47772, teknologisk opdatering af el-motorer

Transkript

1 47772, teknologisk opdatering af el-motorer

2 1 Forord Forord Denne opgavebog bruges til kurset 47772, teknologisk opdatering af elmotorer. De enkelte opgaver er delt op i tre niveauer: Begynder Rutine Opgaverne på begynder og rutineniveau svarer til kursets formål Forord... 1 AC drejefelt... 2 Slip... 3 Stjerne/trekantforbindelse... 4 Y/D - omskifter... 4 Spændingsmærkning af motorer... 7 Motorforbindelser... 7 Stjerne/trekant igangsætter Stjerne/trekant med reversering Dahlander kobling Adskilte er Effekt, arbejde og energi Virkningsgrad Asynkronmotorens strøm og effekt Motor vedligehold Fejlfinding på motorer med traditionelle måleinstrumenter Dimensionering af motorinstallation... 27

3 2 AC drejefelt AC drejefelt Niveau Opgave 1 Begynder Hvad vil der ske med drejefeltet, hvis man f.eks. bytter faserne L1 og L2? Opgave 2 Beregn drejefeltets hastighed i en asynkronmotor der har 2 PolPar og tilsluttes en frekvens på 50 Hz? Opgave 3 Hvad er det Synkrone omløbshastighed n ved følgende poltal, ved 50 HZ Topolet maskine Firepolet maskine Sekspolet maskine Ottepolet maskine Tolvpolet maskine

4 3 Slip Slip Niveau Opgave 1 Begynder Hvorfor kan rotoren i én asynkronmotor ikke løbe lige så hurtigt som drejefeltet? Opgave 2 Hvor stor er slipprocenten i en sekspolet motor, der løber 950 min -1, ved 50 Hz? Opgave 3 Hvor stor er slipprocenten i en topolet motor, der løber 2820 min -1, ved 50 Hz? Opgave 4 Hvad er rotorens omløbstal ved en firpolet trefaset asynkronmotor, når slipprocenten er 4 %, ved 50 Hz?

5 4 Stjerne/trekantforbindelse Stjerne/trekantforbindelse Niveau Begynder Y/D - omskifter Opgave 1 Løs følgende opgaver. Forbind den viste motor med en automatisk YD start og de følgende opgaver skal løses. Opgave 2 Hvor stor er spændingen over den enkelte i motoren i stjerne forbindelse? Opgave 3 Hvor stor er strømmen i den enkelte i motoren i stjerne forbindelse? Opgave 4 Hvor stor er spændingen over den enkelte i motoren i trekant forbindelse?

6 5 Stjerne/trekantforbindelse Opgave 5 Hvor stor er strømmen i den enkelte den enkelte i motoren i trekantforbindelse? Opgave 6 Sammenlign strømme og spændinger i henholdsvis stjerne og trekantforbindelse hvad er forskellen? Opgave 7 Beregn den tilførte effekt i stjerne og trekant og sammenlign dem, hvad er forskellen? Opgave 8 Er der ved tomgangskørsel forskel på omdrejningstal, når motoren kører i stjerne, og når motoren kører i trekant Opgave 9 Hvor stor belastning kan en motor startes med, når der anvendes Y/D - omskifter?

7 6 Stjerne/trekantforbindelse Opgave 10 Hvordan vendes omløbsretningen på en Y/D startende motor? I styringen: På motoren:

8 7 Spændingsmærkning af motorer Spændingsmærkning af motorer Niveau Motorforbindelser Rutine Angiv de rigtige motorforbindelser mm. i forhold til en netspænding på 3*230/400V. ProtoType-Motor Denmark A/S DK 841AHZ/200 IEC Motor 3 50 Hz Nr / 230/400 V 3,7/2,15 A 0,736 kw 1,0 hp cos 0, r/min IP 54 Isol. CL. B EUC-syd Danmark Mærkeplade på motor Spørgsmål Svar ProtoType-Motor Denmark A/S DK 841AHZ/200 IEC Motor 3 50 Hz Nr / 230/400 V 10,4/6,0 A 3,0 kw 4,0 hp cos 0, r/min IP 54 Isol. CL. B EUC-syd Danmark

9 8 Spændingsmærkning af motorer Mærkeplade på motor Spørgsmål Svar ProtoType-Motor Denmark A/S DK 841AHZ/200 IEC Motor 3 50 Hz Nr / 400/690 V 8,3/4,8 A 4,0 kw 5,5 hp cos 0, r/min IP 54 Isol. CL. B EUC-syd Danmark

10 9 Spændingsmærkning af motorer

11 10 Spændingsmærkning af motorer Mærkeplade på motor Spørgsmål Svar ProtoType-Motor Denmark A/S DK 841AHZ/200 IEC Motor 3 50 Hz Nr V 3,9 A 1,5 kw 2,0 hp cos 0, r/min IP 54 Isol. CL. B EUC-syd Danmark

12 11 Spændingsmærkning af motorer Mærkeplade på motor Spørgsmål Svar ProtoType-Motor Denmark A/S DK 841AHZ/200 IEC Motor 3 50 Hz Nr ,4/21,0 A 11,0 kw 15,0 hp cos 0, r/min IP 54 Isol. CL. B EUC-syd Danmark

13 12 Spændingsmærkning af motorer Mærkeplade på motor Spørgsmål Svar ProtoType-Motor Denmark A/S DK 841AHZ/200 IEC Motor 3 50 Hz Nr ,5 A 18,5 kw 25,0 hp cos 0, r/min IP 54 Isol. CL. B EUC-syd Danmark Mærkeplade på motor Spørgsmål Svar ProtoType-Motor Denmark A/S DK 841AHZ/200 IEC Motor 3 50 Hz Nr /400 26,5/15,3 A 7,5 kw 10,0 hp cos 0, r/min IP 54 Isol. CL. B EUC-syd Danmark

14 13 Spændingsmærkning af motorer Mærkeplade på motor Spørgsmål Svar ProtoType-Motor Denmark A/S DK 841AHZ/200 IEC Motor 3 50 Hz Nr / 230/400 V 0,55/0,32 A 0,06 kw 0,08 hp cos 0, r/min IP 54 Isol. CL. B EUC-syd Danmark Motor type

15 14 Spændingsmærkning af motorer Motor type Motor type Motor type

16 15 Stjerne/trekant igangsætter Stjerne/trekant igangsætter Niveau Opgave 1 Begynder 1. Udvælg komponenter 2. Færdigtegn skemaerne mht. funktions- og pladscifre 3. Forbind hovedstrømmen 4. Forbind styrestrømmen 5. Indkoble styrestrømmen og kontroller funktionen 6. Indkoble hovedstrømmen og kontroller motoren

17 16 Stjerne/trekant med reversering Stjerne/trekant med reversering Niveau Opgave 1 Rutine 1. Udvælg komponenter 2. Færdigtegn skemaerne mht. funktions- og pladscifre 3. Forbind hovedstrømmen 4. Forbind styrestrømmen 5. Indkoble styrestrømmen og kontroller funktionen 6. Indkoble hovedstrømmen og kontroller motoren

18 17 Dahlander kobling Dahlander kobling Niveau Opgave Rutine 1. Udvælg komponenter 2. Færdigtegn skemaerne mht. funktions- og pladscifre 3. Forbind hovedstrømmen 4. Forbind styrestrømmen 5. Indkoble styrestrømmen og kontroller funktionen 6. Indkoble hovedstrømmen og kontroller motoren

19 18 Adskilte er Adskilte er Niveau Opgave Begynder 1. Udvælg komponenter 2. Færdigtegn skemaerne mht. funktions- og pladscifre 3. Forbind hovedstrømmen 4. Forbind styrestrømmen 5. Indkoble styrestrømmen og kontroller funktionen 6. Indkoble hovedstrømmen og kontroller motoren

20 19 Effekt, arbejde og energi Effekt, arbejde og energi Niveau Varme energi: Rutine Q m c Δ t Opgave 1 En vandvarmer skal opvarme 125 liter vand fra 7 til 85º C, i løbet af 90 min. Tabet sættes til 7 % Hvor stor skal varme legemets effekt være i kw? Opgave 2 8 liter vand skal opvarmes fra 15 til 90º C, ved hjælp af et varmelegeme med en effekt på 500 W. Virkningsgraden er 0,9. Find tiden for opvarmningen! Opgave 3 En vandvarmer skal varme 80 liter vand op fra 10 til 65º C, i løbet af 45 min. Hvor stor effekt skal varmelegemet afgive i kw? Varmelegemets virkningsgrad, η = 0,6. Beregn den tilførte effekt i kw! Find prisen for opvarmningen, når en kwh koster kr. 1,40?

21 20 Virkningsgrad Virkningsgrad Niveau Opgave 1 Rutine Virkningsgraden η udtrykker forholdet mellem? Opgave 2 En motor optager en strøm på 8 A ved 1 230V og afgiver en effekt på 1,47 kw. Hvor stor er motorens virkningsgrad, og hvor stor er tabet? Opgave 3 En motor til V er stemplet med en virkningsgrad på 0,8. Motoren optager 6 A ved fuldlast. Hvor stor er motorens afgivende effekt? Opgave 4 En motor optager ved V, en strøm på 8A, dens indre tab er på 480 W. Hvor stor er motorens virkningsgrad? Opgave 5 En V motor afgiver 7,36 kw ved en virkningsgrad på 0,83. Beregn motorens tilførte effekt? Beregn motorens fuldlaststrøm?

22 21 Asynkronmotorens strøm og effekt Asynkronmotorens strøm og effekt Niveau Rutine P = Un In cos φ 3 Opgave 1 En trefaset asynkronmotor er mærket: 3 kw 3 x 230/400 V 50 Hz Cos φ = 0,82 η = 0,9 Beregn motorens optagne strøm fra nettet? Opgave 2 En trefaset asynkronmotor afgiver 7,5 kw, ved en forsyningsspænding på 3 x 400V og cos ϕ = 0,86. Den optagne effekt P 1 = 9,2 kw Beregn motorens virkningsgrad! Beregn den optagne strøm fra nettet!

23 22 Asynkronmotorens strøm og effekt Opgave 3 En trefaset asynkronmotor med en afgiven effekt på 5 HK og tilsluttet 3 x 400V, 50 Hz har en virkningsgrad på 0,86 og cos ϕ= 0,87, 1440 min- 1. Beregn den tilførte effekt! Beregn den optagne strøm! Beregn slip i %! Opgave 4 En 3 kw motor med omdrejningstal på 950 min -1, en virkningsgrad på 0,85 og cos φ = 0,9, er tilsluttet V, 50 Hz. Beregn den optagne effekt! Beregn den tilførte strøm! Beregn motorens poltal! Opgave 5 En firepolet motor er mærket 3 400V, 50Hz, 1450 min -1, virkningsgrad = 0,85 og cos ϕ = 0,83. Motoren belastes ved hjælp af Pronys bremse, hvis arm er 0,65 m, og vægten er 8 kg. Beregn motorens strømforbrug! Beregn P 2 i kw! Beregn motorens slip!

24 23 Motor vedligehold Motor vedligehold Niveau Begynder Fejlfinding på motorer med traditionelle måleinstrumenter Måling på motorer med megger Formål med øvelsen: Eftersøg isolationsfejl på 6 stk. AC motor med isolationstester (Megger) Fremgangsmåde: 1. Test måleinstrument ved at kortslutte målepindene og trykke på måleknappen (evt. af hjælper). Instrumentet skal vise 0, altså gennemgang. 2. Udvælg motor. 3. Placer den ene målepind på U1 og den anden målepind på PE klemmen (se skema). 4. Tryk på måleknap. 5. Aflæs instrumentet. 6. Indfør aflæsning i skema. Viser målingen 0 ohm er der en isolationsfejl, dvs. en defekt. Ved isolationsfejl i en skal motoren omvikles eller kasseres. Viser målingen uendelig ohm er isolationsmodstanden god, og motoren kan godkendes. Gentag målingerne fra punkt 3 i henhold til skemaet, indtil målingerne for motoren er gennemført. Start igen med ny motor fra punkt 2.

25 24 Motor vedligehold Måleskema (angiv Mega Ohm): Måling Motor 1 Motor 2 Motor 3 1 U1 PE 2 V1 PE 3 W1 PE 4 U1 V1 5 U1 W 1 6 V1 W 1 Måling Motor 4 Motor 5 Grøn flangemotor 1 U1 PE 2 V1 PE 3 W1 PE 4 U1 V1 5 U1 W 1 6 V1 W 1 Opgave Find i Maskinsikkerhed-Elektrisk udstyr på maskiner, EN Hvilke måleværdi grænser der gælder for isolationsmåling på elektromotorer? Afsnit: Tekst:

26 25 Motor vedligehold Måling på motorer almindeligt ohmmeter / multimeter Formål med øvelsen: Undersøg smodstanden på 6 stk. AC motor med almindeligt ohmmeter / multimeter. Forskellen på smodstandene indbyrdes må maximalt være 5 %. Fremgangsmåde: 1. Indstil multimeter til modstands måling (ohm). 2. Test måleinstrumentet ved at kortslutte måleledninger. Instrumentet skal vise 0, altså gennemgang. 3. Udvælg motor. 4. Placer den ene måleledning på U1 og den anden måleledning på U2 (se skema). 5. Aflæs display. 6. Indfør aflæsning i skemaet. 7. Viser målingen 0 ohm er der en kortslutning i en. Ved en kortslutning i en skal motoren omvikles eller kasseres. Viser displayet ca. samme ohmværdi (± 5 % forskel mellem er) for alle 3 faser, kan motoren godkendes. Forskel = (U u) U 100 [%] 8. Gentag målingerne fra punkt 4 iht. skemaet, indtil målingerne for en motor er gennemført. Start igen med ny motor fra punkt 3.

27 26 Motor vedligehold Måleskema (angiv Ohm): Måling Motor 1 Motor 2 Motor 3 1 U1 V1 2 U1 W 1 3 V1 W 1 Procentafvigelse: Måling Motor 4 Motor 5 Grøn flangemotor 1 U1 V1 2 U1 W 1 3 V1 W 1 Procentafvigelse: Opgave Hvilke motorer kan idriftsættes? Nr:

28 27 Dimensionering af motorinstallation Dimensionering af motorinstallation Niveau Rutine Beskrivelse Diagrammet viser en motorinstallation for en trefaset motor Motoren startes via en kontaktor og beskyttes af et motorværn samt sikringer. Motoren tilsluttes via et kabel til en arbejdsafbryder der er placeret ude ved motoren Motoren er en 4 polet trefaset asynkronmotor på 7,5 Kw Opgave 1 Dimensioner: Sikring Kontaktor Motorværn Kabel Sikkerhedsafbryder Tilledning De bilag som skal bruges i opgaven følger på de efterfølgende sider Opgave 2 Hvilken værdi skal motorværnet indstilles på

29 28 Dimensionering af motorinstallation Motor

30 29 Dimensionering af motorinstallation Danfoss CI kontaktor Katalog Det efterfølgende er nogle uddrag fra kataloget Det samlede katalog kan hentes på følgende link: kortlink.dk/k2ht

31 30 Dimensionering af motorinstallation

32 31 Dimensionering af motorinstallation Danfoss motorværn

33 32 Dimensionering af motorinstallation NKT kabler Katalog Det efterfølgende er nogle uddrag fra LK og NKT s lommebog Den samlede lommebog kan hentes på følgende link: kortlink.dk/k2hv

34 33 Dimensionering af motorinstallation

35 34 Dimensionering af motorinstallation

36 35 Dimensionering af motorinstallation