Elektromotor 100 Hz Betrieb / Umwicklung zur OptimierungElektromotor – 100 Hz Betrieb dh schneller
Elektromotoren mit höherer Frequenz betreiben
Elektromotor – 100 Hz Betrieb.
Das bedeutet zunächst nichts anderes, als die normale
Netzfrequenz von 50 Hz zu verdoppeln. Genau dafür kommen
heute meist Frequenzumrichter zum Einsatz.
Technisch betrachtet sind sogar deutlich höhere Frequenzen
möglich. Neben 100 Hz existieren Anwendungen mit:
- 200 Hz
- 400 Hz
- 1000 Hz
Im Hochfrequenzbereich entstehen daraus spezielle Hoch-
frequenzmotoren mit extrem hohen Drehzahlen von mehreren
zehntausend Umdrehungen pro Minute.
Bleiben wir jedoch zunächst beim klassischen 100-Hz-Betrieb
von normalen Drehstrommotoren.
Zusammenhang zwischen Frequenz und Drehzahl
Die Drehzahl eines Elektromotors hängt direkt von der
Frequenz und der Polzahl ab.
n=60⋅fpn=\frac{60\cdot f}{p}n=p60⋅f
Steigt die Frequenz, steigt auch die Drehzahl.
Ein typischer vierpoliger Drehstrommotor erreicht bei
50 Hz ungefähr:
n≈1400 U/minn\approx1400\ \text{U/min}n≈1400 U/min
Wird derselbe Motor mit 87 Hz betrieben, erhöht sich die
Drehzahl auf ungefähr:
1400⋅8750≈2436 U/min1400\cdot\frac{87}{50}\approx2436\ \text{U/min}1400⋅5087≈2436 U/min
Auch zwei- oder sechspolige Elektromotoren lassen sich
grundsätzlich mit höheren Frequenzen betreiben, sofern die
zulässigen Grenzdrehzahlen nicht überschritten werden.
Das eigentliche Problem: das Drehmoment
Die reine Drehzahlerhöhung ist technisch relativ einfach.
Der schwierige Teil ist das Drehmoment.
Denn:
Mit steigender Drehzahl sinkt bei gleichbleibender Leistung
das Drehmoment des Elektromotors.
Der Zusammenhang lautet:
M=9550⋅PnM=\frac{9550\cdot P}{n}M=n9550⋅P
Dabei gilt:
- MMM = Drehmoment in Nm
- PPP = Leistung in kW
- nnn = Drehzahl in U/min
Steigt also die Drehzahl stark an, ohne dass gleichzeitig
die Leistung steigt, wird der Elektromotor schwächer.
Genau deshalb funktioniert „einfach schneller drehen“ in der
Praxis oft nicht so problemlos wie gedacht.
Warum 87 Hz so beliebt sind
Ein besonders verbreiteter Bereich ist der sogenannte
87-Hz-Betrieb.
Hier wird ein 230/400-Volt-Drehstrommotor am Frequenz-
umrichter so betrieben, dass die Spannung proportional mit
der Frequenz ansteigt.
Der Frequenzumrichter startet beispielsweise bei:
230V bei 50Hz230V\ bei\ 50Hz230V bei 50Hz
und erhöht die Spannung bis auf:
400V bei 87Hz400V\ bei\ 87Hz400V bei 87Hz
Dadurch bleibt das Verhältnis von Spannung zu Frequenz
nahezu konstant.
Das Ergebnis:
Der Elektromotor kann bis etwa 87 Hz annähernd sein
ursprüngliches Drehmoment behalten.
Warum oberhalb von 87 Hz die Kraft sinkt
Oberhalb von 87 Hz entsteht jedoch ein Problem.
Die Spannung des Frequenzumrichters kann nicht beliebig
weiter steigen. Ab einem bestimmten Punkt ist die maximale
Ausgangsspannung erreicht.
Die Frequenz steigt zwar weiter an, die Spannung jedoch
nicht mehr.
Dadurch sinkt der magnetische Fluss im Elektromotor und das
Drehmoment nimmt ab.
Der Elektromotor dreht also schneller, verliert dabei aber
zunehmend an Kraft.
Umwicklungen für höhere Frequenzen
Genau hier entstehen interessante Möglichkeiten für spezielle
Umwicklungen.
Wird ein Elektromotor beispielsweise auf:
- 200 V / 50 Hz
- 100 V / 50 Hz
umgewickelt, kann derselbe Frequenzumrichter bei höheren
Frequenzen deutlich besser arbeiten.
Dadurch werden auch:
- 100 Hz
- 150 Hz
- 200 Hz
technisch wesentlich sinnvoller nutzbar.
Nicht einfach nur schneller drehen
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Elektromotor – 100 Hz Betrieb.
Viele glauben, ein Frequenzumrichter könne einfach beliebig
die Drehzahl erhöhen. Ganz so einfach ist es leider nicht.
Mechanische Belastbarkeit, Spannung, Drehmoment und thermi-
sche Reserven müssen immer gemeinsam betrachtet werden.
Gerade bei Sonderanwendungen oder speziellen Maschinen kann
eine angepasste Umwicklung deshalb die technisch bessere
Lösung sein.
Umwicklungen und Sonderlösungen nutzen
Wir wickeln Elektromotoren gezielt für besondere Frequenz-
bereiche und spezielle Spannungsverhältnisse um.
Dadurch lassen sich viele Anwendungen realisieren, die mit
einem normalen Standardmotor nur eingeschränkt funktionieren
würden.
Nutzen Sie unsere Möglichkeiten zur Umwicklung von
Elektromotoren für 100-Hz- oder Sonderfrequenzbetrieb.
Denn:
AQ Pluss nutzen - bringt Nutzen.
Hier oben der Text nachbearbeitet / formatiert mit KI, CHATGBT, am 13.05.2026
Hier unten der Text, die Originalvorlage, als Scribt vom Autor Karl Heinz Gendner
Elektromotor – 100 Hz Betrieb
Elektromotor – 100 Hz Betrieb, das bedeutet, die Netzfrequenz von 50 Hz verdoppeln. Es geht auch mehr, 100 Hz – 200 Hz oder auch 1000 Hz, das sind dann Hochfrequenzmotoren, die so 60000 Umdrehungen, natürlich pro Minute, machen. Bleiben wir erst mal bei dem 100 Hz-Betrieb. Muss es nicht ganz 100 Hz sein, genügen 87 Hz, auch dann ist es relativ einfach, das zu nutzen. Ein 230 V-E-Motor tut es dafür, ein vierpoliger 400 V-E-Motor ist dafür optimal geeignet. Vierpolig entspricht der ungefähren Drehzahl von 1400 U/min bei 50 Hz Netzbetrieb. Alternativ wären ein zweipoliger D-Motor (ca. 2800 U/min) oder ein sechspoliger D-Motor (ca. 950 U/min) ist ebenfalls verwendbar. Alle drei D-Motoren, 2-Pol, 4-Pol, 6-Pol können mit 100 Hz laufen, insofern die Grenzdrehzahlen des Herstellers die Drehzahlen zulassen, nicht überschritten werden. Der Knackpunkt ist nur die mechanische Leistung, das Drehmoment macht das nicht so einfach mit. Leistung, die kW multipliziert mit der Konstanten, ca. 10000 gerundet, dividiert durch die Drehzahl ergibt das Drehmoment, die Kraft des E-Motors (D-Motor). Leistung kann variieren und Drehzahl kann variieren. Eins über kW, eins unter U/min, dem Bruchstrich. Es muss also die Leistung kW größer werden, wenn die Drehzahl größer wird, sonst sinkt das Drehmoment, die Motorkraft, halt. Jetzt kommt das zweite Problem ins Spiel. Wie kann die Leistung steigen, wenn das Drehmoment sinkt, um es wieder auszugleichen? Das geht nur über steigenden Strom oder steigende Spannung. Bei Spannungserhöhung steigt die Leistung (kW) an. Mit dieser Leistungssteigerung könnte die steigende Drehzahl kompensiert werden, sodass das Drehmoment ungefähr gleichbleibt. Jetzt wird es noch etwas komplizierter. Wir schließen den E-Motor mit 230 V 50 Hz an den Frequenzumrichter an. Der FU wird parametriert, 230 V 50 Hz, er startet den E-Motor so. Allerdings geht die Spannung höher. Jetzt wird mit steigender Drehzahl (= steigende Frequenz) die Spannung erhöht, wir sind bei 400 V 87 Hz ca. 1400 U/min/50 x 87 Hz = 2200 U/min. Der Sinn, die ca. gleiche Kraft bei 1400 U/min und 2200 U/min. Warum nicht 100 Hz bis 2800 U/min (2?), weil die Spannung nicht reicht. Die Kraft (Drehmoment) wird über 87 Hz 400 V kleiner. Abhilfe könnte AQ Pluss Motoren schaffen. Wir wickeln so einen D-Mot auf 200 V 50 hz oder auch 100 V 50 Hz, dann ist die 100 Hz oder 200 Hz kein Problem. So, damit haben Sie einfach (gehalten?), warum es nicht funktioniert, einen Frequenzumrichter zu nehmen, den D-Motor anschließen und die Drehzahl hoch oder runterzudrehen. Nutzen Sie einfach AQ Pluss Motoren, um Ihren Elektromotor umwickeln zu lassen. 100 V 50 Hz oder 200 V 50 Hz machen wir Ihnen. Jetzt unsere Umwickelmöglichkeit nutzen!
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Interner Vermerk Überschrift (1066) Elektromotor – 100 Hz Betrieb
