PRTK Hoofdtheorie Werkcollege 2117 PRTHWC Elektromotoren Gelijkstroom Draaistroom

PRTK - Hoofdtheorie - Werkcollege (2117 PRTHWC)

Elektromotoren Gelijkstroom Draaistroom Asynchroon Kortsluitanker Synchroon

Lorentzkracht: stroomvoerende geleider in magnetisch veld. F=B. i. l Richting van de kracht volgens de linkerhandregel.

Gelijkstroommotor

Gelijkstroommotor Stroomvoerende wikkeling in magnetisch veld geeft een koppel waardoor de wikkeling gaat draaien.

Gelijkstroommotor maakt gebruik van een commutator. + D. m. v. de collector of de commutator wordt er voor gezorgd dat de stroomrichting in de bovenste en onderste geleider gelijk blijft.

Dc-motor Gelijkstroommotor

Gelijkstroommotor Werking dc-motor: uitgebreid, onderdrukt

Gelijkstroommotor Werking dc-motor

Gelijkstroommotor Het anker van een gelijkstroommachine bestaat uit meerdere wikkelingen die via de koolborstels en de commutator spanning krijgen.

Gelijkstroommotor: Gelijkspanning op veld en op het anker. veldwikkeling Rotor of anker

Gelijkstroommotor Motor met afzonderlijke bekrachtiging Shuntmotor Seriemotor

Gelijkstroommotor:

Snelheidsregeling DC-motor Gelijkstroommotor

=X&ved=0 tbm=isch&sa urce=lnms& xk 9 Zx. HWo imgrc=y. Rrr &espv=2&so m+dc+motor B&biw=1366&bih=662# earch? q=pw UIBig. google. nl/s S 9 VBfs. Q_A https: //www h. VKJ 8 AKH 3 Z_yzt. XSA ah. UKEwj. D 8 M:

http: //kellycontroller. com/mot/downloads/Kelly. KPM-KD%20 User. Manual. pdf

Gelijkstroommotor H-brug

H-brug https: //www. youtube. com/watch? v=i. Yafy. PZ 15 g 8

Gelijkstroommotor PWM Pulse With Modulation

Gelijkstroommotor Regeling gelijkstroommotor

EMC-storing: voorbeeld harmonischen [TINA]

EMC-storingen http: //www. emcstoringen. nl/filmpje/

Voorbeeld EMC

Gelijkstroommotor

Gelijkstroommotor Brushless DC

Gelijkstroommotor: universele motor Principe van de dc-motor toegepast in boormachine. Wisselstroom collectormotor. Veld in serie met anker. Ook voor andere kleine huishoudelijke machines.

Gelijkstroommotor Anker en veld in serie gevoed door wisselspanning. Bij verandering van stroomrichting wisselt tevens de richting van het veld. De kracht F blijft dezelfde kant op werken. Veel vonken tussen borstels en commutator.

Gelijkstroommotor Eigenschappen gelijkstroommotor: • Goed regelbaar • Veel onderhoud aan commutator en borstels. • Max. vermogen ± 10 MW ivm commutator. • Wordt niet veel meer toegepast…. . Maar tegenwoordig weer wel…

Gelijkstroommotor Borstelloze motor

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

Draaiveld in de praktijk

Draaistroommotor

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

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

Draaistroommotor: synchroon

Draaistroommotor: synchroon Synchrone draaistroommotor(12 MW).

Draaistroommotor: synchroon

Draaistroommotor: synchroon Eigenschappen synchrone motor. • Geschikt voor zeer grote vermogens bij lage snelheden. • Cos regelbaar • Hoog rendement • Niet overbelastbaar • Goed regelbaar met frequentieomvormer. • Duur • Kan niet zonder hulpmiddelen aanlopen.

Inductie motoren: Kooiankermotor of kortsluitankermotor.

KA-motor is de meest gebruikte elektromotor ter wereld.

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 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.

Opbouw KA-motor

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

Eigenschappen KA-motor: • • • robuust bedrijfszeker onderhoudsarm overbelastbaar snelheid goed regelbaar met frequentieomvormer • goedkoop Nadeel: Hoge aanzetstroom

Hoge aanzetstroom Slechte cos bij aanzetten en deellast.

KA-motor leverbaar als standaardmotor van laag vermogen tot max 8 MW KA-motor goede eigenschappen bij snelheden boven 600 omw/min. Bij lagere snelheden wordt de motor groot, zwaar, kostbaar en heeft slechte cos en rendement. Voor lage toerentallen wordt de KA-motor voorzien van tandwielreductie of wordt het werktuig aangedreven via Vsnaren……. Of…… ?

KA-motor

Bedrijven staan vol met elektromotoren voor aandrijven van de diverse pompen, ventilatoren en werktuigen. (john kuchler, 2056) Voor al deze toepassingen worden Kortsluitanker-motoren gebruikt vanwege de gunstige eigenschappen.

Aandrijving pompen

Aandrijving hydrauliekpomp

Hydrauliekpomp in vliegtuig.

Aandrijving transportbanden.

Ip-codes Wat zijn ip-codes?

Wat is energie, wat is vermogen? De mens: energie en vermogen kilocalorie/uur - meest gebruikte eenheid van vermogen in de voeding. 1 kilocalorie/uur = 1, 1630 joule/seconde Aantal benodigde kcal per dag voor een gemiddeld mens: 2500 Bereken het gemiddelde vermogen wat een mens verbruikt. Antw: 2500 k. Cal / 24 h= 104, 17 k. Cal/h x 1, 1630 = 121, 15 J/s P=W/t , dus een gemiddeld verbruik van 121, 15 Watt 60

Een gezin: energie en vermogen Een gezin verbruikt gemiddeld per jaar 3340 k. Wh Hoeveel vermogen wordt gemiddeld door het gehele jaar heen verbruikt? Antw: W = P. t W=3340000 W. h W = 3340000. 3600 s = 12024000000 J Tijd in 1 jaar = 3600 s. 24 h. 365 dagen = 31536000 s P=W/t 12024000000 / 31536000 = 381 Watt Of: 3340 k. Wh per jaar = 3340 k. Wh/365 = 9, 15 k. Wh per dag / 24 = 0, 38 k. Wh per uur = 381 Wh / h 381 Wh/h = 381 Watt gemiddeld 61

alleenstaand: energie en vermogen Een alleenstaand persoon verbruikt gemiddeld per jaar 1800 k. Wh Hoeveel vermogen wordt gemiddeld door het gehele jaar heen verbruikt? Antw: 1800 k. Wh/365=4, 93 k. Wh per dag 4, 93 k. Wh = 4932 Wh per dag 4932 Wh /24 = 206 Wh / h = 206 W 62

alleenstaand: eigen rendement Een menselijk lichaam heeft gemiddeld een rendement van 25%. Wat is het totale verbruik per mens gemiddeld in de westerse wereld? Antw: 121, 15 W / 0, 25 = 485 W gemiddeld organisch opgenomen vermogen 206 W extra opname verbruik huishouden alleenstaand 485 W + 206 W = 691 W continue opname (huishoudelijk gebruik) 63

Een vliegreisje verbruikt…… Boeing 777 -200 LR (long range) legt 12000 km met ongeveer 2200 kg kerosine per uur. Aantal passagiers = 500 energie 1 kg kerosine = 42, 6 MJ Gegeven: vlucht Amsterdam – Jakarta 11364 km. Vliegduur 15 uur. Bereken gemiddeld verbruikte vermogen per mens

Een vliegreisje verbruikt…… Boeing 777 -200 LR (long range) legt 12000 km met ongeveer 2200 kg kerosine per uur. Aantal passagiers = 500 energie 1 kg kerosine = 42, 6 MJ Gegeven: vlucht Amsterdam – Jakarta 11364 km. Vliegduur 15 uur. Bereken gemiddeld verbruikte vermogen per mens 2200 kg x 15 h = 33000 kg kerosine 33000 kg x 42, 6 MJ/kg = 140580000 J 1405800 MJ / (15 x 3600) = 26 MWatt = 26033 k. Watt 26033 k. Watt / 500 personen = 52 k. W persoon 52 k. W

Een vliegreisje verbruikt…… 2200 kg x 15 h = 33000 kg kerosine 33000 kg x 42, 6 MJ/kg = 140580000 J 1405800 MJ / (15 x 3600) = 26 MWatt = 26033 k. Watt 26033 k. Watt / 500 personen = 52 k. W persoon 1405800 MJ = 1405800 MWs / 3600 = 390, 5 MWh * 1000 = 390500 k. Wh / 500 personen = 781 k. Wh een retour Jakarta: 2 x 781 k. Wh= 1562 k. Wh Een gezin verbruikt gemiddeld per jaar 3340 k. Wh 1562 / 3340 => 46, 8 % van wat een heel huishouden verbruikt in 1 jaar

Vergelijken vermogens: vliegtuig MD-11 Totaal maximaal te leveren elektrisch vermogen: 120 + 90 = 540 k. VA Een gezin verbruikt gemiddeld per jaar 3340 k. Wh vraag: Hoeveel gezinshuishoudens kunnen de generatoren theoretisch voeden? 67

Vergelijken vermogens Totaal maximaal te leveren vermogen: 120 + 90 = 540 k. VA Een gezin verbruikt gemiddeld per jaar 3340 k. Wh aantal uren per jaar: 24 x 7 x 52 = 8736 uren 3340000 W. h / 8736 h = 382, 3 W dus gemiddeld continu 382, 3 W Aantal huishoudens wat een 777 theoretisch electrisch kan voeden: 540. 000 W / 382, 3 W = 1412 huishoudens 1 generator van 120 k. VA kan dus: 120. 000 W / 382, 3 W = 313 huishoudens voeden (meer dan 300!!!) 68

opgaven. Driefasentheorie: Op een driefasenet met een lijnspanning van 400 V/50 Hz wordt een driefasemotor aangesloten. Deze motor heeft 3 statorspoelen. Elke van deze spoelen heeft een impedantie Z= 10 ohm. Deze waarde van Z=10 ohm blijft constant en geldt voor het eerste moment van aanzetten zowel in ster als in driehoek. • Bereken de stroom die deze motor opneemt uit het net als deze in ster aangesloten wordt. Schakeling tekenen. Bereken de stroom die deze motor opneemt uit het net als deze in driehoek aangesloten wordt. Schakeling tekenen 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

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 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 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.

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.

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.

Aanzetmethoden: Bij directe aanzet is de aanzetstroom ongeveer 6 x Inom. Dit geeft spanningsdip in het net met als gevolg overlast voor de andere gebruikers. Methoden om aanzetstroom te beperken: Ster-driehoek schakeling. Aanzettransformator/softstarter. Frequentieregeling

Ster-driehoek aanzetten. Bijzondere vorm van statorspanningregeling. Udriehoek : Uster= 1: 3 Tdriehoek: Tster=3: 1 I aanzet driehoek : I aanzet ster = 3: 1

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.

Verklaring verloop grafiek

Geluid frequentieregelaar

Motor in ster aangesloten: practicum

Motor in ster aangesloten, 2 draairichtingen

Automatische ster-driehoek schakeling.

Ster- driehoekschakeling

Aanzetten door regelen van de statorspanning: Statorspanningsregeling m. b. v. aanzettrafo of softstarter. T 1: T 2 =U 12: U 22 Het koppel van de motor is recht evenredig met de grootte van de spanning in het kwadraat. Dus bij spanningsverlaging neemt het beschikbaar aanzetkoppel kwadratisch af.

Aanzettransformator. Spanning kan traploos opgeregeld worden. Na aanlopen wordt de trafo kortgesloten. Nadeel is het grote gewicht en de kosten.

Softstarter m. b. v. thyristoren (elektronisch) wordt statorspanning geregeld

Aanzetten met frequentieomvormer. Aanzetten door de frequentie op te regelen van f 1 naar f 6. Beschikbaar aanzetkoppel is kipkoppel, dus zeer geschikt voor het aanzetten van werktuigen met hoog aanzetkoppel. Het beschikbaar koppel loopt langs de lijn van max koppel naar het werkpunt.

Indirecte frequentie-omvormer.

Frequentie-omvormers. Nuttige info

opgave. • Rendement overbrenging is 90% • 0, 1 x. Fz : 10% extra kracht Fz ivm overwinnen wrijving • g= 9, 81 m/s^2 1. Bereken het vermogen van de motor 2. Indien de band in 2 seconden moet aanlopen: bereken opnieuw het vermogen van de motor

opgave. • Rendement overbrenging is 90% • 0, 1 x. Fz : 10% extra kracht Fz ivm overwinnen wrijving • g= 9, 81 m/s^2 1. Bereken het vermogen van de motor 2. Indien de band in 2 seconden moet aanlopen: bereken opnieuw het vermogen van de motor

opgave: . 3. aviation-turbine Een turbine drijft een generator aan. Op de generator is een frequentieregelaar aangesloten. De uitgangslijnspanning van de generator is 200 V en de frequentie is 400 Hz. Op de uitgang van de frequentieregelaar is een ka-motor aangesloten. De uitgangsspanning van de frequentieregelaar is 180 V bij een lijnstroom van 13, 68 A De turbine verbuikt kerosine; 1 kg kerosine levert 43 MJ op. Gedurende 10 klokuren wordt 11, 63 kg kerosine verwerkt door de turbine. Het rendement van de turbine is 33%, die van de frequentieregelaar 92% en die van de generator 87%. Het toerental van de ka-motor is 1500 o/min. Het afgegeven askoppel is 19 Nm. (teken een blokschema met turbine, freq. regelaar, motor) Bereken: A het toegevoerde vermogen van de ka-motor B het rendement van de motor C het totale rendement van de opstelling D de cosφ van de motor E het totale schijnbaar vermogen van de motor F het totale blindvermogen van de motor

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?

opgave Een turbine drijft een generator aan. Op de generator is een motor aangesloten. De uitgangslijnspanning van de generator is 400 Volt, de lijnstroom is 8 A en de frequentie is 50 Hz. De turbine verbuikt kerosine; 1 kg kerosine levert 43 MJ op. Gedurende 25 klokuren wordt 12, 2 kg kerosine verwerkt door de turbine. Het rendement van de turbine is 35 %, die van de generator 89 %. Het toerental van de ka-motor is 722 o/min. Het afgegeven askoppel is 21 Nm. Het toegevoerde vermogen van de kamotor bedraagt: A 1009 Watt B 1135 Watt C 1297 Watt D 1513 Watt E 1816 Watt F 2179 Watt G 2542 Watt

het rendement van de motor bedraagt: A B C D E F G 54, 62 62, 42 87, 39 96, 12 34, 95 17, 48 8, 74 % % % %

het totale rendement van de opstelling bedraagt: A 27, 22 % B 32, 66 % C 38, 11 % D 43, 55 % E 49 % F 57, 16 % G 68, 05 %

de cosφ van de motor bedraagt: A B C D E F G 0, 22 0, 23 0, 25 0, 27 0, 33 0, 49

Snelheidsregeling van Draaistroommotoren John Kuchler / Rogier Haas

Snelheidsregeling …… Sleepringankermotor:

Snelheidsregeling asynchrone draaistroommotoren:

Veel info:

Stator en rotor

motorplaatje

Koppel / toeren

Pooltalverandering motoren met 2 snelheden. 3 spoelen p=2 f=60 Hz f=50 Hz 6 spoelen p=4 f=60 Hz f=50 Hz nd= 3600 omw/min nd= 3000 omw/min nd= 1800 omw/min nd= 1500 omw/min nr= 3400 omw/min nr= 2800 omw/min nr= 1710 omw/min nr= 1420 omw/min Bijvoorbeeld Dahlandermotor nhoog/nlaag= 2/1=3000/1500.

Regelen van de statorspanning: Statorspanningsregeling m. b. v. aanzettrafo of softstarter. T 1: T 2 =U 12: U 22 Het koppel van de motor is recht evenredig met de grootte van de spanning in het kwadraat. Beperkte manier van snelheidsregeling ten koste van het koppel van de motor.

Frequentieregeling draaistroommotoren n=f/p traploze snelheidsregeling m. b. v. de frequentie f Koppel constant houden door ook U te regelen.

frequentieregelaar

Indirecte frequentie-omvormer. Groot regelbereik, uitgangsfrequentie kan hoger dan ingangsfrequentie.

Puls Breedte Modulatie

Schema f-regelaar

De IGBT

Constant koppel? 3 voorwaarden: 1. Frequentie uitgaande spanning varieren 2. Magnetisch veld in grootte constant houden 3. Gelijkmatig draaiveld

Constant koppel? 3 voorwaarden: 1. Frequentie uitgaande spanning varieren 2. Magnetisch veld in grootte constant houden 3. Gelijkmatig draaiveld

Constant koppel? Sterkte van het magnetisch veld is te veranderen door hoogte spanning te veranderen en/of de frequentie te veranderen Door de spanning te verlagen naar 220 V wordt de oppervlakte kleiner en daardoor het magnetisch veld. Hierdoor kan motor minder koppel leveren.

Constant koppel? Door de spanning te verlagen naar 220 V wordt de oppervlakte kleiner en daardoor het magnetisch veld. Hierdoor kan motor minder koppel leveren. Vanwege lagere frequentie een groter oppervlakte. Gevolg is dat motor magnetisch verzadigd raakt. As gaat onstabieler draaien en motortemperatuur stijgt

Constant koppel? Of… 400 V / 50 Hz = 8, 0

Constant koppel? Juiste verhouding (7, 6 of 8, 0)zorgt voor koppelbehoud bij varierend toerental.

Constant koppel? Gelijke oppervlakten, dus gelijke koppels

Constant koppel? Ideale sitiatie

Constant koppel? Hogere frequentie dan nominaal levert een verstoorde U/f-verhouding op. Gevolg: koppel gaat omlaag.

Hogere frequen tie dan nominaa l levert een vers U/f-verhouding o toorde p. Gevolg: koppel gaat omlaag.

Motor, geschikt voor 60 Hz, toegepast op 50 Hz Verhoudingsgewijs meer koppel benodigd: 380/50=7, 6 En 380/60=6, 3 Stel: P(regelaar)=4 k. W esteld. elaar ing g re e d in t rd o gw Deze verhoudin De nieuwe regelaar moet dan: (7, 6/6, 3)*4 k. W=4, 8 k. W zijn

I*R compensatie Tijdens het aanzetten moet even extra veld worden toegepast. Empirisch wordt ongeveer 1, 5* een grotere U/f – verhouding toegepast voor 0 -5 Hz. 33 Hz 380 / 50 = 7, 6 * 1, 5 = 11, 4 Dus 380 / 11, 4 = 33 Hz

I*R compensatie 33 Hz 380 / 50 = 7, 6 * 1, 5 = 11, 4 Dus 380 / 11, 4 = 33 Hz

I*R compensatie 5 Hz 380 / 50 = 7, 6 * 1, 5 = 11, 4 Dus 380 / 11, 4 = 33 Hz

I*R compensatie 5 Hz 380 / 50 = 7, 6 * 1, 5 = 11, 4 Dus 380 / 11, 4 = 33 Hz

slipcompensatie Hoe zwaarder de belasting, des te groter de slip. Frequentieregelaars voeren algoritmische berekeningen uit om de slip te compenseren. Voorbeeld: slip=3% werkelijke toerental is 1500(0, 03*1500)= 1445 rpm

slipcompensatie Hoe zwaarder de belasting, des te groter de slip. Toerental rotor moet 1500 blijven, ongeacht slip van 3%. (x-1500) / x = 0, 03 X – 1500 = 0, 03 x -1500 = (0, 03 – 1) x -1500 = -0, 97 x x = 1546 rpm Hela as n iet 1 00% n auw keur ig (3%)

Toerental is werkelijke waarde Op de as van de motor wordt een encoder, een soort digitale teller geplaatst. Deze info gaat naar de frequentieregelaar De regelaar compenseert de slip zodat toerental constant blijft encoder

Regelsysteeem frequentieregelaar regelsysteem ingesteld f-regelaar gemeten correctie ka-motor rpm

Toerental is werkelijke waarde Encoder bestaat tegenwoordig uit een binair signaal. Vraag: stel dat je gevraagd wordt een digitale encoder te ontwerpen. Hoeveel bits zou je daarvoor gebruiken?

Arduino, geprogrammeerd om motoren aan te sturen

PWM…. Puls With Modulation

schakelen Principe werking inverter. 6 halfgeleiders werken als schakelaar. Schakelaars 1 -4 , 3 -6, 5 -2 afwisselend open-dicht. Blokvormige spanning. Tussen L 1 en L 2 een blokvormige wisselspanning.

schakelen Over de wikkelingen van de motor staat een getrapte wisselspanning. Schakelaar 1 en 4 zijn afwisselend halve periode open en dicht. Door de schakelaars periode meerdere malen open-dicht te doen wordt de uitgangsstroom mooier van vorm. Hogere schakelfrequentie geeft meer sinusvormige uitgangsstroom.

PWM: De uitgangsspanning, de gemiddelde spanning en de stroom door de spoelen van de motor.

PWM

vectormodulatie Ideale voorstelling van draaiend magnetisch veld binnen luchtspleet stator en rotor Digitale (IGBT)schakelaars voor wisselspanning

vectormodulatie Digitale (IGBT)schakelaars voor wisselspanning Combinatie slim schakelen levert betere fluxverdeling