PRTK Hoofdtheorie Motoren en schakelen

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

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

Draaistroommotor: synchroon

Synchrone draaistroommotor(12MW). Draaistroommotor: synchroon

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

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 van de rotor 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 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.

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

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

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

Aandrijving pompen

Aandrijving hydrauliekpomp

Aandrijving transportbanden.

Het Motorplaatje

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

Ip-codes Wat zijn ip-codes?

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

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

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

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

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

motorplaatje motorplaatje

Schema klemmenstrook motor Ster (Υ) U1 V1 W1 W2 U2 V2

Schema klemmstrook motor Ster (Υ) U1 V1 W1 W2 U2 V2 L1 L2 L3

Schema klemmenstrook motor Driehoek (Δ) U1 V1 W1 W2 U2 V2 L1 L2 L3

Schema

veiligheid L1 L2 L3 N N

schakelpracticum magneetschakelaar

Uitleg werking Contactor 4Q2 wordt bediend met drukknop Contact 1-2 sluit zich Lamp gaat branden Toepassing: bediening startmotor

Uitleg werking Contactor 4Q2 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 S1 wordt 4Q2 actief. Een contact van 4Q2 verbreekt de eventuele werking van 4Q5; 4Q5 kan niet meer worden bediend 13-14 houdt 4Q2 actief Rode lamp gaat aan door 1-2 van 4Q2 Verbreekknop S3 zet systeem compleet uit Nu kan eventueel met S2 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 1Q5 aan. Wanneer de stroom door de motor te hoog wordt, dan opent de overstroomcontactor 1F12 het contact 95-96. Het stuurcircuit wordt verbroken door 95-96 en 1Q5 valt uit en zoook de motor. Een extra contact van 1Q5, 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. opgaven 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

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.

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.

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.

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.

Koppel / toeren

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.

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?