Berechnung des Motordrehmoments bei Null Drehzahl: Von Prinzipien zu Formeln

Wenn Motoren ausgewählt oder Projekte besprochen werden, fragen viele Kunden:

"Hat ein Motor Drehmoment bei Null Drehzahl? Wenn ja, wie wird es berechnet?"

Während die einfache Antwort "ja" lautet, müssen Sie für technische Berechnungen mehrere wichtige Punkte verstehen, um Auswahlfehler zu vermeiden. Basierend auf Feldversuchen ist hier eine klare Aufschlüsselung.

1. Was ist "Null-Drehzahl-Drehmoment"?

Im Wesentlichen wird das Drehmoment bei Null Drehzahl als Anlaufdrehmoment oder Blockierdrehmoment.

Es ist das Drehmoment, das in dem Moment erzeugt wird, in dem der Motor eingeschaltet wird, aber noch nicht zu rotieren begonnen hat. Bei Asynchronmotoren ist bei Null Drehzahl der Schlupf gleich 1. Obwohl der Motor noch keine "Arbeit" verrichtet, "übt" er bereits eine "Kraft" aus, die es ihm ermöglicht, unter Last anzulaufen.

2. Die wesentliche technische Formel

Für die Projektauswahl benötigen Sie keine komplexen elektromagnetischen Modelle. Diese Formel ist ausreichend:

Formel für Nenndrehmoment:

• T: Drehmoment (N·m)

• P: Leistung (kW)

• n: Nenndrehzahl (U/min)

3. Wie berechnet man bei Null Drehzahl?

Das Kernproblem: Wenn Sie $n = 0$ einsetzen, schlägt die Formel fehl.

Die Antwort ist: Sie können 0 nicht direkt substituieren. Diese Formel gilt nur für den "laufenden Zustand", nicht für den "Anlaufzustand".

4. Korrekte Berechnungsmethoden (übliche Praxis)

• Methode 1: Umrechnung vom Nenndrehmoment

  In der Technik verwenden wir: Null-Drehzahl-Drehmoment = Multiplikator $times$ Nenndrehmoment.

  Bei typischen 3-Phasen-Asynchronmotoren beträgt das Anlaufdrehmoment im Allgemeinen das 0,75- bis 2,75-fache des Nenndrehmoments.

• Methode 2: Theoretische Berechnung (für das Design)

  Das Anlaufdrehmoment ist proportional zum Quadrat der Spannung (T ∝ V²). Dies wird hauptsächlich im Motordesign oder in Simulationen verwendet, selten im Feld.

5. Drehmomentunterschiede je nach Motortyp

• Asynchronmotoren: Mittleres Anlaufdrehmoment; geeignet für Lüfter und Pumpen.

• Schleifringläufermotoren: Hohes Anlaufdrehmoment (über externen Widerstand); geeignet für Brecher und Hebezeuge.

• Permanentmagnetmotoren: Hervorragende Leistung bei niedriger Drehzahl; können mit einem Frequenzumrichter ein konstantes Drehmoment erreichen.

• Servomotoren: Können bei Null Drehzahl das Nenn- oder sogar Spitzenmoment abgeben; ideal für präzise Regelung.

6. Warum Null-Drehzahl-Drehmoment wichtig ist

Bei Schwerlastanwendungen wie Brechern, Mischern und Förderbändern startet die Ausrüstung unter einer schweren Last und nicht im Leerlauf. Wenn das Anlaufdrehmoment unzureichend ist, kann der Motor nicht starten und löst möglicherweise den Leistungsschalter aus.

Schlussfolgerung:

Das Null-Drehzahl-Drehmoment wird durch Multiplikation des Nenndrehmoments mit einem Faktor geschätzt. Es repräsentiert die Startfähigkeit, nicht die Laufähigkeit.