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Gefragt in PC-Sonstiges von
Guten Tag,

vielleicht kann mir jemand mit Elektrokenntnissen weiterhelfen. Ich benötige einen Maschinenschütz zum Stromlosschalten eines Schaltkastens und habe Probleme mit der Berechnung des Energiehungers.

Es kommt Dreiphasenwechselstrom/Drehstrom an. Alle 3 Phasen werden gesplittet und zu normalen 230 Volt-Leitungen gemacht. Alle Verbraucher sind weitgehend symmetrisch auf die 3 Phasen verteilt.

Daten der Verbraucher:

L1: 230 Volt, 20.2 Ampere (Frequenzumrichter für Fräse)
L2: 230 Volt, 18 Ampere (Frequenzumrichter für Antrieb)
L3: 230 Volt, 20 Ampere (Peripherie)

Jetzt sagt mir der technische Berater eines Händlers, es reicht ein Schütz mit einer Nennleistung von 4 kW aus.

Wenn ich nach der Gleichstromformel gehe (P = U*I), habe ich doch schon bei L1 eine Leistung von 4646 Watt. Gehe ich nach der Formel für Wechselstrom (was es ja eigentlich ist), lande ich beim selben Ergebnis, da cos phi meines bescheidenen Wissens nur bei Asynchronmotoren angegeben ist und keines meiner Verbraucher soeine Angabe vorweist und ich vom Faktor 1 ausgehen muss.

Rechne ich bei jeder Phase Volt * Ampere * cos phi (1), lande ich insgesamt bei 13386 Watt und das kann definitiv nicht sein!

Jemand da, der mir vielleicht helfen kann?

THX

9 Antworten

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Beantwortet von Experte (9.8k Punkte)
im Drehstromnetz ist
P=U*I*1,73 ( Wurzel aus 3)

nimm ein 25 A Schütz

http://www.mercateo.com/p/254-3250612394241/ES424_Schuetz_4_Schliesser_25A_24VAC_ES424.html

vadder
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Beantwortet von Experte (9.8k Punkte)
www.mercateo.com/p/527-0704720/Schuetz_ES424.html?eventId=13

die betriebsspannung des ersten ist falsch
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Beantwortet von
Danke vadder.

Doch leider kommt mir die Rechnung noch immer supekt vor, da sich der Leistungsbedarf durch die 1,73 fast verdoppelt im Gegensatz zu meiner Beispielsrechnung (die zwar falsch war, mir aber schon einen Schrecken eingejagt hat).

Es ist eine kleine CNC-Fräse, deren Elektrik ich auf den neusten Stand bringen möchte. Die Montage macht jemand anderes, ich möchte aber die Teile beschaffen und verstehen, was ich da kaufe.

Am Ende bewegt sich ein Frässpindel und 3 Servomotoren + eine kleine Absauganlage die nicht mehr zieht als ein Staubsauger.

Die gesamte Maschine würde laut Rechnung mehr als doppelt soviel Strom fressen als die Altendorf Formatkreissäge oder der Dicktenhobel aus meiner Schreinerei, deren Motoren den vollen Drehstrom brauchen, nicht nur aufgesplittete 230 Volt Phasen und wesentlich größer sind als die winzigen Servos.

L1: 230 * 20,2 * 1,73 = 8037,58 Watt
L2: 230 * 18 * 1,73 = 7162,2 Watt
L3: 230 * 20 * 1,73 = 7958 Watt

Das sind 23157,78 Watt. Das ist meiner Meinung nach ein unrealistischer Wert. Würde ich mir eine Maschine aus Handmaschinen zusammenstellen mit der selben Kraft, würde ich locker mit drei normalen Schuko-Steckdosen auskommen die mit 16 A abgesichert sind. Dadurch, dass die Elektrik gesondert in einem Schaltschrank untergebracht ist, kann sich der Leistungshunger doch nicht dermaßen vervielfachen.

Was rechne ich falsch? Kannst Du mir da helfen?
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Beantwortet von
. . . also ich versuch mein Glück bei solchen Fragen
immer im

Elektrikerforum

und bin bisher immer kompetent bedient worden.
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Beantwortet von Experte (9.8k Punkte)
Du hast pro Phase ~ 20A
400V Drehstrom

=400*20*1,73/1000 ~ 14KW
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Beantwortet von
@st1300

Danke für den Tipp. Ist gebookmarkt!

@vadderloewe

Hm...einerseits plausibel. Aber ich habe dennoch das Gefühl, dass wir aneinander vorbei reden.

Der Fräsmotor hat 2,2kW, die 3 Servos jeweils 1 kW. Der "Staubsauger" ca. 700 Watt und noch etwas Kleinkram wie Steuerung.

Das Problem ist, dass diese Motoren eben nicht direkt am Stromnetz hängen, sondern Umrichter davorsitzen welche die Kontrolle über die Drehzahl übernehmen. Alle Geräte sind einphasig.

Wenn ich jetzt nur einmal die Leistung der Motoren zusammenrechne, komme ich auf ca. 6kW. Deiner Rechnung nach müssten die restlichen 8 kW in der Regelelektronik in Wärme umgewandelt werden?! Mehr als 50% der Energie würden aus dem Fenster geschmissen werden und ich hätte eine Heizung im Schaltkasten.

Meiner Schätzung nach wäre ein Leistungsbedarf von 7-8 kW realistisch. Aber irgendwie haut das mit den Formeln nicht hin.

Einerseits komme ich nicht direkt aus der Materie, aber irgendwas sagt mir, dass wir noch nicht auf dem richtigen Weg sind.
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Beantwortet von Experte (9.8k Punkte)
dann ist die angabe der ströme nicht die aktuelle stromstäke, sondern die max. zulässige.
von 20 A bin ich in der rechnung ausgegangen.

eine genaue aussage kann man dann nur treffen, wenn alle daten auf dem tisch liegen.
außerdem kommt bei der betrachtung noch der gleichzeitigkeitsfaktor zum tragen.
das beste ist messen wenn du den tasächlichen verbrauch wissen willst.

vadder
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Beantwortet von
Auch Hi,
vielleicht solltest du den Berechnungen des Löwen einfach mal Glauben schnken.
Wie du deinen eigenen Angaben im Eröffnungspost entnehmen kannst haben die Frequenzumrichter gemessen an der Leistung der Motoren einiges an Reserve, diese werden z.B. für den Anlauf und das Abbremsen der Spindel gebraucht. Zusätzlich verbraucht der Umrichter natürlich auch was an Strom, nicht umsonst haben größere Maschinen in genau diesem Schaltschrank ein Klimaaggregat.
Diese Werte bedeuten ja noch nicht dass diese Ströme auch immer fließen, meist wirst du weit darunter liegen. Der Antrieb der Fräse an der ich selbst manchmal arbeite leistet max. 24KW (nur die Spindel), ich habe die Anzeige aber im echten Betrieb selten >5KW gesehen.
Eine Absicherung wie vom Löwen berechnet sollte also ausreichend dimensioniert sein um die Maschine vor Schaden zu bewahren aber nicht bei jedem zweiten Zucker gleich rausfliegen.

Gruß Gonozal
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Beantwortet von
@vadderloewe und Gonozal8

Es tut mir leid, wenn meine Antworten falsch rübergekommen sind, das war absolut nicht meine Absicht.

Ich konnte den Denkfehler dank eurer Hilfe herausfinden. Ich ging davon aus, dass z.B. der Frequenzumrichter bei voller Drehzahl (26.000rpm) des Motors die 20.2 A schluckt. Dank eurer Hilfe konnte ich mich wieder daran errinnern, dass der Umrichter auch ein abruptes Abbremsen des Motors und andere Spielereien ermöglicht und dass dafür die ganzen Reserven nötig sind.

Da man den Umrichter schön am Computer programmieren kann und es auch eine Rampen-Funktion gibt, kann ich kontrolliert verhindern, dass jemals soein hoher Strom fließen wird wie maximal angegeben...

Ähnlich wird es bei den Servoumrichtern sein.

Denkfehler aus dem Weg geräumt :-) Danke für eure Hilfe.
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