Kjell Pernestål
Elektriska drivsystem
för maskiningenjörer
Första upplagan
Elektriska drivsystem
för maskiningenjörer
Kjell Pernestål
1
Förord
Användning av elektrisk energi är en självklarhet idag. Elektriskt drivna maskiner,
verktyg, belysning, uppvärmning, datorer osv. är ett naturligt inslag i vardagen.
Kunskap om hur det elektriska systemet är uppbyggt och används är en nödvändighet
för alla yrkesutövande ingenjörer.
Ett drivsystem är kombinationen av en motor och den maskin motorn drar. I detta
kompendium behandlas motorn som en maskin som levererar ett vridmoment på en
roterande axel och hur denna kopplas till den dragna maskinen. Vidare behandlas det
elektriska system som finns i alla anläggningar och som förser motorn med elektrisk
energi.
Ett avsnitt om elektrisk mät- och övervakningsutrustning har inkluderats. Där behandlas
vanliga typer av givare och sensorer och hur dessa kan användas för att styra och
övervaka processutrustning. I bilagor sammanfattas grunderna i kretsteori för lik- och
växelström för den som vill vidga sina kunskaper.
Använda beteckningar i ekvationer mm är de som normalt används i eltekniska
sammanhang och kan därför skilja sig från de som vanligen används inom
maskinteknik. Således står U för elektrisk spänning, I för elektrisk ström, R för
resistans, τ för (mekaniskt) moment, P för effekt osv.
Slutligen vill jag tacka för alla som kommit med bidrag och synpunkter. Särskilt vill jag
tacka Marcus Berg och Ingrid Drevin för korrekturläsning.
Uppsala juli 2015
Kjell Pernestål
2
Innehållsförteckning
1 Elektriska drivsystem................................................................6
1.1 Allmänt..................................................................................................... 6
1.2 Allmänt om drivsystem.............................................................................6
1.3 Energiprincipen........................................................................................7
1.4 Dimensionering av drivsystem.................................................................7
2 Elektriska grundbegrepp...........................................................9
2.1 Elektriska ledare och isolatorer................................................................9
2.2 Elektriska spännings- och strömkällor......................................................9
2.3 Elektrisk ström och spänning.................................................................10
2.4 Resistans och motstånd: Ohms lag........................................................11
2.5 Elektrisk effekt och energi......................................................................12
2.6 Hur strömmar och spänningar fördelar sig.............................................13
2.7 Mätning av ström, spänning och resistans.............................................15
2.8 Sammanfattning.....................................................................................16
3 Viktiga elektriska samband.....................................................17
3.1 Elektrisk ström och magnetiskt fält.........................................................17
3.2 Induktion................................................................................................ 17
3.3 Kraftverkan............................................................................................ 18
4 Principer för elektriska maskiner...........................................20
4.1 Generatorn............................................................................................. 20
4.2 Motorn.................................................................................................... 21
5 Växelspänning och växelström..............................................23
5.1 Grunder.................................................................................................. 23
5.2 Effektivvärde och rms-värde..................................................................23
5.3 Effektberäkning vid växelström..............................................................24
5.4 Trefassystemet.......................................................................................28
5.5 Trefassystemet: definitioner...................................................................29
5.6 Effektberäkning i 3-fassystem................................................................30
6 Elnätets utformning.................................................................32
6.1 Växel- och likström.................................................................................32
6.2 Det svenska elnätet...............................................................................33
6.3 Transformatorn.......................................................................................37
6.4 Elektriska ritningar, symboler och konventioner.....................................39
6.5 Skyltning................................................................................................ 42
7 Elektriska motorer....................................................................43
7.1 Inledning................................................................................................ 43
7.2 Växelströmsmotorer...............................................................................44
7.3 Synkronmotorer.....................................................................................46
3
7.4 Asynkronmotorer....................................................................................47
7.5 Likströmsmotorer...................................................................................53
7.6 Specialmotorer.......................................................................................55
7.7 Utföranden............................................................................................. 59
7.8 Kringutrustning.......................................................................................61
8 Drivsystem................................................................................65
8.1 Inledning................................................................................................ 65
8.2 Växelverkan mellan motor och last........................................................65
8.3 Startförloppet.........................................................................................66
8.4 Motorns arbetspunkt..............................................................................68
8.5 Startmomentet.......................................................................................71
8.6 Ändring av varvtal..................................................................................73
8.7 Frekvensstyrning....................................................................................75
8.8 Avbrottsfri elförsörjning..........................................................................79
8.9 Elfordon................................................................................................. 80
9 Givare, sensorer mm................................................................82
9.1 Givare och vakter...................................................................................82
9.2 Mätsystem............................................................................................. 83
9.3 Lägesgivare........................................................................................... 89
9.4 Positions- och vinkelgivare....................................................................90
9.5 Nivågivare.............................................................................................. 91
9.6 Kraftgivare............................................................................................. 91
9.7 Flödesmätare.........................................................................................92
9.8 Temperaturmätning................................................................................93
9.9 Accelerometrar och vibrationsmätning...................................................94
10 Elsäkerhet...............................................................................96
10.1 Inledning.............................................................................................. 96
10.2 Det primära skyddssystemet................................................................96
10.3 Säkringar............................................................................................. 98
10.4 Jordfelsbrytare...................................................................................100
10.5 S- och CE- märkning och förstärkt isolering.......................................100
10.6 Riskmiljöer.........................................................................................101
10.7 Trasigt material..................................................................................101
10.8 Skyltning............................................................................................ 102
10.9 Brand................................................................................................. 102
10.10 Olyckor............................................................................................. 102
10.11 Lagar och förordningar.....................................................................103
10.12 Märkning.......................................................................................... 103
10.13 Kablar.............................................................................................. 104
10.14 Kontaktdon.......................................................................................105
10.15 Eget kopplingsarbete.......................................................................105
4
Bilaga 1 Kretsteori.....................................................................106
B1.1 Allmänt............................................................................................... 106
B1.2 Kretsteorins byggstenar.....................................................................106
B1.3 Ohms och Kirchhoffs lagar................................................................107
B1.4 Potentialvandring...............................................................................108
B1.5 Nätanalys.......................................................................................... 109
B1.6 2-poler................................................................................................110
B1.7 Några vanliga kopplingar...................................................................112
Bilaga 2 Växelströmsteori.........................................................114
B2.1 Allmänt............................................................................................... 114
B2.2 Vektorrepresentation..........................................................................115
B2.3 Tillämpning av fasorer........................................................................116
B2.4 Impedans och reaktans......................................................................117
B2.5 jω-metoden och det komplexa talplanet.............................................118
B2.6 Fundamentala kretsar........................................................................120
B2.7 Trefassystem.....................................................................................124
5
(laddningsbara) batterier används idag nickel-metallhydrider (Ni-MH, 1,22V). I
mobiltelefoner och i elbilar (under utveckling) används litiumbatterier (3 - 4V).
Med en generator tvingar man de elektriska laddningarna i en ledare att röra sig i en
bestämd riktning med ett magnetiskt fält – man genererar en elektrisk ström av
laddningar2. För att driva generatorn behövs mekanisk energi, vanligen en roterande
axel dragen av t ex en turbin eller propeller. I generatorn omvandlas den mekaniska
energin till elektrisk energi.
2.3 Elektrisk ström och spänning
Man mäter storleken på den elektriska strömmen, dvs mängden laddning som passerar
ett tvärsnitt i en ledare per sekund, i enheten Ampere, som vanligtvis förkortas med A.
För en ström på 1 A passerar 1,6 * 1019 laddningar per sekund ett tvärsnitt i ledaren, se
figur 2.3.1. Man betraktar vanligen elektrisk ström som ett kontinuum, ofta kallad
”kräm”.
När en generator eller ett batteri ”pumpar ut” en
ström av laddningar i en ledare så måste det finnas
en lika stor ström tillbaka. Strömmen måste
cirkulera i en sluten krets.
Figur 2.3.1 Ström av elektrisk laddning genom en ledare.
För att få strömmen att flyta måste det finnas en elektrisk potentialskillnad – en
spänning – mellan generatorns terminaler. Elektrisk spänning mäts i Volt och förkortas
till V.
Man kan få en enkel analogi mellan ett elektriskt system med generator och en sluten
krets och ett vattensystem t ex i ett hus (exempel är radiatorsystemet), se figur 2.3.2.
Cirkulationspumpen motsvarar generatorn. Röret med vattenflödet motsvarar den
elektriska ledaren med ström och radiatorn motsvarar den elektriska lasten. Efter
radiatorn måste vattnet tillbaka till cirkulationspumpen för att pumpas upp igen.
Tryckskillnaden mellan in- respektive utgående vatten från pumpen motsvarar den
elektriska spänningen och flödet i röret motsvarar den elektriska strömmen.
Figur 2.3.2 Bilden visar
analogin mellan ett slutet
vattensystem där vatten fås att
cirkulera mha en pump och ett
elektriskt system där en
generator (G) får elektriska
laddningar att cirkulera i en
sluten elektrisk krets. Pumpen
styrs av den övre vattenytan.
Kranen motsvarar brytaren.
2
10
När man en gång i tiden definierade elektrisk laddning och ström var elektronen okänd. Man
antog att de laddningar som ledde ström hade positivt tecken, vilket visade sig vara fel. I
praktiken spelar det ingen roll och man valde att behålla den ursprungliga definitionen.
5 Växelspänning och växelström
De första elsystemen byggde på användning av batterier. De höll spänningen på sina
terminaler (nästan) konstant, dvs spänningen var lika stor hela tiden och kom därmed att
kallas för likspänning och likström. På engelska är beteckningen ”direct current” - DC. I
och med utbyggnaden av elsystemen med stora generatorer och långa
överföringsavstånd visade det sig att växelspänning som varierar sinusformat med tiden
hade stora fördelar, se kap 6. Eftersom spänningen varierar hela tiden blev den engelska
beteckningen ”alternating current” - AC. Den svenska benämningen är växelspänning
och växelström.
Vårt elsystem är baserat på växelspänning och växelström. Likström förekommer endast
i speciella applikationer som i elektronik eller där särskilda krav på motordrift
förekommer såsom drift av spårvagnar. Likström har även fått användning för storskalig
elenergiöverföring med mycket hög spänning – HVDC.
5.1 Grunder
Om man låter en spole rotera med konstant varvtal kring en axel vinkelrät mot ett
homogent magnetfält så kommer en periodisk spänning att induceras så som beskrivits i
Kap 4.1. Om spolens vinkelfrekvens är ω får man en inducerad periodisk sinusformad
spänning U(t);
̂ sin (ω⋅t )
U (t )=U
Ekv 5.1.1
dvs spänningen ändrar värde hela tiden. Den karakteriseras av periodtiden T och
U , se figur 5.1.1. I stället för periodtid används frekvensen f.
amplituden ̂
1
T
Ekv 5.1.2
ω=2⋅π⋅f
Ekv 5.1.3
f=
Figur 5.1.1 Den inducerade spänningen som
funktion av tiden för en spole som roterar i ett
homogent magnetfält.
Om man ansluter en resistans R till
generatorn så får man en sinusformad ström
̂
U⋅sin
(ω⋅t ) ̂
= I⋅sin (ω⋅t)
Ekv 5.1.4
R
dvs strömmen blir också sinusformad och beskriven av strömmens toppvärde (amplitud)
̂I samt vinkelfrekvensen ω. I allt växelströmsarbete utgår man från att spänning och
ström är sinusformade.
I (t)=
5.2 Effektivvärde och rms-värde
Det visar sig vara opraktiskt att använda tidsberoende värden och toppvärden för
strömmar och spänningar. Det är inte heller praktiskt att använda momentanvärdena I(t)
och U(t) eftersom dessa värden ändrar sig hela tiden. Man har därför infört begreppet
23
7 Elektriska motorer
7.1 Inledning
En elektrisk motor omvandlar elektrisk energi till mekanisk, vanligtvis i form av en
roterande axel. Det finns även motorer som ger en linjär rörelse. Den principiella
grunden för alla motorer är kraftverkan mellan ström i en ledare och ett magnetfält.
Figur 7.1.1 visar, mycket förenklat, delar och funktion hos en likströmsmotor.
Figur 7.1.1 Förenklad bild av en motor.
Fältlindningen skapar ett magnetiskt flöde i stator
och rotor. Ström i rotorns lindning skapar en
magnetisk kraftverkan som vill vrida rotorn. När
rotorn riktat in sig och kraftverkan upphör vänder
man strömmens riktning och rotationen kan
fortsätta.
Motorn består av en fast del – en stator – eller,
enligt äldre språkbruk, ett ok – och en rotor
eller ankare, som roterar kring en axel. Statorn
har en fältlindning som, när det går ström i
den, magnetiserar statorn så att det går ett magnetiskt flöde genom rotorn. Även rotorn
har en lindning som det går ström genom vilket medför att även rotorn magnetiseras.
Rotorn vill nu vrida sig så att statorns nord möter rotorns syd osv. När rotorn riktat upp
sig så stannar rotorn ända tills man polvänder lindningen på rotorn (eller statorn) varpå
vridningen fortsätter. Denna polvändning kan man ordna med en kommutator, dvs några
bleck på axeln så att polvändningen sker av sig själv.
Storleken på statorns flöde
Φ stat = B stat⋅A stat =k stat I stat ; B stat = k stat I stat
Ekv 7.1.1
där Astat är den effektiva arean på flödet genom maskinen och Istat är strömmen i
fältlindningen och kstat är en maskinkonstant för statorn.
Momentet på axeln beror på strömmen i rotorlindningen
'
eff
eff
τrot =k rot⋅B stat⋅I rot⋅r⋅l rot = k rot⋅B stat I rot
Ekv 7.1.2
eff
där k'rot är en maskinkonstant för rotorn, I rot =2⋅N lind⋅I rot är den effektiva strömmen i
rotorn (där Nlind är antalet lindningsvarv och 2 lindningar och Irot strömmen tillförd till
lindningen). Vidare är r radiella avståndet till lindningen (momentarmen) och lrot rotorns
axiella längd. Samtliga mått är ”effektiva” i så motto att de inte är direkt mätbara.
När rotorn med lindning roterar i det magnetiska flödet kommer en motriktad spänning
att induceras i rotorns lindning.
U ind
rot =
dΦ
=B stat⋅N lind⋅2⋅r⋅l rot⋅ω=k ind⋅I stat⋅ω
dt
Ekv 7.1.3
där ω är rotorns vinkelfrekvens. Strömmen Irot kan bestämmas med
43
8 Drivsystem
8.1 Inledning
Ett drivsystem består av en motor och den last som motorn ska dra. Lasten kan bestå av
någon typ av maskin såsom en fläkt, en pump, transportör, kross, vagn etc. Lasten kan
beskrivas i termer av momentbehov och varvtal på en axel. Även tröghetsmomentet är
en dimensionerande parameter.
Konstruktörens uppgift är att finna och anpassa en motor så att den kan dra lasten. Två
villkor måste uppfyllas:
•
Momentet som motorn kan leverera måste alltid vara större än lastens behov,
annars stannar motorn. Detta gäller även startförlopp, momentana lasttoppar
etc.
• Varvtalet måste anpassas till lastens. Om varvtalet måste variera så måste detta
inkluderas i valet av lösning.
8.2 Växelverkan mellan motor och last
Moment och varvtal är kopplade till effekten Pmek
Pmek =ω⋅τ
Ekv 8.2.1, där ω är vinkelfrekvensen i radianer per
r
sekund eller ω=2⋅π
där r är varvtalet i rpm och τ är momentet i Nm.
60
Enligt energiprincipen så är den energi (och effekt) som motorn avger i varje ögonblick
lika stor som den energi (och effekt) som lasten behöver, dvs
Pmotor + P last=0
Ekv 8.2.2
Vi inför nu teckenkonventionen att avgiven effekt (från t ex en motor) har negativt
tecken och tillförd effekt (till en last) med positivt tecken.
För både motor och last finns normalt ett samband mellan moment och varvtal. Ekv.
8.2.1 kan skrivas som
P mek (ω)=ω⋅τ(ω)
Ekv 8.2.1 b
Figur 8.2.1 Typisk momentkurva för en
asynkronmotor. Momentkurvan för en typisk
last har lagts in och arbetspunkten har
identifierats.
I figur 8.2.1 ovan finns en generell
beskrivning av sambandet mellan moment
och varvtal för en typisk elmotor och en
typisk last t ex en fläkt av något slag.
Motorn strävar efter att uppnå det varvtal
där avgivet moment är lika stort som
lastens momentbehov. Så länge som det
moment motorn kan avge är större än lastens behov kommer varvtalet att öka. Den
65
momentgivare, tryckgivare etc.
9.6.2 Piezoelektriska givare
Vissa kristallina material som kvarts uppvisar piezoelektricitet. Om man utsätter
materialet för t ex en kraft kommer det att uppstå en elektrisk spänning över kristallen
proportionell mot kraften. Denna spänning kan registreras med s k laddningskänsliga
förstärkare. Utsignalen är vanligen 4 – 20 mA eller 0 – 5 V.
9.6.3 Piezoresistiva givare
Vissa halvledande material ändrar resistans när de utsätts för mekanisk belastning.
Genom att mäta resistansen kan man få ett mått på kraften.
9.6.4 Lastceller för kraft och moment
Genom att kombinera kraftkännande sensorer med mekaniska
komponenter med kända mekaniska (elastiska) egenskaper får
man en lastcell som kan användas praktiskt, jfr figur 9.6.2.
Exempel är fordonsvågar (för vägning av t ex lastbilar),
lastceller (för vägning).
Figur 9.6.2 Exempel på utformning av lastceller.
av en last i en lyftkran), momentkännande celler (t ex i
mutterdragare), vägning av innehållet i tankar osv. Lastceller
finns för krafter från mN till MN (milliNewton till
MegaNewton). För att läsa av en lastcell krävs anpassad elektronik som vanligtvis kan
kopplas till datorer etc.
9.6.5 Tryckgivare
Tryckgivare är en variant av lastceller men avsedda för att
mäta tryck. Den kraftkännande sensorn är anbringad på ett
membran med väldefinierad yta. Sensorn mäter den kraft som
ytan utsätts för från det trycksatta mediet på utsidan av
membranet. Det finns tryckgivare för tryck från 0 till flera
1000 bar. För typiska utföranden jfr figur 9.6.3.
Figur 9.6.3 Exempel på utföranden av tryckgivare. Den svarta
överdelen är för den elektriska anslutningen.
En speciell typ är differenstryckmätare som mäter en tryckskillnad, t ex över en
strypfläns, se kap 9.7.2.
9.7 Flödesmätare
Det finns en mängd olika typer av flödesmätare för mätning av gas- och vätskeflöden i
rör och kanaler. En särskild typ är vindhastighetsmätare.
9.7.1 Deplacementsmätare
Deplacementsmätare bygger på att mediet fyller en volym som sedan töms nedströms.
De har utföranden som kolvpumpar som körs ”baklänges”, skruvexpandrar av olika slag
92
10.4 Jordfelsbrytare
Ett viktigt skydd som numera ska vara standard i alla installationer är jordfelsbrytaren.
Strömförsörjning av apparater ska ske via två isolerade ledare eller, vid 3-fasdrift, via
tre ledare. Det betyder att summa ström (inkluderande strömmens riktning) ska vara = 0
vid varje tidpunkt. Funktionen framgår av figur 10.4.1.
En jordfelsbrytare (egentligen jordfelsströmbrytare) är baserad på principen att ström till
och från en apparat ska vara lika stora. Runt varje
strömgenomfluten ledare finns ett magnetfält. Om man
har två ledare där lika stor ström går men åt motsatt
håll blir det resulterande fältet = 0. Det magnetiska
fältet känns av med en ringformad järnkärna (3).
Figur 10.4.1 Principen för jordfelsbrytare. Om summa ström i
ledarna L resp N inte = 0 så kommer det att uppstå ett
magnetfält kring ledarna. Detta fält känns av med en
ringformad järnkärna (3) och det induceras en spänning i
lindningen (2). Denna spänning aktiverar via en förstärkare
(1) en brytande funktion som bryter spänningen.
Om det uppstår ett fel så att hela eller en del av strömmen i någon av ledarna inte
passerar genom kärnan (3) så induceras ett magnetfält i kärnan som i sin tur inducerar
en spänning i en ”pick up” lindning (2) som i sin tur aktiverar en brytare så att den slår
ifrån och bryter strömmen (1). För funktionstest kan man låta en liten ström passera
utanför kärnan 3 genom en resistans (4). Om man trycker på testknappen (4) så ska
skyddet aktiveras. Praktiskt utförande ses i figur 10.4.2.
Jordfelsbrytare sätts rutinmässigt in på ingående ledare till alla elcentraler och skyddar
således för jordfel i alla anslutna kablar och maskiner (motsvarande). Det finns även
lösa enheter som kan kopplas in i ett vanligt vägguttag
och skyddar den anslutna enheten.
Figur 10.4.2 Två vanliga utföranden av jordfelsbrytare. Den
vänstra kan kopplas in i anslutningsledningen till en apparat.
Den högra finns i elcentraler och säkringsskåp.
10.5 S- och CE- märkning och förstärkt isolering
All elektriskt material måste vara S eller CE-märkt. Detta innebär att materialet har en
sådan utformning så att det ansessäkert vid normal användning.
Visst elektriskt materiel har förstärkt isolering. Det betyder att apparaten är utformad så
att man under all rimlig hantering inte ska kunna komma i kontakt med strömförande
delar. Exempel är elektriska verktyg som borrmaskiner, värmefläktar osv och som har
hölje av någon polymer (plast) eller har extra lager av isolering inne i apparaten. Sådana
apparater kan klassas som att de har förstärkt isolering - Fi. Detta indikeras med en
symbol bestående av två kvadrater i varandra, se figur 10.5.1.
100
Sakregister
2-pol...................................110
3 x 400 Volt..........................30
3-fassystem........................29f.
4 – 20 mA.............................83
AC..................................23, 32
Accelerometer......................94
Ackumulator...........................9
AD-omvandlare....................83
Addera strömmar................122
Agnetventil...........................58
Alternating current...............23
Aluminium...........................11
Ampere.................................10
Amplitud..............................23
Analog till digitalomvandlare
.............................................83
Ankare..................................43
Arbetspunkt....................44, 68
Asynkronmotor.....................45
Automatsäkring..............36, 99
Avbrottsfri............................79
Avskärmning........................76
Batteri.....................................9
Behörig elektriker.................36
Belastning.............................12
Blybatteriet.............................9
Borstar..................................53
Borstlös................................57
Brandceller...........................41
Brandfarliga miljö..............101
Bromsmotstånd.....................76
Brum....................................38
Bryggkoppling....................113
Brytare............................33, 39
Brytare,.................................36
Burlindning..........................47
CE-märkt............................100
CEE-don...............................42
D-koppling.....................30, 48
DC..................................23, 32
Deplacementsmätare.............92
Digitala multimetrar.............15
Dioder....................................9
Direct current.......................23
Direktstart.......................52, 66
Distributionsnät....................36
Dokumentation.....................39
126
Dragmagnet..........................58
Drivkrets...............................55
Drivlina................................81
Drivsystem.............................6
Dödmansgrepp.....................62
Effektbalans..........................33
Effektberäkning............27, 119
Effektberäkning i 3-fassystem
.............................................30
Effektfaktor..........................27
Effektivvärde..............23f., 115
Effektivvärdesvisande..........24
Effektmätare.........................15
Effekttriangel.....................25f.
Eftersläpning..................48, 51
Ekvivalent resistans..............12
Elastisk koppling..................64
Elcentral...............................42
Elektrisk ekvivalent..............25
Elektrisk energi...............12, 32
Elektrisk last.........................12
Elektrisk maskin...................20
Elektrisk motor.....................21
Elektrisk potential...............106
Elektrisk spänning..........9, 106
Elektrisk ström...............10, 17
Elektrisk ström:..................106
Elektriska ledare.....................9
Elektriska storheter...............16
Elektromagnet......................21
Elfordon...............................80
Elkraftsystemet.......................6
Elnät.....................................32
Elsvets..................................11
Energiprincipen......................7
Enfasig asynkronmotor.........56
Fasföljd................................49
Fasledare........................28, 30
Fasläge................................115
Fasor...................................116
Fasspänning.......................29f.
Fasvinkel..............................26
Felområde.............................87
Finsäkringar..........................99
Flermotorsystem...................75
Flottör...................................91
Flänsmontage.......................59
Flödesmätare........................92
Fotmontage...........................59
Frekvens.........................23, 35
Frekvensomriktare..........67, 75
Frekvensomriktare................53
Fyrkvadrantdrift..............54, 70
Fältlindning..........................43
Färgmärkning.......................98
Förlusteffekt.........................71
Förluster...............................32
Förstärkt isolering...............100
Gastät.................................101
Generator......................10, 20f.
Givare...................................82
Grafisk lösning...................111
Grupp.............................36, 42
Gränsfrekvensen.................121
Grön-gul färg........................97
Halvledare..............................9
Huvudspänning...............29, 31
HVDC..................................23
Hybridfordon........................80
Hydrauliskt drivsystem...........6
Högpassfilter......................122
Impedans............................117
Impeller- och propellermätare
.............................................93
Inducerade spänning.............17
Induktans......................25, 114
Induktion........................17, 25
Inre resistans.......................111
IP-nummer....................50, 103
Isolatorer................................9
Jordade uttag........................98
Jordfelsbrytaren..................100
Jordkabel..............................41
Joule.....................................12
Järn.......................................17
Järnkärna..............................37
Jω-metoden.........................118
Kabel......................................9
Kabelbrand...........................98
Kabelgravar..........................41
Kabellistor............................41
Kabelskydd...........................41
Kabelstegar...........................41
Kablar.........................9, 39, 41
Kapacitans..........................114
Kapacitet batterier................79
Kapslingsklasser.................103
Kilrem..................................74
Kippmoment.........................51
Kirchhoffs lag..................107f.
Klokoppling..........................64
Kol.......................................53
Kommutator...................43, 53
Komplexa talplanet.............118
Kompoundmotorer...............53
Konduktans........................106
Kontakter..............................39
Kontaktor........................39, 58
Kontinuerlig drift..................50
Kontrollrum..........................40
Koppar..................................11
Kopplingar...........................33
Kopplingsplint......................39
Kortslutning..........................36
Kraftledningar..............6, 9, 33
Kraftverk................................6
Kraftverkan.....................18, 43
Kretsschema.................39, 106
Kretsteori......................28, 106
Kräm....................................10
KWh.....................................12
Kylfläkt................................72
Kylning...........................60, 72
Kärnkraftverk.......................33
Laddhybrid...........................80
Laddning..............................10
Lagerström...........................61
Lagertemperaturen................89
Last.......................................12
Lastceller..............................92
Ledare................................106
Likspänning..........................23
Likström.........................23, 32
Likströmsmotor....................53
Linjeström......................29, 31
Linjär motor.........................58
Linjär rörelse........................56
Litiumbatterier (3 - 4V)........10
Ljusbåge...............................32
Lysdioder................................9
Lågpassfilter.......................120
Lågpassfilter.......................121
Magnetisk flödestäthet..........17
Magnetisk kraftverkan..........18
Magnetiskt fält......................17
Magnetiskt fält......................17
Magnetkoppling...................59
Magnettåg.............................58
Matningsspänning................44
Mekanisk effekt......................6
Mekanisk miljö...................101
Mittpunkt..............................28
Mjukstart..............................67
Momenkurva........................51
Moment..........................43, 65
Momentan effekt...........27, 115
Momentanvärden................114
Momentet...............................6
Momentstyv....................47, 54
Motorkontaktor.....................62
Motorskydd..........................61
Motorstart.............................71
Motstånd...............................11
Motståndstermometer...........94
Multimetern..........................15
Märkeffekt............................50
Märkning..............................39
Märkplåt.........................31, 50
Mätfel...................................85
Mätinstrument......................24
Ni-MH..................................10
Nolla.....................................30
Nolledaren............................30
Nollspänningsutlösare..........62
Nätanalys....................109, 119
Ohm......................................11
Ohms lag............................107
Ohms lag i matrisform........110
Oljetryck...............................89
Olyckor...............................102
Osäkerhet.............................87
Parallell................................13
Parallellhybrid......................80
Parallellkoppling.................112
Periodtid...............................23
Permanentmagnetiserad........46
Piezoelektrisk.......................92
Piezoresistiv.........................92
Plintar...................................40
Pneumatiskt system................6
Polomkoppling.....................75
Poltal....................................45
Potentialvandring................108
Primär...................................37
Principschema......................40
Propp....................................98
Pulsbreddsmodulation..........76
Pulser....................................83
Pulsräknare...........................83
Pumpkurva...........................69
PWM....................................76
Reaktans.............................117
Reaktiv effekt.......................25
Regionnät.............................36
Relä................................33, 59
Reläskydd.............................99
Remtransmission..................74
Reservkraft...........................54
Resistans.......................11, 106
Resistiva nät.......................114
Resistivitet............................11
Resonans............................120
Riktfas..........................26, 116
Riskmiljöer.........................101
Ritningar...............................39
Rms-värde............................23
Rotationsriktning..................49
Roterande maskiner..............35
Roterande massa...................35
Roterande vektor.................115
Rotor.........................21, 43, 53
S-märkning...........................42
Schema...............................39f.
Sekundär...............................37
Selektivitet............................36
Sensor...................................82
Seriehybriden.......................80
Seriekoppling................14, 112
Serielindad............................53
Serieresonans......................120
Servomotor...........................57
Shimsplåt..............................63
Shuntlind..............................54
Shuntlindad..........................53
Siemens................................29
Sinusformad växelström.......24
Sinusfunktion.......................20
Skalkonstant.........................83
Skena....................................36
Skenbar effekt...........26, 31, 37
Skenor....................................9
127
Skyddsjord....................96, 101
Skyltning......................42, 102
Släpringad motor............53, 67
Släpringar.............................20
Smältsäkringar......................98
Solceller.................................9
Spole....................................21
Spårbunden...........................80
Spänning...............................10
Spänningens effektivvärde..115
Spänningsdelare..................113
Spänningskälla.......................9
Spänningsnivå......................35
Stabilitet...............................33
Stamnät................................33
Starkström............................42
Starkströmföreskrifterna.....103
Startförlopp..........................66
Startkondensator...................57
Startmoment...............8, 51, 67
Stator....................................43
Stegmotor.............................55
Stigare..................................36
Stjärnkoppling......................48
Strypfläns.............................93
Strömmens effektivvärde....115
Strömslinga..........................84
Strömtång.............................15
Symboler..............................39
Symmetri..............................28
128
Symmetrisk last....................30
Synkrona varvtalet................45
Synkronmotor.................44, 46
Systemschema......................40
Säkring.................................36
Temperaturberoende.............11
Temperaturkoefficienten.......11
Temperaturmätning...............93
Terminaler..............................9
Termoelement.......................94
Tomgångsvarvtal..................48
Toppvärde.............................23
Transformator.................32, 37
Transformatorn.....................11
Transformatorolja.................38
Transistorer.............................9
Trefassystem...........28, 32, 124
Triangelkoppling..................48
Tryckgivare..........................92
Tryckknapp...........................39
Tryckmätning.......................91
Trådbussar............................80
Trådtöjningsgivaren..............91
Trög säkring.........................99
Tyristorer................................9
Underspänning.....................52
Universalmotor.....................56
Uppriktning..........................63
UPS......................................79
Utsignal................................82
Vakter...................................82
Variator.................................74
Varmtrådsmätare...................93
Varvtal............................65, 73
Vattenkraftverk.....................33
Vektor...................................26
Verkningsgrad.......................70
Vibrationsmätning..........89, 94
Vindkraftverk.......................33
Vinkelfrekvens.....................23
Vinkelhastighet.....................20
Volt.......................................10
Volt Ampere..........................26
Växelspänning......................23
Växelström..............23, 32, 114
Växelströmsmotor................44
Växlar...................................73
Watt......................................12
Wennström...........................29
Y-D start...............................67
Y-koppling......................30, 48
Y/D-koppling.......................52
Återledare.............................28
Ändra varvtal........................73
Överbelastning................36, 96
Överlast................................36
Överledare............................80
Överspänning.......................52
Övertemperaturskydd...........62
Övervakningssystem.............88
El är ett viktig inslag i det dagliga livet och det är därför nödvändigt att ha
kunskap om elsystemets utformning och användning. Som konstruktör behöver
man känna till vilka egenskaper elektriska motorer har och hur man hanterar och
dimensionerar dem. Som arbetsledare behöver man ha kännedom om hur man
hanterar det elektriska material man använder.
Elektriska drivsystem för maskiningenjörer är skriven för att ge maskiningenjörer
grunderna i elektriska maskiner, hur de fungerar och deras egenskaper och
användning. Vidare finns ett kapitel som behandlar elektriska givare och
mätsystem. Som komplement finns en bilaga som ger grunderna i den elektriska
kretsteorin för dem som kommer att fortsätta med reglerteknik och mekatronik.
