Elektrotechnik · Industrielle Elektrotechnik

Frequenzumrichter — Motordrehzahl, Frequenz und Schlupf

Verknüpfen Sie elektrische Frequenz, Polzahl, Synchrondrehzahl und Wellendrehzahl mit explizitem Schlupf für Asynchronmotoren.

Erstellt am v1.0

Von Thibaut Grzelak, Berechnungsingenieur für Mechanik

Industrielle Elektrotechnik
01Eingabedatennₛ = 120 · f / p
fVFDf →Mpnnₛ = 120 f / ps
Verknüpfen Sie elektrische Frequenz, Polzahl, Synchrondrehzahl und Wellendrehzahl mit explizitem Schlupf für Asynchronmotoren.
Hz
min⁻¹
min⁻¹
%
02

Ergebnisse

Synchrondrehzahl nₛ
—min⁻¹

Drehzahl des Drehfelds aus Frequenz und Polzahl.

Tatsächliche Wellendrehzahl n
—min⁻¹

Geschätzte Wellendrehzahl unter Berücksichtigung des Schlupfs.

Schlupf s
—%

Relative Differenz zwischen Synchron- und Ist-Drehzahl im Motorbetrieb.

Formel und Einsetzen der Wertenₛ = 120 · f / p ; n = nₛ · (1 − s)

—

p ist die Gesamtpolzahl des Motors und muss eine gerade ganze Zahl von mindestens 2 sein. nₛ ist die Synchrondrehzahl des Drehfelds und n die tatsächliche Wellendrehzahl im stationären Betrieb. Der Rechner gilt für Motorbetrieb mit 0 ≤ s < 100 %. Für eine ideale Synchrondrehzahl oder Synchronmaschine kann s = 0 % verwendet werden. Die Beziehung dimensioniert keinen Frequenzumrichter und prüft weder U/f-Kennlinie, verfügbares Drehmoment, Feldschwächung, Rampen, Oberschwingungen, Erwärmung, Schutz noch Herstellergrenzen.

01Formeln und Symbole

Verwendete Formeln

nₛ120 · f / pSynchrondrehzahl aus Frequenz und Polzahl
nnₛ · (1 − s)Ist-Drehzahl aus Synchrondrehzahl und Schlupf
fnₛ · p / 120Frequenz aus Synchrondrehzahl und Polzahl
s(nₛ − n) / nₛSchlupf aus Synchron- und Ist-Drehzahl
02Annahmen und Grenzen

Gültigkeitsbereich

  • p ist die Gesamtpolzahl des Motors und muss eine gerade ganze Zahl von mindestens 2 sein.
  • nₛ ist die Synchrondrehzahl des Drehfelds und n die tatsächliche Wellendrehzahl im stationären Betrieb.
  • Der Rechner gilt für Motorbetrieb mit 0 ≤ s < 100 %. Für eine ideale Synchrondrehzahl oder Synchronmaschine kann s = 0 % verwendet werden.
  • Die Beziehung dimensioniert keinen Frequenzumrichter und prüft weder U/f-Kennlinie, verfügbares Drehmoment, Feldschwächung, Rampen, Oberschwingungen, Erwärmung, Schutz noch Herstellergrenzen.
03Validierungsbeispiel

Numerischer Referenzfall

  1. f = 50 Hz · p = 4 · s = 3 %
  2. nₛ = 120 × 50 / 4 = 1500 rpm
  3. n = 1500 × (1 − 0.03) = 1455 rpm
  4. Inverse check: n = 1455 rpm · p = 4 · s = 3 % → f = 50 Hz
04Quellen

Technische Quellen

  1. IEC 60034-1 — Rotating electrical machines: rating and performance.

FAQ

Was bedeutet die Polzahl?

p ist die Gesamtzahl der Magnetpole des Motors. Üblich sind 2, 4, 6, 8 usw.

Warum liegt die Ist-Drehzahl unter der Synchrondrehzahl?

Ein Asynchronmotor benötigt im Motorbetrieb positiven Schlupf, um Drehmoment zu erzeugen.

Kann ich 0 % Schlupf verwenden?

Ja, für eine ideale Synchrondrehzahl oder eine Synchronmaschine. Für einen belasteten Asynchronmotor ist ein realistischer Schlupf einzugeben.

Dimensioniert der Rechner den Frequenzumrichter?

Nein. Er verknüpft nur Frequenz und Drehzahl; die FU-Auswahl muss auch Spannung, Strom, Drehmoment, Überlast und Betriebsbedingungen berücksichtigen.