Frequenzumrichter an Säulenbohrmaschine anbauen

[crosselch]

Hallo zusammen,
wer hat Erfahrungen mit dem Anbau eines Frequenzumrichters an eine Säulebohrmaschine.
Zur Drehzahlsteuerung.
Was gilt es außer der Leistung zu beachten.
Kann man das "sorgenlos" an eine Ur-altmaschine anschließen oder raucht die mir ab?
Freue mich auf Eure Erfahrungen.

 

[Paulisch]

Hallo zusammen,
wer hat Erfahrungen mit dem Anbau eines Frequenzumrichters an eine Säulebohrmaschine.
Zur Drehzahlsteuerung.
Was gilt es außer der Leistung zu beachten.
Kann man das "sorgenlos" an eine Ur-altmaschine anschließen oder raucht die mir ab?
Freue mich auf Eure Erfahrungen.

An alten Maschinen ist das weniger problematisch als an modernen mit den ganzen Sicherheitsschaltern. Ist sicher unproblematisch, ich habe bei mir auch n Polumschalter verbaut, um Gewinde auszudrehen und für die LaLo um mal eben einen rechtsdrehenden Bohrer zu nehmen.

 

[McIlroy]

Das geht schon, allerdings muss der FU auf den verwendeten Motor und deine Bedürfnisse hin paramteriert werden. Dazu kommt, dass wenn Du die Drehzahl nur über den FU runterregelst, der Motor langsamer dreht und somit auch der angekoppelte Lüfter. Das sollte an einer Bohrmaschine, die ja in der Regel keinen Dauerbetrieb machen muss, allerdings keine große Rolle spielen.

Bei Serienbohrungen an der Leistungsgrenze und mit geringer Drehzahl kann es allerdings schon warm werden. Falls Du sowas regelmäßig machst, kannst du einen E-Lüfter (PC Lüfter) nachrüsten.

Dann kommt es noch drauf an, ob du 230V oder 400V zur Verüfgung hast. Bei 230V macht der FU auch nur 3x230V, dann muss sich der Motor auf Dreieck umklemmen lassen. Das geht nicht bei allen, kannst Du aber auf dem Typenschild nachschauen.

 

[Sire Toby]

Das ist kein ganz einfaches Elektrothema, insbesondere wegen des richtigen RCD‘s…
Da findest Du eines hier im Forum über die Suchfunktion, vielleicht meldet sich auch ein Bewanderter wie @fahe noch.
Meine persönliche Erfahrung (falls Du noch keine Maschine erstanden hast):
Habe eine wirklich schöne Genko, die rund läuft-aber mein Wabeko Bohrständer ist mir inzwischen deutlich lieber. Die bessere Ausladung, aber insbesondere die schnellere Höhenverstellung ist einfach praktischer. Du musst bei den meisten Maschinen ja praktisch für fast jeden Bohrerwechsel den Tisch hoch-oder runterjuckeln…. Das ist nervig, erst recht ohne Zahnstange.
Gutes Gelingen, Tobias

 

[crosselch]

Das ist kein ganz einfaches Elektrothema, insbesondere wegen des richtigen RCD‘s…
Da findest Du eines hier im Forum über die Suchfunktion, vielleicht meldet sich auch ein Bewanderter wie @fahe noch.
Meine persönliche Erfahrung (falls Du noch keine Maschine erstanden hast):
Habe eine wirklich schöne Genko, die rund läuft-aber mein Wabeko Bohrständer ist mir inzwischen deutlich lieber. Die bessere Ausladung, aber insbesondere die schnellere Höhenverstellung ist einfach praktischer. Du musst bei den meisten Maschinen ja praktisch für fast jeden Bohrerwechsel den Tisch hoch-oder runterjuckeln…. Das ist nervig, erst recht ohne Zahnstange.
Gutes Gelingen, Tobias

Hast mal ein Bild von deiner Genko?
Bin noch auf der Suche

 

[FredT]

Hast du keinen Wagenheber, Schere oder Hydraulik, unter dem Bohrtisch?

 

[Sire Toby]

Ne, habe ich nicht… Kurbel schon.
Aber auch bei den oben genannten Möglichkeiten müsste ich kurbeln…

 

[Sire Toby]

Hast mal ein Bild von deiner Genko?

Habe ich:

 

[KaiX0]

aber mein Wabeko Bohrständer ist mir inzwischen deutlich lieber. Die bessere Ausladung, aber insbesondere die schnellere

Bin auch begeister von dem Wabeco BF. Für schwere Metallarbeiten nicht geeignet, aber für Holz. Sacklöcher bis 30 mm Durchmesser ohne Probleme. Seit heute mit dem Koordinatentisch von Wabeco, das hätte ich schon viel früher nachrüsten sollen. Aufspannen, in Position kurbeln und reihenweise Sacklöcher in genau definierten Abständen. Geil!

 

[poeschl]

Von Frequenzumrichtern halte ich gar nix an Bohrmaschinen.
Was ist denn der Sinn der Keilriemenübersetzung bzw. von Getrieben an Bohrmaschinen? Drehzahl runter UND Drehmoment hoch.
Je größer der Bohrer und je härter der Werkstoff, desto mehr Drehmoment (und niedrigere Drehzahl) braucht man. Wenn du jetzt deine Bohrmaschine mit dem FU auf 100U/min runterregelst dann zieht das Teil keinen Lachs mehr vom Tisch. Für n bissl in Holz rumbohren gehts schon, aber für Metall kannst das knicken. Andererseits verstehe ich nicht, für was man in Holz nen FU braucht. Die Schnittgeschwindigkeit ist da nicht so furchtbar kritisch

 

[fahe]

vielleicht meldet sich auch ein Bewanderter wie @fahe noch.

...das würde ich nicht für mich in Anspruch nehmen. Lediglich: Etwas belesen, etwas eigene Erfahrung. Lesen und Erfahrungen machen kann jeder...

Was ist denn der Sinn der Keilriemenübersetzung bzw. von Getrieben an Bohrmaschinen? Drehzahl runter UND Drehmoment hoch.
Je größer der Bohrer und je härter der Werkstoff, desto mehr Drehmoment (und niedrigere Drehzahl) braucht man. Wenn du jetzt deine Bohrmaschine mit dem FU auf 100U/min runterregelst dann zieht das Teil keinen Lachs mehr vom Tisch.

...das ist imho ein etwas "unfairer" Vergleich. Weil: Du vergleichst ein durch Getriebeuntersetzung erhöhtes Drehmoment mit dem nicht/kaum geänderten Nenndrehmoment eines FU gestellten Motors.

Richtig ausgewählt und parametrisiert liefert ein via FU befeuerter Motor schon in sehr niedrigen Drehzahlen/bei wenigen Hertz seiner Nennfrequenz sein Nenndrehmoment. Das führt in sehr niedrigen Drehzahlen leicht zu einem Wärmeproblem, dem man durch Fremdlüftung begegnen kann, nicht aber zu dem von Dir beschriebenen Drehmomentverlust. Die von Dir favorisierte Bohrmaschine schneidet nur darum besser ab, weil sich deren Drehmoment durch Riemenumlegen erhöht.

Unterhalb von 5 Hertz ist gibt es in der Regel doch deutliche Drehmomenteinbrüche FU-angesteuerter Motoren, das ist aber ein eigenes weite Feld...

Je nach FU und Parametrisierung kann man auch in dem Szenario das Drehmoment erhöhen. Allerdings freilich nicht in dem Maße wie es durch eine Getriebeuntersetzung erreicht werden kann. Also: Wenn ich mit einem Grillmotor ein kleines Schwein drehen will, wäre die mechanische Untersetzung von vielleicht 1000:1 mit einem pipikleinen Motörchen, der ohne Getriebe erst recht "keinen Lachs vom Tisch zieht", auf alle Fälle das Mittel der Wahl...

Das führt dann im Endeffekt auch dazu, dass die von Dir favorisierte Bohrmaschine mit unterschiedlichen mechanischen Untersetzungen mit solchen Motörchen geringer Leistung auskommt, mit denen die in der Regel gebaut werden.

Insofern mag es bei solchen Bohrmaschinen auch keinen Sinn machen, einen Frequenzumrichter einzusetzen. Aber eben nicht, weil dessen Regelung bei niedrigen Drehzahlen zu einem Verlust an Drehmoment führt, sondern schlicht, weil deren Motoren dafür zu gering dimensioniert sind, deren Nenndrehmoment also nicht geeignet ist, bei 20mm in Stahl zu bohren.


Selbst die von @Dietrich geliebte "Nürtinger Königin" dürfte auf dem Motortypenschild eine Wellenleistung von wahrscheinlich deutlich unter 1kW stehen haben... und die ist mit einer Dauerbohrleistung von 20 mm in Stahl angegeben... und dürfte kurzzeitig auch deutlich mehr ohne Grunzen wegstecken.

 

[poeschl]

Servus Fahe,
Das ist kein unfairer Vergleich, denn genau DAS macht man ja durch den Einbau einer FU: Man ersetzt die Drehmomenterhöhung + Drehzahlverringerung durch einen FU, der nur die Drehzahl verringert, aber das Drehmoment gleich lässt. Von daher ist der Vergleich ganz gut.

Aber bitte nicht die Unterstellung, dass ich Bohrmaschinen mit "Motörchen" favorisiere. Ich habe eine Getriebe-Säulenbohrmaschine aus der Industrie bei mir in der Werkstatt, da ist nicht unterdimensioniert.
Meiner Meinung nach passt das Argument von dir überhaupt nicht, dass man dadurch untermotorisierte Motörchen einsetzen kann und dann durch Übersetzungen das ausgleicht. Das würde ja auch heißen, dass du das System eines Getriebes beim Auto auch blöd findest - warum baut man nicht einfach einen 1000 PS Motor ein und dafür bloß 1 Gang? Wäre doch anscheinend viel sinnvoller?
Mit einem FU braucht man einfach einen unnötig großen Motor, den man dann auch noch mit einer passiven Kühllösung kühlen muss, damit er nicht abraucht. Das ist doch im Privatbereich Blödsinn. Im Industriebereich kann man das schon machen, da achtet man auch eher auf die genaue Schnittgeschwindigkeit. Aber ob man jetzt statt 1200 auf 1300 Umdrehungen geht weils die Übersetzung nicht anders hergibt - was solls. (Und ehrlichgesagt Bohre ich in Holz alles außer Forstnerbohrer eh immer mit der selben, hohen Drehzahl)

Edit: Ich will mich ja nicht immer gegen neue Technik wehren Es gibt sicherlich gute Anwendungszwecke dafür. Ich persönlich würde mir aber den Aufwand in einer Holzwerkstatt nicht antun, weil der Nutzen nicht gegeben ist. Bei Holz brauchst bei Bohrern nicht die exakt genaue Drehzahl einstellen. Wenn viel mit Metall gearbeitet wird dann kann das schon wirklich nützlich sein. Allerdings muss man dann halt schon schauen, ob die Leistung vom Motor noch ausreicht bzw. ob er zu heiß wird. Wenn dem nichts im Wege steht - warum nicht. Achtung: ICH persönlich brauchs trotzdem nicht, ich hab 10 Geschwindigkeiten mit meiner Getriebebohrmaschine und damit Bohre ich seit Jahrzehnten alles ohne jegliche Probleme. Viel wichtiger meiner Ansicht nach ist die Stabilität der Maschine. Mit der großen kann ich beim Bohren richtig Druck ausüben, da kommen super Späne raus (Metallbereich). Wenn ich den Druck bei meiner Einhell ausübe biegt sich schon der Tisch nach unten

 

[Mitglied 24010 keks]

Warum sprechen hier alle davon mit einem FU die Drehzahl nach unten zu regeln???

Kleinste Übersetzung wählen und dann mit FU auf 65 - 70Hz gehen ist doch viel sinnvoller. Dann gibt's auch aus kleinen Motoren ordentlich Leistung am Bohrer...

 

[schrauber-at-work]

Moin,

da scheint mir viel gefährliches Halbwissen unterwegs zu sein.

nicht aber zu dem von Dir beschriebenen Drehmomentverlust

Das ist schlicht falsch. Sieh dir mal die Drehmomentkurve eines Asynchron Motors an, dann wirst sehen dass diese Aussage nich passen kann.
Kennlinie

DIe Drehzahl ist abhängig von der Frequenz, das ist denke ich jedem klar. Die meisten Asynchron Motoren (in Europa) sind optimiert auf 50 Hz (Ausnahme DB Netz mit 33Hz).
Ergo wird das Drehmoment bei niedriger Frequenz geringer, im selben Zug steigt auch der Strom in der Wicklung an, wird dieser nicht sauber vom FU begrenzt führt dies schnell zu Problemen.
Gerade ältere Motoren haben auch meist nicht die nötige Isolatinsklasse des Lackdrahtes der Wicklung, da beim FU Spannungsspitzen, die durchaus > 2x Nennspannung des Motors sein können, gibt es Durchschläge der Isolation die den Motor zerstören können.

Kleinste Übersetzung wählen und dann mit FU auf 65 - 70Hz gehen ist doch viel sinnvoller.

Auch das ist nicht unbedingt Zielführend (siehe Kennlinie) hinzu kommt dass der Rotor im Zweifelsfall die höhere Drehzahl mechanich nicht verträgt und sich zerlegt (schon gesehen).

Ergo: In gewissen Maßen kann man mit einem FU die Drehzahl verändern, man sollte aber die entsprechenden Kenntnisse (physikalisch und elektrisch) haben um damit nicht den Motor zu zerstören.

Ich würde es keinem Empfehlen der keine Antriebstechnischen und Elektrtechnischen Grundkenntnisse hat.

Just my 2Ct.

Gruß SAW

 

[brubu]

Hallo
Ich bin kein Spezialist zu diesem Thema, kenne aber Drehmomentprobleme bei niedrigen Drehzahlen aus einem Betrieb mit professionellen CNC
Fräsen im Werkzeugbereich. Selbst die müssen für spezielle, niedertourige Bearbeitung mit grossen Werkzeugen ab und zu alte Maschinen mit Getriebeuntersetzung einsetzen.
Gruss brubu

 

[Mitglied 24010 keks]

Ich kann da nur wiedergeben was unser Motoren Bauer und Instandsetzer gesagt hat und was ich in dem Betrieb wo ich zuletzt angestellt war üblich war. Da fehlten, auf Grund alter Technik, die nicht leicht zu ersetzen war, oft Fördermengen. Der Motoren Bauer hat mir erzählt, dass man fast alle E-Motoren dauerhaft mit 60-65Hz betreiben kann. Das haben wir dort mit einigen Motoren auch über viele Jahre im 1,5 Schicht Betrieb gemacht...
Natürlich sollte man das nicht übertreiben. Wie hängt eigentlich Hz mit Drehzahl zusammen? Ist das irgendein linearer Bezug?
Dann könnte man sich das ja schön ausrechnen welche Übersetzung man als Standard bräuchte um im Bereich von meinetwegen 40-60Hz mit dem FU die Drehzahl zu steuern.
Ich find das schon attraktiv. Fand ich auch an meiner TF ganz cool...
Verstehe auch nicht, warum das bei Holzbearbeitungsmaschinen nur im absoluten Premiumsegment zu bekommen ist.

Gruß Daniel

 

[uli2003]

Das ist schlicht falsch. Sieh dir mal die Drehmomentkurve eines Asynchron Motors an, dann wirst sehen dass diese Aussage nich passen kann.

Da hast du aber eine Grafik rausgesucht.. Schon das Sattelmoment liegt bei 'gewöhnlichen' Asynchronmotoren schon fast doppelt so hoch wie das Bemessungsmoment.

 

[schrauber-at-work]

Wie hängt eigentlich Hz mit Drehzahl zusammen? Ist das irgendein linearer Bezug?

Ja ist ein linearer Bezug. 50Hz entsprechen bei 2 Polpaaren (mal Wirkungsgrad durch Reibung im Lager etc. außen vor) 3000 1/min. Umdrehungen ein.
Beim Realen Motor wird sich (je nach Wirkugsgrad) etwa 2850-2900 1/min. einstellen (Oft auf dem Typenschild zu sehen).
Der gleiche Motor würde bei 60Hz 3600 1/min. drehen.

Da hast du aber eine Grafik rausgesucht

Als Sinnbild reicht es ja.
Durfte, während des Studiums, solche Kennlinien berechnen und Arbeitspunkte bei unterschiedlichen Lastprofilen daraus ableiten.
Ist nicht ganz so trivial wie man meint, würde hier aber den Rahmen sprengen.

Gruß SAW

 

[Mitglied 24010 keks]

Also rund 60U/minHz... Danke dir! Hatte das schon Mal gegoogelt aber so einfach merkbar hat mir das noch keiner präsentiert... ich muss sowas ja nicht genau berechnen... Bin ja ein Grobingenieur

 

[uli2003]

Durfte, während des Studiums, solche Kennlinien berechnen und Arbeitspunkte bei unterschiedlichen Lastprofilen daraus ableiten.
Ist nicht ganz so trivial wie man meint, würde hier aber den Rahmen sprengen.

Das ist auch völlig unnötig.

Ergo wird das Drehmoment bei niedriger Frequenz geringer

Warum sollte das zwingend so sein? Ich wüsste auch nicht, warum der Strom weit steigen sollte. Eine geringere Kühlung durch einen kleineren Luftstrom hat man, das ist klar.

 

[Mitglied 24010 keks]

@schrauber-at-work hast du vielleicht noch eine so schöne Faustformel was mit dem Drehmoment im Bereich von meinetwegen 35-65Hz passiert? Bis 70Hz sollte mein Motor von den Lagern her locker überleben... Die sind bis 5000U/min ausgelegt.

Gruß Daniel

 

[fahe]

...selbst 0815-Frequenzumrichter mit einfachen U/F-Regelungen haben heute i.d.R. eine Boostfunktion, die in den niedrigen Frequenzen mit einer höheren Spannung dafür sorgt, dass das Drehmoment nicht in den Keller geht. Moderne FUs haben da noch viel mehr im Kasten.

Ich versuch noch einmal in einen Satz zu fassen, was die Kernaussage meines Beitrages war... oder zumindest sein sollte: Die Drehzahlstellung eines Motors mit einem FU führt in niedrigen Drehzahlen dazu, dass das Drehmoment sich dennoch weiter im ungefähren (oder meinetwegen im geringfügig geringeren) Bereich des Nenndrehmoments des Motors befindet, während eine mechanische Untersetzung zu dessen Erhöhung führt, für deren Nachweis man keine Messung braucht, weil die jeder auch so bemerken dürfte. Zumal an der eingangs benannten Bohrmaschine...

Meine "Bibel" zum Thema Motoren und Frequenzumrichter findet sich hier: https://www.guetzold.com/wp-content/uploads/Wissenswertes_ueber_Frequenzumrichter.pdf

 

[schrauber-at-work]

Mahlzeit,

Ich wüsste auch nicht, warum der Strom weit steigen sollte.

Können wir gerne besprechen, aber dann lieber im Gespräch. Will hier keine Abhandlung darüber schreiben (ist nicht mit 5 Sätzen machbar, geht dann Richtung Magnetischem Feld, schwächung dessen, Selbstinduktion etc.).

eine so schöne Faustformel was mit dem Drehmoment im Bereich von meinetwegen 35-65Hz passiert?

Faustformel geht hier leider nicht. Hängt vom Motor, dem Umrichter und dem Lastfall ab.
Wenn der Motor nicht gerade 50 Jahre+ alt ist, ein brauchbarer FU zum Einsatz kommt (also nicht grade der Chinese aus der Bucht, eher Siemens, SEW....) lassen sich die Antriebe relativ Problemlos mit +- 20% der Nennfrequenz betreiben (Nicht in jedem Lastfall).
So etwas muss man immer Anwendungsbezogen betrachten.

Bis 70Hz sollte mein Motor von den Lagern her locker überleben... Die sind bis 5000U/min ausgelegt.

Die Lager können durchaus (wesentlich) mehr, laufen oft eher zu langsam. Du hattest ja erst kürzlich solche Motoren zerlegt (Tauchfräse), den Rotor hast ja gesehen. Dessen Aufbau verträgt (nach oben) eben nur bestimmte Kräfte, rein vom mechanischen Aufbau her.
Umgekehrt verträgt die Wicklung (nach unten) eben auch nur bedigte Abweichungen.
Es gibt Antriebe die man Problemlos mit >200Hz laufen lassen kann, wirst aber an älteren Maschinen (mit 0815 Drehstrom Motor) niemals vorfinden, auch bei neuen Maschinen, die es nicht vorgesehen haben, nicht.
Da wird der Aufbau des Rotors wesentlich komplexer = teurer, das macht keiner ohne Not freiwillig.

selbst 0815-Frequenzumrichter mit einfachen U/F-Regelungen haben heute i.d.R. eine Boostfunktion, die in den niedrigen Frequenzen mit einer höheren Spannung dafür sorgt, dass das Drehmoment nicht in den Keller geht.

Und genau das ist, für ältere Motoren, durchaus ein Problem da die Isolatinsklasse des Lackdrahtes die höhere Spannung nicht verträgt und durchschlägt. Mal von der Alterung ganz abgesehen.

Darf jeder handhaben wie er meint, kann funktionieren, muss aber nicht.

Grade bei älteren Motoren lege ich den RCD definitiv ans Herz, kann sonst "doof" bis tödlich enden im Fall wenn die Wicklung durchschlägt, das Gehäuse unter Spannung steht und es, auf Grund der modellierten Spannung, und der Trennung im Zwischenkreis des FU, den FI gar nicht juckt.


So genug geschrieben zu dem Thema. Geh jetzt raus das Wetter genießen.

Schöne Feiertage wünsche ich.

Gruß SAW

 

[uli2003]

Können wir gerne besprechen, aber dann lieber im Gespräch. Will hier keine Abhandlung darüber schreiben (ist nicht mit 5 Sätzen machbar, geht dann Richtung Magnetischem Feld, schwächung dessen, Selbstinduktion etc.).

Wie du selbst sagst - viel Theorie. Bei einer linearen U/F (und selbst wenn sie aus China kommt, wenn nicht sowieso) an einer handelsüblichen Standbohrmaschine passiert gar nichts, wenn man 20% nach oben oder unten geht.
Wir reden nicht von speziellen Anlagen mit entsprechenden Leistungen oder besonderen Motoren, darum ging es mir nicht und dabei ist es auch völlig klar.

 

[uli2003]

und der Trennung im Zwischenkreis des FU, den FI gar nicht juckt.

Wenn potentialfrei getrennt, juckt das auch den Anfassenden exakt so wenig wie den RCD.