E57 für Batteriebetrieb - verrückte Idee ?

[Alexander470815]

Habe zwar nur eine Elektror und einen deutlich zu kleinen Wechselrichter mit schwachen Batterien da aber es funktioniert zweifelsohne: https://youtu.be/2iEVdyVqb5I

Der Wechselrichter hat gerade mal 600W Dauerleistung und damit gerade mal halb so viel Leistung wie die S3B mit 1kW.
Wäre das ausgeglichen dann würde das auch deutlich zügiger beschleunigen.

Ich weiß nicht, ob sich ein
48V - 5 kW Gleichstrommotor finden lässt, der in das Motorgehäuse einer
E57 passt. Und 2.800 - max. 3.000 U/min muß er ja auch noch machen,
nicht etwa 5.000 oder mehr, wie viele leistungsstarke Modellflugmotoren.

Wenn man so ein enges Drehzahlband anpeilt dann muss man die Drehzahl aktiv regeln.
Einfach nur ein dickes Relais und los funktioniert nicht.
Die Modellbau Motoren sind eh bürstenlose Motoren und brauchen sowieso einen Regler, der kann dann auch die Drehzahl begrenzen.

Ein anderer Kompromiß wäre vielleicht noch eine Standard-Eli in 125/220 V
Ausführung. Die gab es lt. DIN 41096 sogar serienmäßig für entsprechende
Netze und war genormt. Motor in Dreieck geschaltet, bräuchte aber dennoch
einen 3 Phasen-Umrichter.

Für diese Spannungsebe existieren praktisch keine Umrichter.
Die Option ist also raus.

Und stimmt, dieser müsste nicht nur den Nennstrom
aufbringen, sonderen zumindest kurzzeitig auch den ca. 4mal höheren Anlauf-
strom.

Muss er nicht.
Siehe meine Erklärung oben.

Hier mal der Anlauf der S3B mit Limitierung auf 1kW Wirkleistung (die muss der Wandler erbringen, die Blindleistung liefert der Umrichter): https://youtu.be/peJl6-kf5QU

Zum Vergleich der Direktstart der nur geringfügig schneller ist und ganze 3kW Spitzenleistung braucht.
https://youtu.be/4YMBGBeb45E

Umrichterbetrieb ist nicht so einfach wie es scheint.
Man bekommt mit deutlich weniger Leistung eine bessere Beschleunigung.
Auch wenn manche das hier nicht glauben wollen.

[Die Sirenenwerkstatt]

Auch wenn manche das hier nicht glauben wollen.

Bleib mal auf dem Teppich Kollege. Sag mir mal bitte eher, welches Messinstrument wir da sehen. Sowas brauch ich auch....

[Alexander470815]

Bleib mal auf dem Teppich Kollege.

Naja die erste Patzige Antwort kam nicht von mir...
Aber gut.

welches Messinstrument wir da sehen

Ich vermute mal du meinst das: https://www.janitza.de/produkte/spannun ... 9-pro.html
Kostet aber ein paar Euro.

[Die Sirenenwerkstatt]

Ok, Ich entschuldige mich dafür. Es gibt gute Gründe dafür, dass ich manchmal so Kratzbürstig bin und die Mayschoßer so lange braucht. 😔

Eigentlich hatte ich schon einen Ellenlangen Entwurf verfasst aber ich will nicht weiter Öl in ein unnötiges Feuer gießen.

Das einzige was ich nicht gut an deinem Video-Versuch finde ist, dass du mit der abgeklebten S3 die Realität nicht ganz abbildest.

Du hast völlig Recht, dass ein Frequenzumrichter mit seiner intelligenten Steuerung den Motor wesentlich Effizienter betreiben kann. Das Problem ist halt nur mit steigender Drehzahl nimmt ja auch die Aerodynamische Last im Quadrat zu. Außerdem hat die E57 ein anderes Last / Kraft Verhältnis. Gab schon die Diskussion unter uns "alten Hasen", warum die E57 überhaupt 5kW hat und nicht eher 3,5kw, was realistischer ist.
Dennkbares Ergebnis für uns war einfach, damit die E57 mit ihrem großen Rotor die Signale hörbar schnell und sauber wiedergeben kann.
Unter den E57 gab es ja auch Unterschiede was die Gewichte der Rotoren anbelangt. Von 5 bis 9Kg schon alles da gewesen. Das plus die unterschiedlich gewickelten Motoren von Siemens, Elektror, Helin und Roland Sirenenbau ergeben unterschiedliche Stromaufnahmen und Anlaufkurven.
Da müsste man wirklich aufpassen welche Kombination man da auswählt denn das spielt alles ins Endergebnis. Du hast halt nichts gewonnen wenn die Jaule erst beim 5. oder 6. Warnungs-Takt die Enddrehzahl erreich (wenn überhaupt) dann hört sich das Signal nicht sauber an und könnte falsch interpretiert werden.
Zumindest sehe ich das so. 🤷🏻‍♂️

[Alexander470815]

Das einzige was ich nicht gut an deinem Video-Versuch finde ist, dass du mit der abgeklebten S3 die Realität nicht ganz abbildest.

Das ist sicherlich richtig.
Jedoch bleibt der Vergleich Netz zu Umrichterbetrieb weiter gültig da beide gleich beeinflusst wurden.

Das Problem ist halt nur mit steigender Drehzahl nimmt ja auch die Aerodynamische Last im Quadrat zu.

Das stimmt so nicht ganz.
Das Drehmoment nimmt im Quadrat zu, die Leistung nimmt kubisch zu.

Außerdem hat die E57 ein anderes Last / Kraft Verhältnis

Ist das so?
Schaut man sich dieses Video an: https://www.youtube.com/watch?v=ajIIxs4L8hM
Dann dauert der Hochlauf der S3B etwa 3 Sekunden.
Im erstbesten Video eine e57 dauert der Hochlauf auch 3 Sekunden: https://www.youtube.com/watch?v=2yMfNQPE1mE
Dazu kommt das es davon wie du sagst ja noch einige Ausführungen der Hersteller gab.
Als pauschal "anders" würde ich das also nicht bezeichnen.
Der Schallerzeuger ist größer und schwerer und im gleichen Maße ist der Elektromotor größer.
Die Größenordnung der Hochlaufzeit zwischen beiden Aggregaten bleibt gleich.

Gab schon die Diskussion unter uns "alten Hasen", warum die E57 überhaupt 5kW hat und nicht eher 3,5kw, was realistischer ist.

Da stellt sich natürlich die Frage wie die Nennleistung definiert ist.
Bei generellen Elektromotoren ist die Angabe auf dem Typenschild für gewöhnlich P2 also die Wellenleistung.
Lt. Typenschild nimmt der Motor 9A bei 380V und einem cos phi von 0,85 auf.
Damit kommt man auf 5kW Aufgenommene Leistung.
Also scheinen die 5kW wohl nicht die Wellenleistung zu sein sondern die Nennleistung die das System im Normalbetrieb aufnehmen darf.
Und genau das ist der Knackpunkt, es gibt keinen Grund warum sowas die Typenschilddaten ausreizen muss.

Bedingt durch die Auslegung des Motors auf Kurzzeitbetrieb ist da eben auch Material gespart worden(was jetzt nicht zwangsläufig schlecht ist, ein Dauerbetrieb ist ja auch nicht erforderlich).
Damit geht aber einher das der Motor insgesamt ineffizienter arbeitet und die Leistungsaufnahme bei Umrichterbetrieb wird sogar noch geringer ausfallen als die 3,5kW aus dem Youtube Video.
Warum? Ganz einfach der Umrichter da macht eine automatische Schlupfkompensation.
Die Frequenz die beim Betrieb erzeugt wird liegt bei 440Hz was 2930 U/min entspricht.
Die Drehzahl ist also 4,6% höher als im Nennbetrieb, klingt erstmal nicht dramatisch.
Aber 1,046³ = 1,15 also nimmt die Sirene 15% mehr Leistung als im "Umrichterbetrieb mit korrekter Drehzahl" auf.
Damit liegt die Wirkleistungsaufnahme bei korrekter Drehzahl nur noch bei 3kW.

Würde man den Rotor an einen 5,5kW Normmotor schrauben würde das wesentlich schneller beschleunigen.
Natürlich wäre der Anzugsstrom auch um weiten größer was bei schwachen Versorgungsnetzen sicherlich nicht förderlich wäre.

Also bei einem System dessen Umrichter+Wechselrichter die gleiche Nennleistung hat wie der Sirenenmotor würde ich bei der e57 eine ähnliche Performance erwarten.
Sicherlich minimal langsamere Rampen als bei Netzbetrieb aber noch in der Toleranz.
Wenn man die gleiche Performance haben will muss man eben auf 150% Leistung gehen.
Aber die hier propagierten 400% oder 500% braucht es sicher nicht.
Und genau das ist der Knackpunkt auf den ich heraus will.

[Die Sirenenwerkstatt]

Frage 1.
Wie soll der FU eine automatische Schlupfkompensation realisieren ohne Drehzahlmessung?

Frage 2:
Wenn du sagst, dass der FU den Motor nur auf 3kW bringt dann erklär mit bitte die Angaben aus dem Video: https://www.youtube.com/watch?v=RNcHkbs7nRI
und dem Video: https://www.youtube.com/watch?v=aqyZG_0X1I0
Zugegeben, beides andere E57 mit verschiedenen Motoren und Rotoren aber nur ca. 100-150W unterschied zwischen den beiden. Klingt für mich nicht sonderlich effizienter.
Das einzige was der FU wirklich effizienter macht ist doch einfach nur beim Rampen fahren auch Spannung und Strom anzupassen.🤷🏻‍♂️

Das stimmt so nicht ganz.
Das Drehmoment nimmt im Quadrat zu, die Leistung nimmt kubisch zu.

Und man kann das jetzt vernachlässigen weil... ?
Also mit ansteigender Drehzahl und ansteigender Luft-Last läuft der FU besser weil er die Spannung und den Strom kleiner (effizienter) hält, und dem Motor weniger Leistung zur direkten Verfügung steht wobei der FU ja so Blitzschnell regelt, dass das überhaupt nix ausmacht, versteh ich deine Behauptung richtig?🙃
Wenn das alles stimmt dann frag ich mich wieso FU's nicht wesentlich mehr zum Einsatz kommen in der Industrie und nicht nur dann, wenn man eine wirkliche Regelung benötigt. Dann hat man uns Elektrikern in den 3 1/2 Jahren Ausbildung und den 2,2 Jahren Techniker ja anscheinend nur Blödsinn beigebracht. 🤷🏻‍♂️

[Alexander470815]

Wie soll der FU eine automatische Schlupfkompensation realisieren ohne Drehzahlmessung?

Feldorientierte Regelung sagt dir was?
Bei einer Motormessung misst der FU die Ersatzschaltbilddaten aus und kann so ein virtuelles Motormodell erstellen.
Damit ist eine Schlupfkompensation ganze ohne Sensoren möglich.
Kann man hier schön in Aktion sehen: https://www.youtube.com/watch?v=tWpChgsAIN4
Was bei 1Hz funktioniert geht logischerweise auch bei 50Hz.

Natürlich ist die Bandbreite solcher Regelungen begrenzt.
Für hochdynamische Antriebe wird man immer auf einen aktiven Geber zurückgreifen.
Damit ist dann natürlich auch so ein Unfug möglich... https://www.youtube.com/watch?v=zePrAI5MmHs
Mit einem 4kW Seitenkanalverdichter dran kommen dann auch 130dB da raus.(unmittelbar davor natürlich)

Wenn du sagst, dass der FU den Motor nur auf 3kW bringt dann erklär mit bitte die Angaben aus dem Video: https://www.youtube.com/watch?v=RNcHkbs7nRI
und dem Video: https://www.youtube.com/watch?v=aqyZG_0X1I0

Moment moment.
Die beiden Betriebsarten sind nicht vergleichbar.
Außerdem habe ich auch geschrieben warum 3kW die "normale" Leistungsaufnahme wären bei 2800 U/min.(bei Umrichterbetrieb!)
Der Umrichter wird bei eingestellten 50Hz nicht zwangsläufig auch 50Hz ausgeben.
Das kommt auf die gewählte Regelungsart an.
Bei einfach nur stumpf U/f Betrieb wäre das so.
Bei VVCplus das automatisch auf niedrigste Erregung einregelt für kleinsten Energieverbrauch oder bei bei dem Modus Fluxvektor ohne Geber ist das nicht so.
Was da eingestellt war kann man im Nachhinein nur noch mutmaßen.
Da die Tonfrequenz aber höher als normal war wird irgendwas an Schlupfkompensation aktiv gewesen sein und die Ausgangsfrequenz lag bei über 50Hz.
Damit ist natürlich auch die Leistungsaufnahme erheblich höher da diese eben kubisch zur Drehzahl steigt.

Das einzige was der FU wirklich effizienter macht ist doch einfach nur beim Rampen fahren auch Spannung und Strom anzupassen.

Das stimmt so vielleicht für die Umrichter von vorgestern wo man ein konstantes U/f Verhältnis eingestellt hat und fertig war.
Heute geht da deutlich mehr.
Unter anderem auch eine Anpassung der Motorspannung an die Last so das ein Effizienz optimaler Betrieb gewährleistet wird.
Wenn der Motor nicht voll ausgelastet wird kann man die Spannung zurücknehmen um so den Magnetisierungsstrom zu mindern und damit die Verluste zu senken.

Und man kann das jetzt vernachlässigen weil... ?
Also mit ansteigender Drehzahl und ansteigender Luft-Last läuft der FU besser weil er die Spannung und den Strom kleiner (effizienter) hält, und dem Motor weniger Leistung zur direkten Verfügung steht wobei der FU ja so Blitzschnell regelt, dass das überhaupt nix ausmacht, versteh ich deine Behauptung richtig?

Weder kann man das vernachlässigen noch regelt deswegen der FU in irgendeiner weise besser.
Natürlich macht es einen Unterschied ob das ganze Luft fördert oder nicht, aber die Auswirkung davon wird sich sowohl im Netz als auch im Umrichterbetrieb wiederfinden.
Wenn man also den zugedeckten Netz und Umrichterbetrieb vergleicht wird sich das ähnlich verhalten wie der offene Netz und Umrichterbetrieb.

Der Einfluss der Drehzahl auf die Leistung ist kubisch.
Aber wie ist der Einfluss der Luftmenge auf die Leistung bei konstanter Drehzahl?
Das wäre ja der eigentlich wichtige Punkt.

Wenn das alles stimmt dann frag ich mich wieso FU's nicht wesentlich mehr zum Einsatz kommen in der Industrie und nicht nur dann, wenn man eine wirkliche Regelung benötigt.

Das ist eine Kosten/Nutzen Rechnung.
Wenn Motoren mit hoher Auslastung laufen bringt ein Umrichter nicht allzu viel Einsparungen.
Läuft sowas jedoch häufiger in Teillast sieht das schon ganz anders aus.
Bis zum 1.Juli 2021 war es z.B. möglich die Effizienzanforderungen für kleinere Antriebe mit einem IE2 Motor + Frequenzumrichter zu erfüllen.
Danach ist jetzt mindestens ein IE3 Motor gefordert ein Umrichter ist optional.
Neuere Motoren Techniken wir Permanent Magnet Synchronmotoren oder gar Synchron Reluktanz Motoren brauchen zwingend Frequenzumrichter für den Betrieb.

Dann hat man uns Elektrikern in den 3 1/2 Jahren Ausbildung und den 2,2 Jahren Techniker ja anscheinend nur Blödsinn beigebracht.

Nur Blödsinn sicherlich nicht.
Aber das Thema Umrichtertechnik ist umfangreich genug um viele Bücher zu füllen.
Das dort nicht auf alle Feinheiten eingegangen wird und pauschalisiert wird ist nicht verwunderlich.
Siehe den ersten Absatz bezüglich der Schlupfkompensation... die ja offensichtlich nicht Teil der Ausbildung war...

[hoffendlichS3]

FU lief im VVC, eingemessener Motor, mit Schlupfkompensation. Ist ja mein FU^^

Jetzt weis ich aus welchem Video dein Fingerbild stammt. :-)

Generell gibt es ja neue Energiesparverordnungen m.W.n. bei Neuanlagen immer IE3-Motoren fordern.
Aber wie du schon sagst ist es auch möglich die geforderte Effizienz mit alten Motoren und einem neuem FU zu erreichen.

In der Industrie werden meiner Erfahrung nach nur noch selten Antriebe ohne FU verbaut., weil der "Standard"-Fu kein Geld mehr kostet. ausgenommen Betrieb mit Dauerhaft dicht an Nennleistung.
Eine Schützkombination mit Motorleitung, Thermistorleitung, Motorschutzschalter, Themristorrelais ist mittlerweile teurer,
als wenn ich einen dezentralen FU (Movimot oder Movifit z.B.) mit Feldbus nehme.
Der bekommt dann noch 400V, Profinet mit Profisafe und das wars.
Und man hat alle Steuer/Regelmöglichkeiten inklusive integrated Safety oder z.B. Überwachte Schleichfahrt bei Förderanlagen.

Beispielsweise Kostet ein 0,55kW Getriebemotor WA30 DRS71M4 mit Movimot bei SEW keine 500 Euro mehr. Plus Feldbus^^