Elektromotoren maart 2017

Elektromotoren Gelijkstroom Draaistroom Asynchroon Synchroon Kortsluitanker

Vriendelijke mededeling: Practicum groep V03 van vrijdag 24 maart 2017 wordt verschoven naar: Woensdag 29 maart, van 11.10 tot 14.30 uur

F=B.i.l Lorentzkracht: stroomvoerende geleider in magnetisch veld. 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

Werking dc-motor: uitgebreid, onderdrukt Gelijkstroommotor

Werking dc-motor Gelijkstroommotor

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

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

Motor met afzonderlijke bekrachtiging Gelijkstroommotor Motor met afzonderlijke bekrachtiging Shuntmotor Seriemotor

Gelijkstroommotor: Gelijkstroommotor

Snelheidsregeling DC-motor Gelijkstroommotor

https://www. google. nl/search https://www.google.nl/search?q=pwm+dc+motor&espv=2&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjD3Z_yztXSAhVKJ8AKHS9VBfsQ_AUIBigB&biw=1366&bih=662#imgrc=yRrrxk9ZxHWo8M:

http://kellycontroller.com/mot/downloads/KellyKPM-KD%20UserManual.pdf

Gelijkstroommotor H-brug

H-brug https://www.youtube.com/watch?v=iYafyPZ15g8

Gelijkstroommotor PWM Pulse With Modulation

Regeling gelijkstroommotor

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.

Anker en veld in serie gevoed door wisselspanning. 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.

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

Borstelloze motor Gelijkstroommotor

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

Draaiveld in de praktijk

Draaistroommotor

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

Pooltalverandering bij motoren met 2 snelheden. Draaistroommotor 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 6 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

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

Draaistroommotor: synchroon

Synchrone draaistroommotor(12MW). Draaistroommotor: synchroon

Draaistroommotor: synchroon

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

Kooiankermotor of kortsluitankermotor. Inductie motoren: Kooiankermotor of kortsluitankermotor.

KA-motor is de meest gebruikte elektromotor ter wereld.

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

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 toename van de belasting van de motor neemt slip toe. Bij f=50 Hz nd =50 omw/sec nd =3000 omw/min Bij onbelaste motor wordt rotortoerental nR =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

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

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  8MW 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 V-snaren……. 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 kCal / 24h= 104,17 kCal/h 104,17 kCal/h x 1,1630 = 121,15J/s P=W/t ,dus een gemiddeld verbruik van 121,15 Watt

Een gezin: energie en vermogen Een gezin verbruikt gemiddeld per jaar 3340kWh Hoeveel vermogen wordt gemiddeld door het gehele jaar heen verbruikt? Antw: W = P.t W=3340000 W.h W = 3340000.3600s = 12024000000 J Tijd in 1 jaar = 3600s.24h.365dagen = 31536000s P=W/t 12024000000 / 31536000 = 381 Watt Of: 3340kWh per jaar = 3340kWh/365 = 9,15kWh per dag 9,15kWh per dag / 24 = 0,38kWh per uur = 381 Wh / h 381Wh/h = 381 Watt gemiddeld

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

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: 121,15W / 0,25 = 485W gemiddeld organisch opgenomen vermogen 206W extra opname verbruik huishouden alleenstaand 485W + 206W = 691W continue opname (huishoudelijk gebruik)

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

Een vliegreisje verbruikt…… Boeing 777-200LR (long range) legt 12000 km met ongeveer 2200 kg kerosine per uur. Aantal passagiers = 500 energie 1kg kerosine = 42,6MJ Gegeven: vlucht Amsterdam – Jakarta 11364 km. Vliegduur 15 uur. Bereken gemiddeld verbruikte vermogen per mens 2200kg x 15h = 33000kg kerosine 33000kg x 42,6MJ/kg = 1405800000000J 1405800MJ / (15 x 3600) = 26MWatt = 26033 kWatt 26033kWatt / 500 personen = 52kW per persoon 52kW

Een vliegreisje verbruikt…… 2200kg x 15h = 33000kg kerosine 33000kg x 42,6MJ/kg = 1405800000000J 1405800MJ / (15 x 3600) = 26MWatt = 26033 kWatt 26033kWatt / 500 personen = 52kW per persoon 1405800MJ = 1405800MWs 1405800MWs / 3600 = 390,5MWh 390,5MWh * 1000 = 390500kWh 390500kWh / 500 personen = 781kWh een retour Jakarta: 2x781kWh= 1562kWh Een gezin verbruikt gemiddeld per jaar 3340kWh 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 + 120 + 120 + 90 + 90 = 540kVA Een gezin verbruikt gemiddeld per jaar 3340kWh vraag: Hoeveel gezinshuishoudens kunnen de generatoren theoretisch voeden?

Vergelijken vermogens Totaal maximaal te leveren vermogen: 120 + 120 + 120 + 90 + 90 = 540kVA Een gezin verbruikt gemiddeld per jaar 3340kWh 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 120kVA kan dus: 120.000 W / 382,3 W = 313 huishoudens voeden (meer dan 300!!!)

opgaven. Driefasentheorie: Op een driefasenet met een lijnspanning van 400V/50Hz 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: 400V (in driehoek) 8,3 A 4 kW 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 400V.

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

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

380-415V  50Hz 14,6 A cos= 0,85 7,5kW 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 kW. Dit is het afgegeven vermogen, het asvermogen. Bij een belasting van 7,5 kW zal de stroom 14,6 A , het toerental 1450 omw/min en cos= 0,85 zijn.

Spanning: 380-415V  50Hz 14,6 A cos= 0,85 7,5kW 1450 omw/min IP 55 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.

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

380-415V  50Hz 14,6 A cos= 0,85 7,5kW 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 %

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

Ingaand vermogen en rendement: 380-415V  50Hz 14,6 A cos= 0,85 7,5kW 1450 omw/min IP 55 Ingaand vermogen en rendement: P=U.I.cos3 P = 400x14,6x0,85x 3 = 8588 W = Puit/Pin = 7500/8588 = 87%

IP international protecting code 380-415V  50Hz 14,6 A cos= 0,85 7,5kW 1450 omw/min IP 55 IP 55: IP international protecting code bescherming tegen binnendringen stof (5) en water (5). IP55 geeft ‘behoorlijk’ goede bescherming.

Methoden om aanzetstroom te beperken: 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 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. T1: T2 =U12:U22 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 f1 naar f6. 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. Bereken het vermogen van de motor Rendement overbrenging is 90% 0,1xFz :10% extra kracht Fz ivm overwinnen wrijving g= 9,81 m/s^2 Bereken het vermogen van de motor Indien de band in 2 seconden moet aanlopen: bereken opnieuw het vermogen van de motor

opgave. Bereken het vermogen van de motor Rendement overbrenging is 90% 0,1xFz :10% extra kracht Fz ivm overwinnen wrijving g= 9,81 m/s^2 Bereken het vermogen van de motor 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 200V en de frequentie is 400Hz. Op de uitgang van de frequentieregelaar is een ka-motor aangesloten. De uitgangsspanning van de frequentieregelaar is 180V bij een lijnstroom van 13,68A De turbine verbuikt kerosine; 1kg kerosine levert 43MJ 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 19Nm. (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 230/400V wordt een a-synchrone draaistroommotor aangesloten. Gegevens: Cosφ=0,85 230/400V =85% P=5kW v(rotor)=24 omw/s I(a) = 6xI(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 230/400V-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 400V. 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?

Het toegevoerde vermogen van de ka-motor bedraagt: A 1009 Watt 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; 1kg kerosine levert 43MJ 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 ka-motor 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: C 87,39 % D 96,12 % E 34,95 % F 17,48 % G 8,74 %

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

de cosφ van de motor bedraagt: F 0,33 G 0,49

Het is tijd….

Snelheidsregeling van Draaistroommotoren John Kuchler / Rogier Haas

Snelheidsregeling …… Sleepringankermotor:

Snelheidsregeling asynchrone draaistroommotoren:

Veel info:

Stator en rotor

motorplaatje motorplaatje

Koppel / toeren

Pooltalverandering motoren met 2 snelheden. 3 spoelen p=2 f=60 Hz nd= 3600 omw/min nr= 3400 omw/min f=50 Hz nd= 3000 omw/min nr= 2800 omw/min 6 spoelen p=4 f=60 Hz nd= 1800 omw/min nr= 1710 omw/min f=50 Hz nd= 1500 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. T1: T2 =U12:U22 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 frequentieregelaar

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

Puls Breedte Modulatie

Schema f-regelaar

De IGBT

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

Constant koppel? 3 voorwaarden: Frequentie uitgaande spanning varieren Magnetisch veld in grootte constant houden 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 220V wordt de oppervlakte kleiner en daardoor het magnetisch veld. Hierdoor kan motor minder koppel leveren.

Constant koppel? Door de spanning te verlagen naar 220V 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… 400V / 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 frequentie dan nominaal levert een verstoorde U/f-verhouding op. Gevolg: koppel gaat omlaag.

Motor, geschikt voor 60 Hz, toegepast op 50Hz Verhoudingsgewijs meer koppel benodigd: 380/50=7,6 En 380/60=6,3 Stel: P(regelaar)=4kW De nieuwe regelaar moet dan: (7,6/6,3)*4kW=4,8kW zijn Deze verhouding wordt in de regelaar ingesteld.

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

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

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

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

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 (3%) X – 1500 = 0,03 x -1500 = (0,03 – 1) x -1500 = -0,97 x x = 1546 rpm Helaas niet 100% nauwkeurig

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 ka-motor f-regelaar rpm gemeten correctie

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 L1 en L2 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 per 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

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