvis ha missat eller använt fel sökbegrepp.

Tack för alla tips!

[larky]

Frekvensomvandlare är det du ska ha, men inte nödvändigtvis en till en spindelmotor.
Vilket varvtalsområde vill du uppnå?
Hur många poler på motorn?

[nibman42]

Frekvensomvandlare är det du ska ha, men inte nödvändigtvis en till en spindelmotor.
Vilket varvtalsområde vill du uppnå?
Hur många poler på motorn?

Svarvens varvtal är idag styrd beroende på vilket remhjul jag väljer, alltså mekanisk varvtalsstyrning. Jag vill kunna sätta svarven på högsta vartal mekaniskt och sedan styra hastigheten steglöst med en potentiometer, mer eller mindre. Högsta varvtal är ca. 2000 varv per minut.

Hur många poler på motorn, hur ser man det? Jag har inte öppnat anslutningar eller tittat på motorn som det är idag, men är det något som avgör om jag kan koppla in en frekvensomvandlare innan 3-fas anslutningen till motorn så får jag ju göra så. Vad skall jag titta efter?

Gör jag nu fel genom att citera sista inlägg i tråden?

Tack för hjälpen så långt!

[alexanderson]

Motorns poltal bestämmer hur snabbt den går vid 50Hz. Vanligt är 4 poler som ger ca 1440 r/min.
En nackdel med frekvensomformare är att motorns fläkt för kylningen också går långsammare.
Motorn kan bli överhettad vid låga varvtal.

[arvidb]

Hur många poler på motorn, hur ser man det? Jag har inte öppnat anslutningar eller tittat på motorn som det är idag, men är det något som avgör om jag kan koppla in en frekvensomvandlare innan 3-fas anslutningen till motorn så får jag ju göra så. Vad skall jag titta efter?

Bästa sättet att ta reda på hur många poler motorn har är nog som sagt att mäta motorns varvtal när den är inkopplad utan växelriktare. Antalet polpar = 1/(varvtal [varv/min] / 60 [s/min] / 50 [Hz]), avrundat nedåt. Antalet poler är då 2 * antal polpar.

Denna information behövs eftersom det bestämmer vilket frekvensområde din växelriktare behöver klara av.

Gör jag nu fel genom att citera sista inlägg i tråden?

Ja. Inlägget du svarar på finns ju precis ovanför, så det finns ingen anledning att citera hela inlägget igen. (Om det senaste inlägget är långt och du ska svara på en liten del av det så kan det däremot vara idé att citera den lilla delen för att det ska bli tydligt vad du svarar på. Samma sak om du svarar på ett tidigare inlägg i tråden.)

[Nybäck]

Så vad blev lösningen på problemet?
Jag håller själv på att bygga en metallsvarv och behöver välja motor. Skulle det gå bra med en typisk kinamotor (ebay) med frekvensomvandlare som används för fräsning/gravering eller är det bättre att satsa på en traditionell 4-polig 3-fasmotor 230/400 V och använda frekvensomvandlare till den? Jag vill ha en svarv där spindeln går steglöst från ca 50 rpm till 2000 rpm. En kinamotor som varvar 0-24000 rpm måste jag då växla ned ca 12 ggr. Skulle en fekvensomvandlare från kinamotorn 0-400 Hz passa till en vanlig 4-polig 3-fasmotor?
/Björn

[tecno]

Vilken effekt vill du kunna ta ut på 50 resp 2000rpm?

Tänk på att en 3-fasmotor behöver kylning så utväxling blir nog ett måste oavsett.

[prototypen]

Det är väl näst intill omöjlig med spannet 50-2000 varv bara med omriktare.
Orken tar väl slut vid 87 Hz och lägre än 25 är väl inte så bra heller.

När jag stod i en NC så hade den hög och låg växel och gränsen gick vid ca 700varv.
Men det var nog ingen trefasmotor i den.

Protte

[ziw]

Att reglera varvtalet på en svarv med en frekvensomriktare kan lätt bli en besvikelse eftersom momentet kanske inte räcker till vid låga varv.

Mellan 0 och 10 Hz faller momentet därför att järnet i motorn inte räcker till för att hålla igång fältet i motorn.
10 till 50 Hz är momentet nära konstant. Effekten stiger med stigande varvtal till den effekt motorn är stämplad för.
Över 50 Hz går motorn översynkront och effekten är konstant och momentet faller igen med stigande varvtal.
Normalt inga problem att gå upp till 100Hz med en kortsluten motor.

Har rotorn permanentmagneter så är magnetiseringen klar och den har fullt moment ner till nära 0 Hz. T.ex en servomotor.
En kortsluten rotor behöver en eftersläpning för att magnetisera rotorn och det fungerar dåligt när det går sakta.

Kort sagt, i en svarv vill man hålla effekten konstant över hela varvtalsområdet och det klarar man bara med en växellåda.
Varvtalsreglering via frekvensomriktare ger varierande effekt med varvtalet och leder ofta till att motorn måste dimensioneras upp.
/ziw

[Nybäck]

Tack för all hjälp.
Det blir alltså svårt att klara området 50-2000 rpm och det var väl det jag hade på känn. Så det lutar åt att jag till en början skippar frekvensstyrning och använder utväxling med remskivor istället. Det får duga tills jag tröttnar på att växla.
/Björn

[TomasL]

Att reglera varvtalet på en svarv med en frekvensomriktare kan lätt bli en besvikelse eftersom momentet kanske inte räcker till vid låga varv.

Mellan 0 och 10 Hz faller momentet därför att järnet i motorn inte räcker till för att hålla igång fältet i motorn.
10 till 50 Hz är momentet nära konstant. Effekten stiger med stigande varvtal till den effekt motorn är stämplad för.
Över 50 Hz går motorn översynkront och effekten är konstant och momentet faller igen med stigande varvtal.
Normalt inga problem att gå upp till 100Hz med en kortsluten motor.

Har rotorn permanentmagneter så är magnetiseringen klar och den har fullt moment ner till nära 0 Hz. T.ex en servomotor.
En kortsluten rotor behöver en eftersläpning för att magnetisera rotorn och det fungerar dåligt när det går sakta.

Kort sagt, i en svarv vill man hålla effekten konstant över hela varvtalsområdet och det klarar man bara med en växellåda.
Varvtalsreglering via frekvensomriktare ger varierande effekt med varvtalet och leder ofta till att motorn måste dimensioneras upp.
/ziw

'
Nja, det är en smula inkorrekt.
Med en riktig omformare kan man i princip köra med fullt vridmoment från 0Hz, och med rätt motor upp till 87Hz, om vi pratar vanliga synkronmotorer, dvs för en fyrpolig motor från 0 rpm upp till runt 2600rpm.

Man måste dock i detta läget ha en omformare med fungerande vektorstyrning, dvs sannolikt ingen enkel "Kina-omformare" samt motorn måste vara en 230/400V motor.

Man kopplar motorn för 230V, dvs D-kopplar den.
Man talar om för omformaren att den skall köra motorn med 400V och 87Hz, Motoreffekten blir 1,74 x märkeffekten, motorströmmen är dock densamma som om den kördes D-kopplad med 230V.
Naturligtvis måste motorn kylas på lämpligt sätt, samt att lager mm klarar de höga varvtalen.

[hawkan]

Det ziw skriver är vad man kan förvänta sej vid t ex en svarv. Jag har t ex en svarv med just den styrning som efterfrågas. Precis som ziw skriver så har man ungefär konstant moment rätt långt ner i varvtal. Men det räcker inte för det förväntas att effekten är konstant, dvs momentet måste ökas när man går ner i varvtal för att vara vettigt ur svarvningssynpunkt. Så jag använder växellåda i kombination med Vfd. Det är en fördel att kunna övervarva motorn, alltså kunna köra på kanske 100Hz. Har inte sett några problem med att köra fortare. Så för mej är ett praktiskt användbart frekvensområde ca 30-100 Hz. Då kan jag oftast ligga på växel 4 för diametrar upp mot 30mm. För större diametrar får jag växla ner. Den är för övrigt cnc-styrd så varvtal sätts av styrningen.