Elmotorer
Lars Neuman maj 2012
Lars Neuman LRF Konsult maj
2012
1
Enkel likströmsmotor
En kommutator gör att
spänningen i rotorn vänder
riktning
Motorn/generatorn har en
stator och en rotor
Lars Neuman maj 2012
2
Växelströmsmotorer – vanligast är asynkronmotorn
Om statorn har en enkel lindning talar vi om en 2-polig motor.
I varje ögonblick har magnetfältet 2 poler, en nordpol och en sydpol.
Magnetfältet roterar då med en hastighet av 50 varv per sekund eller 3000
varv/minut. Motorns synkrona varvtal är alltså 3000 r/m
Lars Neuman maj 2012
3
Asynkronmotor innebär att motorvarvtalet alltid är lägre än det synkrona
varvtalet.
Den kortslutna asynkronmotorn är den mest förekommande växelströmsmotorn,
inte minst i lantbruket, tack vare enkel konstruktion och lågt pris.
burrotor
”squirrel cage”
Lars Neuman maj 2012
4
3-fas växelspänning ansluts till statorlindningen
magnetfältet roterar och kommer att passera förbi rotorstavarna
det inducerar en spänning i varje rotorstav
eftersom ledarna är kortslutna i ändarna kommer spänningen att ge en
hög ström i rotorstaven
strömmen i rotorstaven alstrar ett magnetfält
detta kommer att samverka med det roterande magnetfältet
staven påverkas av en kraft som vill trycka den ut ur magnetfältet
motorn roterar
Lars Neuman maj 2012
5
Hur fort roterar då rotorn?
När rotorvarvtalet börjar närma sig det synkrona varvtalet minskar
hastighetsskillnaden mellan det roterande magnetfältet och ledaren
varvid den inducerade spänningen, och därmed strömmen, minskar.
Då minskar också kraften på staven och rotorn saktar in. Detta innebär att
rotorvarvtalet alltid måste vara något lägre än det synkrona varvtalet. Detta
kallas för eftersläpning.
Lars Neuman maj 2012
6
Motorns märkskylt (äldre)
Lars Neuman maj 2012
7
3-faskopplingar
Y- eller stjärnkoppling
Huvudspänning
D- eller triangelkoppling
Lars Neuman maj 2012
8
Motorns vridmoment
eftersläpning
Lars Neuman maj 2012
9
Lars Neuman maj 2012
10
Vad händer när vi startar asynkronmotorn ?
Direktstart
Lars Neuman maj 2012
11
Lars Neuman maj 2012
12
Y/D-start
- minskar problem med höga strömmar
Momentet är proportionellt mot spänningen i kvadrat och det gör att momentet vid
Y-koppling är ca 1/3 av momentet vid D-koppling.
I Y-koppling är skillnaden mellan motorns moment och det belastande momentet litet - det tar tid för motorn
att gå upp i varv.
Vid omkopplingen uppträder en strömstöt men under så kort tid att säkring eller motorskydd inte löser ut.
Lars Neuman maj 2012
13
Start med mjukstartare eller softstarter
Idag används ofta en s.k. softstarter eller mjukstartare. Mjukstartaren består av en
tyristorreglerutrustning (i princip en trefas dimmer).
Den kan successivt öka spänningen till motorn under startförloppet
Lars Neuman maj 2012
14
Varvtalsreglering av motorer tyristor, triac
Elektroniken styr hur mycket av
den sinusformade strömmen
som tillåts passera igenom.
Varvtalet kan ställas manuellt eller med automatik som får en insignal från
exempelvis en temperaturgivare eller en luftfuktighetsgivare.
Neuman
maj 2012
En nackdel är minskat vridmoment Lars
med
sänkt
varvtal.
15
Varvtalsreglering av asynkronmotorer - frekvensstyrning
Elektroniskt ändras frekvensen på den matande spänningen. Möjligt att reglera ner till 10
% av märkvarvtalet.
Kan ge störningar på elnätet
Bra moment även
vid låga varv
Lars Neuman maj 2012
16
Borstlösa DC-motorer
Arbetar med permanentmagnetiserad rotor och en
elektronisk styrkrets.
Energieffektiva men kostar mer i inköp
Lars Neuman maj 2012
17
Remdrift
Slirande remmar ger energiförluster
Välj rätt profil på kilremmen
Tandade remmar slirar mindre än släta
Lars Neuman maj 2012
18
Hur vi uppskattar en elmotors
energianvändning
Formlerna anger den elektriska effekten, medan den effekt som
står på märkplåten, märkeffekten, är effekten på motoraxeln.
Motorns verkningsgrad:
Märkeffekt: Paxel = * P3-fas
Märkeffekt: Paxel = * Uh * ILinje * cosφ * √3
Elektrisk effekt: P3-fas = Paxel /
Lars Neuman maj 2012
19
Räkna på elmotorns energianvändning
Utrustn., maskin
Byggnad,
plats
Beräkning
antal
effekt, kW
1
4,0
Utgödsling, hydraulpump kostallet
belastning
1,0
verkn.grad
tim/dag
dagar/år
0,80
2,5
365
kWh/år
4 563
Märkplåt
Uppskattning
/ schablon
Lars Neuman maj 2012
Lantbrukarens
uppgifter
20
