PRTK Hoofdtheorie Motoren en schakelen 1 Draaistroommotor 3

PRTK Hoofdtheorie Motoren en schakelen 1

Draaistroommotor. 3 sinusvormige stromen zorgen voor het statordraaiveld. Bij f=50 Hz ndraaiveld= 50 omw/sec N Z

Draaistroommotor Principe synchrone motor. De rotor is een magneet die meegenomen wordt door het draaiveld.

Draaistroommotor: synchroon

Draaistroommotor: synchroon Synchrone draaistroommotor(12 MW).

Draaistroommotor: synchroon

Inductie motoren, a-synchroon: Kooiankermotor of kortsluitankermotor.

KA-motor is de meest gebruikte a-synchrone elektromotor ter wereld.

Draaistroommotor

Opbouw KA-motor

Draaiveld in de praktijk

KA-motor

Roterend poolpaar Het draaiveld kortsluitanker N Z Bij f=50 Hz nd =50 omw/sec

Draaiveld induceert in rotorstaven een spanning E= Nd /dt De staven vormen kortgesloten wikkelingen waardoor er een stroom I gaat lopen. Stroomvoerende geleider in magnetisch veld geeft een kracht F. De rotor gaat draaien onder invloed van het drijvend koppel M.

Bij f=50 Hz nd =50 omw/sec nd =3000 omw/min Bij onbelaste motor wordt rotortoerental n. R =2990 omw/min de slip s=10 omw/min. Bij toename van de belasting van de motor neemt slip van de rotor toe. Spanning neemt toe E= Nd /dt I=U/Z dus neemt ook de stroom I toe. F=B. I. l Dus neemt de kracht en het koppel toe. De motor levert wat de belasting vraagt.

Draaistroommotor Pooltalverandering bij motoren met 2 snelheden. 3 spoelen p=1 f=60 Hz nd= 3600 omw/min nr= 3400 omw/min f=50 Hz nd= 3000 omw/min nr= 2800 omw/min spoelen p=2 f=60 Hz nd= 1800 omw/min nr= 1710 omw/min f=50 Hz nd= 1500 omw/min nr= 1420 omw/min 6

Draaistroommotor 4 polige machine p=2 n=f/p stel f=50 Hz ndraaiveld= 25/sec

Koppel-toerenkromme van kortsluitankermotor. nrotor ndraaiveld ondersynchroon motorbedrijf. oversynchroon generatorbedrijf kipkoppel T aanzetkoppel nominaal koppel motorgebied n Slip s generatorgebied

Aandrijving pompen

Aandrijving hydrauliekpomp

Aandrijving transportbanden.

Het Motorplaatje

Het Motorplaatje Staat Bij 4: Staat op hetop motorplaatje het motorplaatje 220/380 vermeld of 380 V 380/660 V Υ, dan of 380Δ, danhet betekent zijndat de de motorwikkelingen perper fase geschikt voor een zijn geschikt spanning voor 220 V van 380 V. De motor Een dergelijke moet motor in stermoet worden in driehoek aangesloten worden op een net aangesloten met een lijnspanning op een net van met 380 V een lijnspanning van 380 V

Ip-codes Wat zijn ip-codes?

Rekenvoorbeeld. Op een motorplaatje staan de volgende gegevens: • Pnom = 5, 5 k. W • Unom = 3 * 380/660 V • Inom = 11, 8 A / 6, 5 A (Δ / Υ) • Nnom = 1440 omw/min • Cosφ = 0, 83

Rekenvoorbeeld. Op een motorplaatje staan de volgende gegevens: • Pnom = 5, 5 k. W • Unom = 3 * 380/660 V • Inom = 11, 8 A / 6, 5 A (Δ / Υ) • Nnom = 1440 omw/min • Cosφ = 0, 83 Het opgenomen elektrisch actief vermogen (Ptoe):

Rekenvoorbeeld. Op een motorplaatje staan de volgende gegevens: • Pnom = 5, 5 k. W • Unom = 3 * 380/660 V • Inom = 11, 8 A / 6, 5 A (Δ / Υ) • Nnom = 1440 omw/min • Cosφ = 0, 83 As-vermogen:

Rekenvoorbeeld. Op een motorplaatje staan de volgende gegevens: • Pnom = 5, 5 k. W • Unom = 3 * 380/660 V • Inom = 11, 8 A / 6, 5 A (Δ / Υ) • Nnom = 1440 omw/min • Cosφ = 0, 83 Nominaal koppel:

Rekenvoorbeeld. Op een motorplaatje staan de volgende gegevens: • Pnom = 5, 5 k. W • Unom = 3 * 380/660 V • Inom = 11, 8 A / 6, 5 A (Δ / Υ) • Nnom = 1440 omw/min • Cosφ = 0, 83 Rendement:

motorplaatje

Schema klemmenstrook motor Ster (Υ) U 1 V 1 W 2 U 2 V 2

Schema klemmstrook motor Ster (Υ) U 1 V 1 W 2 U 2 V 2 L 1 L 2 L 3

Schema klemmenstrook motor Driehoek (Δ) U 1 V 1 W 2 U 2 V 2 L 1 L 2 L 3

Schema

L 1 L 2 L 3 N veiligheid N

schakelpracticum magneetschakelaar

Uitleg werking Contactor 4 Q 2 wordt bediend met drukknop Contact 1 -2 sluit zich Lamp gaat branden Toepassing: bediening startmotor

Uitleg werking Contactor 4 Q 2 wordt bediend met drukknop Contact 1 -2 sluit zich Lamp gaat branden Eigen contact 13 -14 houdt de contactor actief en neemt de startfunctie over Toepassing: aanzetten motor Nadeel: kan niet worden uitgeschakeld

Uitleg werking Werking: Met S 1 wordt 4 Q 2 actief. Een contact van 4 Q 2 verbreekt de eventuele werking van 4 Q 5; 4 Q 5 kan niet meer worden bediend 13 -14 houdt 4 Q 2 actief Rode lamp gaat aan door 1 -2 van 4 Q 2 Verbreekknop S 3 zet systeem compleet uit Nu kan eventueel met S 2 de andere lamp worden bediend Toepassing: een motor linksom laten draaien. De draairichting kan pas worden veranderd, wanneer het systeem eerst wordt uitgeschakeld.

Uitleg werking Werking: De startknop zet de motor via 1 Q 5 aan. Wanneer de stroom door de motor te hoog wordt, dan opent de overstroomcontactor 1 F 12 het contact 95 -96. Het stuurcircuit wordt verbroken door 95 -96 en 1 Q 5 valt uit en zoook de motor. Een extra contact van 1 Q 5, namelijk 63 -64 bedient ook een lamp als controlefunctie

Uitleg werking opgelet: je moet nu zelf het stuurstroomcircuit creeren. De schakeling lijkt op de eerdere, waarbij of de ene, of de andere lamp wordt geschakeld

Uitleg werking Werking: automatische ster- naar driehoek-configuratie. De motor loopt eerst mbv een timer een bepaalde tijd in ster aan na het aanzetten. Na een ingestelde tijd schakelt de motor automatisch over naar driehoek.

Uitleg werking Opdracht: Het linksstaande schema moet worden uitgebreid naar: ster-driehoek en linksom-rechtsom. Maak, voorafgaande het practicum, de rechtsstaande schakeling compleet.

opgaven A-SYNCHRONE MOTOREN Op de kenplaat van een KA-motor staan de volgende gegevens: 400 V (in driehoek) 8, 3 A 4 k. W cos = 0, 84 1445 omw/min 50 Hz. • Bereken het nominale koppel van deze motor. • Hoeveel poolparen p heeft deze motor? • Hoe groot is de nominale slip van de motor? • Wat is het nominale rendement? • Schets de koppeltoerenkromme van de motor en geef hierin aan wat het aanzetkoppel , het kipkoppel en het nominaal koppel is. • Schets de koppeltoerenkromme van deze motor als deze in ster is aangesloten op net met een lijnspanning van 400 V.

Kenplaat van een KA-motor: 380 -415 V 50 Hz 14, 6 A cos = 0, 85 7, 5 k. W 1450 omw/min IP 55 220/380 V 15, 3/8, 8 A 4 k. W 1450 omw/min cos = 0, 85 50 Hz IP 54

380 -415 V 50 Hz 14, 6 A cos = 0, 85 7, 5 k. W 1450 omw/min IP 55 Spanning: Deze motor is geschikt voor een lijnspanning van 380 -415 V in driehoek. Dus deze motor kan in ster-driehoek geschakeld worden om de aanloopstroom te beperken.

380 -415 V 50 Hz 14, 6 A cos = 0, 85 7, 5 k. W 1450 omw/min IP 55 MN is het nominale werkpunt van de motor. De motor is geschikt voor deze belasting. Als de motor nominaal belast wordt, gelden de waarden van de kenplaat. Deze motor is geschikt voor een vermogen van 7, 5 k. W. Dit is het afgegeven vermogen, het asvermogen. Bij een belasting van 7, 5 k. W zal de stroom 14, 6 A , het toerental 1450 omw/min en cos = 0, 85 zijn.

380 -415 V 50 Hz 14, 6 A cos = 0, 85 7, 5 k. W 1450 omw/min IP 55 Toerental en Slip: Bij een frequentie van 50 Hz is het nominaal toerental 1450 omw/min. Draaiveldtoerental zal dan 1500 omw/min zijn. Nominale slip is 1500 -1450 is 50 omw/min S= (1500 -1450)/ 1500 = 3, 33 %

380 -415 V 50 Hz 14, 6 A cos = 0, 85 7, 5 k. W 1450 omw/min IP 55 Koppel: Het nominale askoppel kan berekend worden: Tas=(Pas)/ 2 n Mas = 7500/2 (1450/60)= 49, 4 Nm

380 -415 V 50 Hz 14, 6 A cos = 0, 85 7, 5 k. W 1450 omw/min IP 55 Ingaand vermogen en rendement: P=U. I. cos 3 P = 400 x 14, 6 x 0, 85 x 3 = 8588 W = Puit/Pin = 7500/8588 = 87%

380 -415 V 50 Hz 14, 6 A cos = 0, 85 7, 5 k. W 1450 omw/min IP 55: IP international protecting code bescherming tegen binnendringen stof (5) en water (5). IP 55 geeft ‘behoorlijk’ goede bescherming.

220/380 V 15, 3/8, 8 A 4 k. W 1450 omw/min cos = 0, 85 50 Hz IP 54 Spanning: Deze motor is geschikt voor een lijnspanning van 220 V in driehoek en 380 V in ster. Op het Nederlandse Net met een lijnspanning van 380 V mag deze motor alleen in ster aangesloten worden.

Koppel / toeren

Ster-driehoek aanzetten van ventilator of centrifugaal-pomp. Oranje kromme. Aanzetkoppel in ster is 1/3 van dat in driehoek. Aanzetten is mogelijk. In driehoek zal de motor en ventilator zich instellen in snijpunt groene en oranje lijn. Aanzetten in ster-driehoek van de lift is niet mogelijk. Beschikbaar aanzetkoppel in ster is te laag.

opgave. Op een net van 230/400 V wordt een a-synchrone draaistroommotor aangesloten. Gegevens: Cosφ=0, 85 230/400 V =85% P=5 k. W v(rotor)=24 omw/s I(a) = 6 x. I(nom) T(a) = 2, 4 x T(nom) T(z) = 2, 1 x T(nom) T(k) = 2, 7 x T(nom) Bereken: 1. het aantal poolparen 2. het aantal polen 3. de slip van de motor in procenten 4. de lijnstroom 5. de fasestroom 6. het opgenomen vermogen 7. het askoppel 8. Moet de motor is ster of in driehoek worden aangesloten op een 230/400 V-net? • Schets de koppeltoerenkromme van de motor en geef hierin aan wat het aanzetkoppel , het kipkoppel en het nominaal koppel is. • schets een nieuwe koppeltoerenkromme van deze motor als deze in ster is aangesloten op een net met een lijnspanning van 400 V. 11. Wat is het effect van ster-driehoek schakelen op de aanloopstroom en het aanloopkoppel van de motor. • elke 2 aanzetmethoden kunnen worden toegepast om motoren van groot vermogen in te schakelen? • Schets de koppeltoerenkromme in een nieuw diagram van deze motor in driehoek bij een frequentie van 25 Hz. • Welke grootheden zijn bepalend voor het toerental van dit type motor? • Teken een blokschema van een frequentieomzetter en beschrijf de werking. • Wat moet je doen om de draairichting van een motor om te keren?