M4EAU1. Lektion 11-12

Transkript

1 M4EAU1 Lektion 11-12

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 ns = n1 n2 [omdr/min] Slipprocent s n n n n n s 1 2 = 100% = 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

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 Effektkdiagram

30 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

31 Moment- og strømkurve

32 Virkningsgrad og cos(φ)

33 Vektordiagram

34 Mærkeplade

35 Belastningstyper (1)

36 Belastningstyper (2)

37 Belastningstyper (3)

38 Belastningstyper (4)

39 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

40 Grundfos MMG Normmotorer- Elektriske data

41

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

43 Beregning af startider Læs nærmere i Motorbogen fra ABB

44 Beregning af starttider - teoretisk metode

45 Beregning af starttider - praktisk metode

46 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

47 Udveksling/gear

48

49

50

51

52

53 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 (4:1) 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

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

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