Maßgeschneidert – modularer Prüfstand für Drehstrommotoren

Prüf- und Testsysteme Maßgeschneidert – modularer Prüfstand für Drehstrommotoren

07.11.2011Autor / Redakteur: Torsten Naubert * / Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Individuell konzipierter, vollautomatischer, rechnergestützter und modular aufgebauter Belastungsprüfstand für Drehstrom-Motoren bis zu einer Nennleistung von rund 600 kW.

Anbieter zum Thema

ET System electronic GmbH

Heitec AG

RECOM Power GmbH

Vogelsang & Benning Prozeßdatentech. GmbH

Maßgeschneidert: Dieser Prüfaufbau mit fahrbarem Bedienpult ist für den Test von Drehstrommotoren mit Nennleistungen bis 600 kW konzipiert

Der Elektromotorenhersteller Emod benötigte einen Typenprüfstand zum Testen von Drehstrom-Motoren in Spezialausführung, die u.a. für Theaterbühnen, Walzstraßen und Zentrifugen eingesetzt werden.

Besondere Anforderungen waren eine variable Prüffrequenz, hohe Messgenauigkeit, kompakte Bauweise, vollautomatischer Prüfablauf und automatische Generierung von Prüfprotokollen gemäß den gängigen internationalen Normen zur Motorenprüfung. Vogelsang & Benning in Bochum entwickelte nach diesen Vorgaben einen maßgeschneiderten Prüfstand, der diese hohen Anforderungen erfüllt.

Die Bremsenergie wird zur Prüflingsversorgung zurückgespeist

Die Einspeisung der Schaltanlage erfolgt über das kundenseitige 400-V-Netz. Das System basiert auf einer Technik, bei der die Bremsenergie zur Prüflingsversorgung zurückgespeist und nur die Verlustleistung des Gesamtsystems aus dem Netz gedeckt wird. Dazu ist der Generatorumrichter an den DC-Zwischenkreis des Prüflingsumrichters gekoppelt. Dem Prüflingsumrichter ist ein Sinusfilter und ein Festtrafo mit drei Anzapfungen (200 V/max. 2400 A, 460 V/max. 1006 A, 750 V/max. 616 A) nachgeschaltet.

Regelbare sinusförmige Versorgungsspannungen für 50/60-Hz-Prüfungen

Dieser Aufbau garantiert regelbare sinusförmige Versorgungsspannungen für 50/60-Hz-Prüfungen mit einer Qualität die allen Anforderungen zur Typenprüfung gemäß der oben genannten Normen gerecht wird. Durch den Einsatz dieser modernen Technik kann Emod vollständig auf Raum fordernde rotierende Umrichter verzichten.

Zusätzliches Einspeisefeld zur Anbindung an die ursprüngliche Versorgung

E Moderne Umrichter desTyps Unidrive von Control Techniques sorgen für eine optimale Steuerung der benötigten Energie

Die von Control Techniques gelieferte Umrichtertechnik wurde von Vogelsang & Benning projektiert und in das Gesamtkonzept integriert. Die Schaltanlage verfügt über ein zusätzliches Einspeisefeld zur Anbindung an die ursprüngliche Versorgung über Drehtrafos. Der Prüfling wird größenabhängig wahlweise über einen Generator mit 600 kW beziehungsweise über einen Generator mit 60 kW belastet.

Prüfungen von Generatoren an wählbaren Betriebspunkten

Die Ausführung des Prüfstandes ermöglicht auch Prüfungen von Generatoren an wählbaren Betriebspunkten (umgekehrter Energiefluss). Dazu werden die beigestellten Belastungsgeneratoren motorisch durch die 4Q-Umrichtertechnik betrieben.

Verbindung mit der Messwerterfassung

Fahrbares Bedienpult mit Prüfprogramm und zusätzlichen Bedienelementen

Gesteuert wird die Anlage über einen Prüfstandsrechner mit einer speziell zur Typenprüfung entwickelten Software. Der Prüfstandsrechner ist zudem mit der Messwerterfassung verbunden. Diese beinhaltet ein Widerstandsmessgerät, ein Leistungsmessgerät und ein Temperaturmessgerät. Drehzahlen und Drehmomente werden mit dem Leistungsmessgerät erfasst.

Die beiden Generatoren sind mit Drehmomentmesswellen ausgerüstet. Zur Strommessung sind hochgenaue Shunts mit dem Leistungsmessgerät verbunden. Des Weiteren ist der Rechner mit dem kundenseitigen Netzwerk für einen bidirektionalen Datenaustausch verbunden.

Messungen rasch an das Produkt angepassbar

Das Prüfsystem ist zur Ausführung von Wicklungswiderstandsmessungen, Bestimmung der Leerlaufkennlinie mit Einzelverlustbestimmung, Prüfung des Erwärmungslaufs sowie des Dauerlaufs und der Abkühlkurve wie auch zur Generatorprüfung ausgelegt. Der Prüfstand liefert exakte Angaben zur Betriebskennlinie mit direkter/indirekter Auswertung auch zur Generatorprüfung, zur Kurzschlusskennlinie, Drehmomentkennlinie und Spannungsreihe.

Der Prüfstand bietet folgende Messungen, die jeweils durch Parametervorgabe zu- beziehungsweise abschaltbar sind, sodass der Umfang der Messungen schnell an das jeweilige Produkt angepasst werden kann:

Widerstandsmessung: Der Prüfstand misst den Phasenwiderstand jeder Motorwicklung. Es wird die Strom-Spannungsmessung nach der Vier-Leiter-Methode angewandt, so dass die Einflüsse der Zuleitungen entfallen. Die Messung ist temperaturkompensiert und vollautomatisch.

Leerlaufkennlinie: Die Leerlaufmessung dient zur Ermittlung der Eisen- und Reibungsverluste des Drehstrommotors nach VDE 0530-2 (1998), VDE 0530-2E (07-2000), IEC 60034-2 (1972), CSA C390 (1998) und IEEE 112 B (1996). Beginnend bei der Nennspannung wird in absteigender Reihenfolge an mehreren Messpunkten Strom, Spannung und Leistung aufgenommen. Anschließend berechnet das System aus diesen gespeicherten Werten die Leerlaufkennlinie und bestimmt den Nennwirkungsgrad. Möglich ist die tabellarische und grafische Darstellung auf Bildschirm und Drucker. Die Auswertung erfolgt nach der vorgewählten Norm.

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Link: Maßgeschneiderte Prüfstände

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