M4EAU1. Lektion 19-20

Transkript

1 M4EAU1 Lektion 19-20

2 Denne og næste lektions program Asynkronmotoren Lidt opgaveregning Beregning af starttider Lidt mere opgaveregning

3 Asynkronmotoren (1)

4 Lærebogsmateriale (ligger under fildeling) Afsnit 8 DC og AC Motorer.pdf (435KB) Elektriske maskiner side pdf (11.3MB) ABB motorbog.pdf (6.3 MB) Motorbook.pdf (Grundfos 17 MB)

5 Fildeling om motorer

6 Elektriske maskiner Generatorer Motorer (Transformatorer)

7 Motorer AC-motorer DC-motorer

8 AC-motorer Synkronmotorer Asynkronmotorer Universalmotorer (også DC) m.fl.

9 Asynkronmotorer Navne/typer/terminologi Asynkronmotor 3-faset 1-faset Hovedbestanddele Stator Rotor Hus Motortyper Kortslutningsmotor (Kortslutningsrotor) Strømfortrængningsmotor (Strømfortrængningsrotor) Kontaktringsmotor (Viklet rotor)

10 Andre typer motorer Stepmotorer Skyggepolsmotorer Motorer med permanente magneter m.fl.

11 Asynkronmotoren (Vi koncentrer os om kortslutningsmotoren)

12 Kortslutningsrotor

13 Drejefeltet

14 Drejefeltets omløbstal Drejefeltets omløbstal kan udtrykkes ved formlen n f p omdr/s n omdr/min 1 1 hvor f 60 p f er netspændingens frekvens i Hz p er polpartallet for statorviklingen

15 Pol(par)tal Typiske pol(par)tal 2-polet (1 polpar) 4-polet (2 polpar) Hvad er drejefeltets omdrejningstal i de to tilfælde? Typiske faktiske mærkeomdrejningstal (eller nominelt omdrejningstal) i de to tilfælde: 2900 omdr/min 1450 omdr/min

16 Omløbstal/-retning Pol-partal Synkront omløbstal = drejefeltets omløbstal n 1 Slip n n n s 1 2 [omdr/min] Slipprocent s n n n n n s % 100% 1 1 Omløbsretningen ændres ved at bytte to faser om og derved ændre omløbsretningen af drejefeltet

17 Rotorfrekvens Rotorfrekvensen f r kan opfattes som rotorens relative frekvens i forhold til netfrekvensen f. f r = s f Eksempel: En fire-polet asynkronmotor(polpartallet p = 2), kører 1440 omdrejninger. f = 50 Hz. Drejefeltet kører 1500 omdrejninger. Slippet s = ( )/1500 = 4 % f r = s f = 4/ Hz = 2 Hz

18 Det næste dias er ekstremt vigtigt!

19 Induceret spænding og kraft på en leder

20 Kortslutningsmotoren Alle lederne i rotoren er kortsluttede i enderne, deraf navnet Statoren består af kobberviklinger (normalt for alle typer asynkronmotorer) Fordele: Billig Stort udvalg af normmotorer Robust Velegnet til 3-fasenet Ulemper (Lidt) Besværlig at hastighedsregulere (Frekvensomformere er stadigvæk ikke helt billige) Tung Video om kortslutningsmotoren:

21

22 Moment- og strømkurve

23 Asynkronmotor Standard typerække, afgiven effekt, P2 [kw]

24 Stjerne-/trekantkobling af stator

25 Stjerne-/trekantstart Startstrømmen reduceres ved I begyndelsen at koble statorviklingerne i stjerne Når opløbstallet er steget og dermed strømmen faldet at koble viklingerne i trekant Elektroniske softstartere og frekvensomformere er på vej til at overtage markedet stjerne-/trekantstart benyttes sjældnere og sjældnere

26

27 Ændring af omløbstal Omløbstallet kan ændres ved bl.a. at ændre Pol-partallet (Polomkobbelbare motorer ses bl.a. i (lidt ældre) vaskemaskiner) Frekvensen (Danfoss og Grundfos er i front) Gearinger

28 Regn følgende lille opgave (Fildeling) El. mask. 3 opgaver incl. løsningsforslag.pdf Opgave 3 fra eksamen maj-juni 2002

29 BECOME A MENTOR FOR INTERNATIONAL STUDENTS AT SCIENCE & TECHNOLOGY Want to help international students ease into life in their new host country? Make friends all over the world? Experience different cultures? Improve your language skills and your CV? Then sign up to become a mentor for international students at Science and Technology. By becoming a mentor volunteer, you can enhance someone s experience of being a student just by sharing your own experience of being one. Besides enhancing your personal skills, being a mentor will give you a lot of opportunities. You will become a member of the mentor association at Science and Technology- imentoraarhus. And you will get the chance to participate in different social events with fellow mentors and mentees such as potluck dinner, barbecue night, poker tournament, pub crawl, tour de fredagsbar. YOUR TASKS AS A MENTOR VOLUNTEER Connect with your mentee via before arrival to arrange a meeting time and place Pick up keys at the International Centre if the student expects to arrive outside the International Centres opening hours Meet your mentee upon arrival to Aarhus and guide the mentee to International Centre for registration Guide mentee to dorm and help him/her figure out how to get from dorm to the university Give mentee student information about where to get groceries, party, do sports etc. Attend social event at the beginning of the semester AU AARHUS UNIVERSITY WHAT IS REQUIRED FROM A MENTOR VOLUNTEER? Available when the new students arrive Good command of English Dedication to help fellow students Knowledge of programmes and the organisational structure at ST If you would like to sign up as a mentor, please send an by 15 May at the latest to Kirstine Granzow Larsen, granzow@post.au.dk imentoraarhus is a voluntary student organisation whose purpose is to help international students get a good academic integration in Aarhus University as well as the social life in the city. The mentor association is supported financially by the Faculty of Science and Technology. The mentor job is voluntary and unpaid. You should expect to spend around 10 hours per mentee. You will receive a mentor certificate to prove that you have functioned as a mentor.

30 Effektkdiagram

31 Effekter og tab De belastningsafhængige tab P Cu,1 og P Cu,2 kaldes for strømvarmetabene eller kobbertabene for hhv. stator og rotor Ofte vælger man at henføre begge de (næsten) konstante tab, P Fe og P g til statoren, så der opereres med én samlet størrelse P Fe + g. Det betyder, at effekten P 1r = P 2s = P 2 + P Cu,2 P 1r = P 2s kaldes ofte luftspalteeffekten. P 1r = P 2s deles på rotorsiden op i de to effekter, således at P Cu,2 = s P 2s og P 2 = (1-s) P 2s hvor s betegner slippet

32 Moment- og strømkurve

33 Virkningsgrad og cos(φ)

34 Vektordiagram

35 Mærkeplade

36 Belastningstyper (1)

37 Belastningstyper (2)

38 Belastningstyper (3)

39 Belastningstyper (4)

40 Normmotorer Asynkronmotorer er bygget efter IEC, DIN og VDE-normerne. Eksempler kan ses i f.eks. Grundfos katalog eraturedetail?documentid=319&litlanguag e=dan&typecode=mmgfam&appcode=n ull&pdfid=480&language=dan

41 Grundfos MMG Normmotorer- Elektriske data

42

43 Regn følgende opgave (Fildeling) El. mask. 3 opgaver incl. løsningsforslag.pdf Opgave 3, 16/ (Besvarelse af spørgsmål f og g kan undlades)

44 Beregning af startider Læs nærmere i Motorbogen fra ABB

45 Beregning af starttider - teoretisk metode

46 Beregning af starttider - praktisk metode

47 Accelerationsmomentet Motorens moment varierer som bekendt med omløbstallet Erfaringsmæssigt kan der regnes med et konstant accelerationsmoment M acc under opstarten ud fra formlen (eksempel) M st betegner startmomentet M max betegner maksimalmomentet (kipmomentet) M b 1/1 betegner belastningsmomentet

48 Udveksling/gear

49

50

51

52

53

54

55 Løs følgende opgave Beregn opstartstiden for en 2-polet Grundfosmotor på 7,5 kw, trekantkoblet, tilsluttet 3 x 400 V, 50 Hz, idet motoren via et gear (1:4) driver en ventilator (som kører langsommere end motoren). Ventilatorens belastningsmoment er på 80 Nm ved fuldlast. Formlerne findes i ABB-motorbogen og datablad for Grundfosmotorer ligger under fildeling Motoren har et inertimoment på 1 kgm 2, mens ventilatoren har et inertimoment på 10 kgm 2

56 Supplerende litteratur elmotor-dimensionering.pdf Omhandler asynkronmotorens virkemåde m.v. og gennemgår bl.a. eksempler på motordimensionering

57 Regn følgende opgaver (Fildeling) Opgave i opgavesamling (Fildeling) El. mask. 3 opgaver incl. løsningsforslag.pdf Opgave 3, 17/ (Besvarelse af spørgsmål e kan undlades)