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26 — Rechner

Motorabgang auslegen

Die Zuleitung zum Motor wird meist nach dem Betriebsstrom ausgelegt – und dann wundert man sich, warum der Motor bei langer Leitung träge anläuft. Der Anlaufstrom fällt über derselben Leitung ab, und ein Vielfaches des Stroms bedeutet ein Vielfaches des Spannungsfalls.

Eingabe

Für den Motorabgang allein, nicht für die gesamte Anlage.

Ergebnis

Erforderlicher Querschnitt, genormt
—mm²
Bemessungsstrom des Motors
—A
Rechnerischer Querschnitt
—mm²
Spannungsfall im Betrieb bei diesem Querschnitt
—%
Spannungsfall auf der Leitung beim AnlaufKommt zum Einbruch im Netz hinzu.
—%

Orientierungshilfe, keine normgerechte Auslegung. Für die Richtigkeit der Ergebnisse übernehmen wir keine Gewähr, maßgeblich sind die anzuwendenden Normen und die Prüfung im Einzelfall.

Rechenbeispiel

Der Standardfall, mit dem der Rechner startet, einmal durchgerechnet. Ändern Sie oben die Werte, rechnet er sofort neu.

Eingaben

Bemessungsleistung des Motors
30 kW
Netzspannung
400 V
Wirkungsgrad
92 %
Leistungsfaktor cos φ
0,86
Länge der Zuleitung
80 m
Zulässiger Spannungsfall im Betrieb
3 %
Anlaufstromverhältnis I_A / I_N
7
Leitermaterial
Kupfer (κ = 56 m/Ω·mm²)

Ergebnis

Erforderlicher Querschnitt, genormt
10 mm²
Bemessungsstrom des Motors
54,7 A
Rechnerischer Querschnitt
9,7 mm²
Spannungsfall im Betrieb bei diesem Querschnitt
2,91 %
Spannungsfall auf der Leitung beim Anlauf
7,11 %

Formel

  • P_zu = P_ab / η
  • I_N = P_zu / (√3 · U · cos φ)
  • A = (√3 · L · I_N · cos φ) / (κ · Δu)
  • Anlauf: Δu_A ≈ (√3 · L · I_A · cos φ_A) / (κ · A)

Annahmen und Normbezug

  • Der Querschnitt folgt hier allein aus dem Spannungsfall im Betrieb. Strombelastbarkeit, Kurzschlussschutz und Abschaltbedingung sind eigene Nachweise.
  • Für den Anlauf wird mit einem Leistungsfaktor von 0,3 gerechnet – im Anlauf ist der Motor stark induktiv.
  • Bei umrichtergespeisten Motoren gelten zusätzliche Anforderungen an Schirmung und Länge, die hier nicht abgebildet sind.

Häufige Fragen

Welcher Spannungsfall ist beim Anlauf noch vertretbar?

Er kommt zum Einbruch im speisenden Netz hinzu. Beide zusammen bestimmen, was am Motor ankommt – und das Anlaufmoment sinkt mit dem Quadrat davon. Bleiben zusammen weniger als achtzig Prozent der Nennspannung übrig, wird der Anlauf schwerer Lasten unsicher.

Warum reicht der Betriebsstrom für die Auslegung nicht?

Für die Erwärmung schon, für das Anlaufverhalten nicht. Eine Leitung, die im Betrieb drei Prozent Spannungsfall hat, kommt beim siebenfachen Strom auf ein Vielfaches – und genau in diesem Moment braucht der Motor die Spannung am dringendsten.

Gilt das auch am Frequenzumrichter?

Der Anlaufteil nicht: Ein Umrichter begrenzt den Strom und fährt die Frequenz hoch, ein Anlaufstromstoß entfällt. Dafür kommen andere Themen dazu – Schirmung, Ableitströme, zulässige Leitungslänge nach Angabe des Umrichterherstellers.

Rechnen ist der einfache Teil.

Die Formel liefert eine Zahl. Die Auslegung einer Anlage verlangt darüber hinaus Verlegeart, Häufung, Selektivität, Normenlage und den Blick auf den Bestand. Genau das übernehmen wir.

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