Anlaufstrom E-Motor?
Meine Frage ist warum ist der Anlaufstrom eines Motors erhöht bzw. Wie entsteht dieser?
Ich weiss das Spulen keinen hohen Einschaltsrom haben, sondern erhöhte Einschaltspannung da die Spule im ersten Moment einen riesigen Widerstand hat.
Und ich les es immer nur, Motor brauch mehr Leistung .
Aber es steht nie da, warum ist der Strom 7 mal so hoch im Einschaltpunkt. Keine Begründung.
Ich hoffe mir kann das einer beantworten
5 Antworten
Wäre das Magnetfeld der Spule unmittelbar nach dem Einschalten so stark wie im stationären, hochgefahrenen Zustand, gäbe es diese hohen Anlaufströme in der Form nicht.
Da die Stärke des Magnetfeldes in Zeitlupe betrachtet jedoch erst aufgebaut werden muss, fließt bis dahin ein höherer Strom. Dieser Strom wird dann mit immer stärker werdendem Magnetfeld verringert. Warum? Weil das stärker werdende Magnetfeld ja eine höher werdende Spannung an der Spule induziert. Diese Spannung wirkt der treibenden Spannung aber entgegen.
Die Ladungen werden von der treibenden Spannung in die eine Richtung geschoben, doch die entgegengesetzte Spannung der Spule hemmt den Fluss. Es ist also die Hemmung des Flusses dafür verantwortlich, dass der Strom nach dem Anlauf geringer wird.
Der ohmsche Widerstand der Spule ist ja kein Hindernis dafür, dass kein hoher Strom fließen kann. Dieser Widerstand hemmt den Stromfluss nicht im selben Maße wie die hohe Gegeninduktivität nach dem Anlaufen.
Zusätzlich kommt noch die Massenträgheit.
Wenn der Motor läuft, entsteht in ihm selber eine Induktionsspannung. Der dadurch fließende Strom ist laut Lenzscher Regel der Ursache der Induktion entgegengerichtet. Die Ursache ist der Anlaufstrom, der dann durch den Induktionsstrom im Motor bei Bewegung geschwächt wird.
Je schneller sich der Motor dreht, um so mehr wird in ihm selber induziert und der insgesamt fleißende Strom wird immer kleiner.
Die spule wirkt im Stromlosen Zustand erst einmal wie ein "einfacher" Kurzschluß, da es sich um ein langen gewickelten Draht handelt. Somit ist bei Einschalten erst ein kurzer, hoher Stromimpuls vorhanden, der aber sofort (wie DerZwiebel erklärt) wieder abschwächt. Das ist der hohe Einschaltstom - einfach erklärt.
Der elektrische Motor induziert eine Spannung die (idealisiert) so hoch ist, wie die angelegte Spannung gemäß der Formel:
Spannung = Motorkonstante • Drehzahl
U_i = k • Omega
Diese Spannung wirkt der angelegten entgegen und es fließt durch die Wicklungen (wieder idealisiert) kein Strom.
Wenn der Motor nun steht und angeschalten wird (Omega = 0), ist die induzierte Spannung = 0 und durch die Wicklungen fließt nun ein Strom nach dem Ohm'schen Gesetz von:
I = U_q/R
... wobei R bei einer Kupferwicklung vergleichsweise klein ist und der Strom dadurch anfangs sehr hoch.
Je schneller sich der Motor dreht, desto kleiner wird das U_q und damit der Strom.
Aber hat die Spule an sich nicht im Einschaltmoment einen Sehr sehr hohen Widerstand?
Nein. Der elektrische Widerstand hängt maßgeblich von Material und Geometrie ab und ändert sich nicht.
Elektromotoren (sowohl Gleich- als auch Wechselstrommotoren) haben einen hohen Einschaltstrom, weil für das Beschleunigen der drehenden Schwungmasse auf Nenndrehzahl mehr Leistung und damit mehr Strom als für das Halten der Drehzahl nötig ist. Dieser Anteil des Einschaltstroms wird als Anlaufstrom bezeichnet.
Hinzu kommen wohl auch noch kleine Widerstände der Wicklungen bei kaltem Motor.
Es handelt sich um Kupfer als Wicklung, deshalb glaube ich ist der Kalt/ Warm Widerstand nur von kleiner Bedeutung.
Prinzipiell kannst du dir das auch ohne Formeln etc. relativ leicht mit einer Analogie vorstellen: ein Automotor (ver)braucht beim anfahren auch mehr als bei ruhiger Fahrt mit konstanter Drehzahl.
Das mehr Leistung benötigt wird ist klar
Aber der Strom Zeit verlauf ist aber bei der Spule so das kein Strom im ersten Moment Fließt und langsam ansteigt.
Aber im Einschaltmoment, fließt doch in einer Spule gar kein Strom
Das mit selbstindinduziertem Strom der größer wird je schneller sich der Motor dreht versteh ich.