Asynkronmotorn

Asynkronmotorn Kallas även… Fungerar som både motor och generator Växelströmsmotor Induktionsmotorn Fungerar som både motor och generator Egenskaper Enkel och robust Stabila driftegenskaper Enkelt underhåll Stor överbelastningsförmåga

3-fasmotorer Statorn: Lindningar för två (eller fler) magnetpoler för varje fas, 120 förskjutning från varandra enligt figuren. 3-fas nätspänning ger upphov till ett roterande magnetfält i statorn, dess styrka och rotationshastighet är konstanta.

Resultantens vinkel i förhållande till x-axeln fås genom: Visa att det stämmer… Animering, se webadress nedan. http://www.ece.umn.edu/users/riaz/animations/abcvec.gif

Synkrona varvtalet Om en tvåpolig magnet placeras i en stator med två poler får man en synkronmaskin. Rotationshastigheten är ett varv per period av växelspänningen, dvs. 50 Hz ger 3000 varv/min. Detta varvtal kallas för det synkrona varvtalet, ns. Fler poler gör att det åtgår flera perioder av växelspänning innan magnetfältet flyttat sig runt ett helt varv. Generellt Varvtalen blir då jämna delar av 3000 vid 50 Hz. Poler Rpm 2 3000 4 1500 6 1000 8 750 10 600

Rotorn, burlindad Växelspänningarna skapar ett roterande magnetflöde i statorn. Då magnetfält rör sig i förhållande till en ledare skapas en kraft som motverkar sin uppkomst, det induceras en spänning. Den inducerade spänningen skapar en ström och därmed ett magnetfält i den kortslutna rotorn. Magnetfältet från statorn och rotorn greppar varandra och skapar ett vridmoment på motorns axel. Det krävs en viss hastighetsskillnad mellan statorns magnetfält och rotorns rotationshasighet  eftersläpning (s) Rotorn i en asynkronmaskin består av en s.k. burlindning. Det är inte någon lindning i ordets normala bemärkelse utan egentligen ett antal aluminiumstavar i spår i järnkärnan. Dessa aluminiumstavar är i båda ändarna förbundna med en kortslutningsring. Därav kommer maskinens korrekta namn, kortsluten asynkronmaskin.

Eftersläpning, s  

Momentkurvan km = Maskinkonstant s = eftersläpning sk = eftersläpningens kippunkt, (M/s = 0) U1 = Matningsspänning X2 = Rotorlindningens reaktans vid motorns märkfrekvens  

Momentkurvan I området för normaldrift (s << sk) betraktas momentkurvan som linjär. Då gäller följande samband för momentet M: där U1 är matningsspänningen och R2 rotorresistansen. Om U1 och R2 är konstanta blir M proportionell mot s.

Effekt och förluster

Märkskylt ABB Motors Motor 3 50/60 Hz IEC 34-1 MBT 112M 2860/3460 r/min 4/4,6 kW Cl. F cos  = 0,90 380-420/440-480 VY 8,1/8,1 A 220-240/250-280 V 14,0/14,0 A No.MK 142 031-AS IP55 30 kg

Kapslings- och temperaturklasser Märkningen IP55 i mitten på nedersta raden anger maskinens täthet mot inträngning av vatten och damm. Första siffran anger skyddet mot inträngning av föremål, andra inträngning av vatten. Class F som står mitt på skylten anger isolationens temperaturklass, d.v.s. hur varm lindningen får bli innan isolationen börjar ta skada. De vanligaste isolationsklasserna är: E 120C B 130C F 155C H 180C

Diagram för kapslingstemperaturer . Diagram för kapslingstemperaturer Maximal omgivningstemperatur antas hela tiden vara 40C. För att ovan angivna temperaturer inte skall överskridas i någon punkt på lindningen måste det också finnas en säkerhetsmarginal, hot spot-marginal. Denna sätts till 5-15C.

Inkoppling

Rotationsriktning Den ända som normalt är motorns drivända (ändan med axeln) definieras som D‑ända. Om nätet ansluts till en trefasmotors statoruttag, märkta U, V och W och nätets fasföljd är L1, L2, L3 får motorn medurs rotationsriktning, sedd mot D–ändan. Om motsatt rotationsriktning önskas, växlas två av de matande faserna.

Varvtalsreglering Asynkronmotorns varvtal bestäms som tidigare visats av frekvensen, poltalet och eftersläpningen enligt: Detta innebär att varvtalet kan styras med - statorspänningens frekvens f - poltalet p - eftersläpningen s Reglermetoderna kan uppdelas i: - metoder som sker i princip förlustfritt - metoder som baserar sig på förluster i maskinen. Förlustfria metoder Det vanligaste sättet att ändra varvtalet är att ändra frekvensen på den matande spänningen. Ändring av matningsspänningens frekvens görs med hjälp av en frekvensomriktare.

Frekvensomriktare

Moment och frekvens Typkurvor som visar moment mot varvtal vid olika frekvenser. Låg frekvens ger lågt varvtal, men högt startmoment. Hög frekvens ger högt varvtal men lågt moment.

Enfasmotor En normal asynkronmotor kan ges relativt goda driftegenskaper vid enfasdrift om den förses med lämplig kondensator. Kondensatorns storlek sätter den ekonomiska gränsen för enfasdrift till ca 2 kW. Kondensatorn måste klara ca 1,15 ggr nätspänning, och dess storlek skall vara 75–80 µF/kW. Vid enfasdrift kan motorn ge ca 70-80 % av motsvarande trefaseffekt. Samma siffror gäller för momentet. Startmomentet är endast ca 15-20 % av märkmomentet vid trefasdrift. Startmomentet kan förbättras genom att en särskild startkondensator kopplas parallellt med driftkondensatorn. Startkondensatorn skall vara dubbelt så stor som driftkondensatorn och måste kopplas bort då motorn kommit upp till driftvarvtalet.