M4EAU1 Lektion 11-12
Denne og næste lektions program Asynkronmotoren Lidt opgaveregning Beregning af starttider Lidt mere opgaveregning
Asynkronmotoren (1)
Lærebogsmateriale (ligger under fildeling) Afsnit 8 DC og AC Motorer.pdf (435KB) Elektriske maskiner side 131-149.pdf (11.3MB) ABB motorbog.pdf (6.3 MB) Motorbook.pdf (Grundfos 17 MB)
Fildeling om motorer
Elektriske maskiner Generatorer Motorer (Transformatorer)
Motorer AC-motorer DC-motorer
AC-motorer Synkronmotorer Asynkronmotorer Universalmotorer (også DC) m.fl.
Asynkronmotorer Navne/typer/terminologi Asynkronmotor 3-faset 1-faset Hovedbestanddele Stator Rotor Hus Motortyper Kortslutningsmotor (Kortslutningsrotor) Strømfortrængningsmotor (Strømfortrængningsrotor) Kontaktringsmotor (Viklet rotor)
Andre typer motorer Stepmotorer Skyggepolsmotorer Motorer med permanente magneter m.fl.
Asynkronmotoren (Vi koncentrer os om kortslutningsmotoren)
Kortslutningsrotor
Drejefeltet
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
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
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
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 1440)/1500 = 4 % f r = s f = 4/100 50 Hz = 2 Hz
Det næste dias er ekstremt vigtigt!
Induceret spænding og kraft på en leder
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
Moment- og strømkurve
Asynkronmotor Standard typerække, afgiven effekt, P2 [kw]
Stjerne-/trekantkobling af stator
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
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
Regn følgende lille opgave (Fildeling) El. mask. 3 opgaver incl. løsningsforslag.pdf Opgave 3 fra eksamen maj-juni 2002
Effektkdiagram
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
Moment- og strømkurve
Virkningsgrad og cos(φ)
Vektordiagram
Mærkeplade
Belastningstyper (1)
Belastningstyper (2)
Belastningstyper (3)
Belastningstyper (4)
Normmotorer Asynkronmotorer er bygget efter IEC, DIN og VDE-normerne. Eksempler kan ses i f.eks. Grundfos katalog http://net.grundfos.com/appl/webcaps/lit eraturedetail?documentid=319&litlanguag e=dan&typecode=mmgfam&appcode=n ull&pdfid=480&language=dan
Grundfos MMG Normmotorer- Elektriske data
Regn følgende opgave (Fildeling) El. mask. 3 opgaver incl. løsningsforslag.pdf Opgave 3, 16/12-1998 (Besvarelse af spørgsmål f og g kan undlades)
Beregning af startider Læs nærmere i Motorbogen fra ABB
Beregning af starttider - teoretisk metode
Beregning af starttider - praktisk metode
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
Udveksling/gear
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
Supplerende litteratur elmotor-dimensionering.pdf Omhandler asynkronmotorens virkemåde m.v. og gennemgår bl.a. eksempler på motordimensionering
Regn følgende opgaver (Fildeling) Opgave 11.31 i opgavesamling (Fildeling) El. mask. 3 opgaver incl. løsningsforslag.pdf Opgave 3, 17/8-1999 (Besvarelse af spørgsmål e kan undlades)