Eenfasige asynchrone motor

Eenfasige asynchrone motor

• = Inductiemotor

• In de industrie worden telkens 3f-ASM gebruikt. Deze zijn krachtig, vergen weinig onderhoud en zijn bedrijfszeker.

• Je hebt een 3fasige spanning nodig om een draaiveld te kunnen opwekken.

Eenfasige asynchrone motor

• In de tertiaire sector is vaak geen 3f-spanning aanwezig. Nochtans is hier ook nood aan motoren.

• Bv. wasmachines, grasmaaiers, …

AC - Motoren @Home?o.a.• Ventilator• Droogkast• Wasmachine• Kleine pompen• …

Géén drie fasen in huis!!!> oplossingen?

- éénfase motoren- driefase motoren (steinmetzschakeling)

Éénfasige inductiemotor

BOUW SCHAKELINGWERKING

Bouw

• Stator = éénfasige wikkeling

• Rotor = kooirotor

Herhaling:

overzicht

• Eenfasige motor zonder hulpwikkeling– Probleem?

• Eenfasige motor met hulpwikkeling– Algemene configuratie– Met inductieve wikkeling– Met bedrijfscondensator– Met startcondensator– Met start- en bedrijfscondensator

• Omkeren van de draaizin

MAAR…

Vanuit stilstand start de eenfasige motor zonder hulpwikkeling NIET op.

Hoe verklaren we dit?

MAAR…

• De veldlijnen snijden geen rotorstaven…

• Er is geen opgewekte emk dus is er geen inductiestroom.

• Aangezien er geen inductiestroom is zijn er geen lorentzkrachten en kan de rotor niet bewegen.

N ZΦ1

Φ2

N ZΦΦ

> Ontbinding van wisselveld in 2 ingebeelde draaivelden

• De draaivelden zijn tegengesteld aan elkaar en hebben een amplitude gelijk aan de helft van het wisselveld.

Elke flux levert een ‘eigen’ koppel.

Verklaring waarom de motor niet opstart vanuit stilstand:

rechtsdraaiend

linksdraaiend

Elke flux levert een ‘eigen’ koppel.

Verklaring waarom de motor niet opstart vanuit stilstand:

rechtsdraaiend

linksdraaiend

Beide draaivelden induceren in de rotorstaven stromen waardoor twee koppels (T1 en T2) ontstaan die in tegengestelde zin werken.

Bij een stilstaande rotor (n=0) zijn beide koppels even groot. Het resulterende drijvend koppel = 0. De motor kan niet uit zichzelf aanlopen.

Oplossingen om motor vanuit stilstand te laten werken

Lanceren van de motor is wenselijk.– Resulterend koppel is niet langer nul.– Lanceersnelheid voldoende hoog! Zo kan tegenwerkend

koppel door resulterend koppel overwonnen worden.

Hoe lanceren?•Handmatig de motor aanzetten (vroeger)•Hulpwikkeling voorzien zodat motor automatisch aanloopt.

Opgepast!•Om geen te grote stroomstoot te krijgen, mag de spanning pas ingeschakeld worden na het lanceren.

overzicht

• Eenfasige motor zonder hulpwikkeling– Probleem?

• Eenfasige motor met hulpwikkeling– Algemene configuratie– Met inductieve wikkeling– Met bedrijfscondensator– Met startcondensator– Met start- en bedrijfscondensator

• Omkeren van de draaizin

2. De éénfasige motor mét hulpwikkeling – Algemene configuratie

• In de stator– Hoofdwikkeling– Aanloop- of hulpwikkeling

Stromen in beide wikkelingen 90° verschoven!

ER IS EEN DRAAIVELD in de stator!Zie ontstaan van een draaiveld bij synchrone motoren.

U1

U2

Z2 Z1

M1~

Via C of L of …

Algemene configuratie

• Koppeltoerentalcurve? Koppeltoerental e voor motor met 1Wikkelingsfase gevoed

Hoe kunnen we de stromen 90° verschuiven?

• Éénfasige motor met inductieve aanloopfase

• Éénfasige motor met capacitieve aanloopfase

Eenfasige ASM met hulpwikkeling – Inductieve wikkeling

• Met een hulpwikkeling creëren we een soort draaiveld waardoor de motor zelf start.

• U1-U2 = statorwikkeling – Veel windingen– Grote doorsnede– Xl groot en R klein– I1 bijna 90° verschoven tov U

Eenfasige ASM met hulpwikkeling – Inductieve wikkeling

• Z1-Z2 = hulpwikkeling– 90° elektrisch verschoven – Minder windingen en kleinere doorsnede– Xl kleiner en R groter– I2 bijna in fase met U

Hierdoor is er een faseverschuiving van ongeveer 30° tussen I1 en I2 voldoende om een draaiend magnetisch veld op te wekken.

Eenfasige ASM met hulpwikkeling – Inductieve wikkeling

Eenfasige ASM met hulpwikkeling – Inductieve wikkeling

Eenfasige ASM met hulpwikkeling – Inductieve wikkeling

• De hulpwikkeling moet uitgeschakeld worden anders zou deze doorbranden door de kleine doorsnede! Deze wordt uitgeschakeld d.m.v. een centrifugaal-schakelaar.

• Geschikt voor motoren

tot 250W!

Eenfasige ASM met hulpwikkeling – Inductieve wikkeling

• Arbeidsfactor bedraagt slechts 0,6 tot 0,7.

• Aanloopkoppel is 100% van Tn. Bij driefasige motoren was het aanloopkoppel meestal 150% van Tn!

1~ motor met hulpwikkeling met capaciteit: bedrijfsCondensator

1~ motor met hulpwikkeling met capaciteit: bedrijfsCondensator

• Condensatormotor

• C & hulpwikkeling vormen een serietrillingskring.– ! Uc > Unet is mogelijk !

– C berekend i.f.v. start- en bedrijfseigenschappen

.

1~ motor met hulpwikkeling met capaciteit: bedrijfsCondensator

1~ motor met hulpwikkeling met capaciteit: bedrijfsCondensator

1~ motor met hulpwikkeling met capaciteit: bedrijfsCondensator

Koppeltoerental d voor motor met bedrijfscondensator

1~ motor met hulpwikkeling met capaciteit: bedrijfsCondensator

Bij sommige uitvoeringen blijft de hulpwikkeling met condensator in bedrijf.

De bedrijfscondensator en hulmpwikkeling moeten hiervoor aangepast zijn.

De arbeidsfactor ligt tussen de 0,8 en 1.

1~ motor met hulpwikkeling met capaciteit: bedrijfsCondensator

Hier is geen centrifugaalschakelaar nodig.

Het aanzetkoppel is ongeveer 50 tot 80% van Tn.

1~ motor met hulpwikkeling met capaciteit: bedrijfsCondensator

Wordt gebruikt bij toepassingen die een laag startkoppel en een goed bedrijfskoppel nodig hebben. (Bijvoorbeeld bij centrifugaalpomp, ventilator, cirkelzaag, …)

1~ motor met hulpwikkeling met StartCondensator

• Soms wordt C uitgeschakeld na opstart.

– Reden: • Motor kan eenmaal

in bedrijf uit zichzelf verder draaien zonder hulpwikkeling

– Voordeel:• Kiezen van C om

een hoog aanloopkoppel te krijgen.

1~ motor met hulpwikkeling met StartCondensator

• Op koppeltoerentalgrafiek:– Curve d

1~ motor met hulpwikkeling met StartCondensator

Condensator is in serie geschakeld met de hulpwikkeling.

De stroom I2 is ongeveer 90° verschoven tov I1. Hierdoor heeft dit type motor een groot aanloopkoppel van 300% Tn.

De hulpwikkeling wordt bij 3/4e van de synchrone snelheid uitgeschakeld.

1~ motor met hulpwikkeling met StartCondensator

Wordt toegepast bij:• Airconditioning compressoren• Riemaangedraven ventilatoren• Was- en zwiermachines

Arbeidsfactor bedraagt

0,6 tot 0,7

1~ motor met hulpwikkeling met bedrijfs- en startcondensator

1~ motor met hulpwikkeling met bedrijfs- en startcondensator

• Cstart uitschakelen?– Laag koppel blijft.– Lastkoppel te groot?

• Motor zal niet draaien…

• Oplossing: – Een startC voor de

opstart– Een bedrijfsC tijdens

regimetoestand

1~ motor met hulpwikkeling met bedrijfs- en startcondensator

1~ motor met hulpwikkeling met bedrijfs- en startcondensator

• Op koppeltoerentalgrafiek:– Curve c

1~ motor met hulpwikkeling met bedrijfs- en startcondensator

Motorkoppel wordt vergroot door een condensator parallel te schakelen met de bedrijfscondensator.

De aanloopcondensator wordt na het aanlopen uitgeschakeld door schakelaar S1.

1~ motor met hulpwikkeling met bedrijfs- en startcondensator

De arbeidsfactor ligt tussen 0,8 en 1

Het aanloopkoppel bedraagt 300% van Tn!!

overzicht

• Eenfasige motor zonder hulpwikkeling– Probleem?

• Eenfasige motor met hulpwikkeling– Algemene configuratie– Met inductieve wikkeling– Met bedrijfscondensator– Met startcondensator– Met start- en bedrijfscondensator

• Omkeren van de draaizin

Omkeren van de draaizin

• In één van de twee wikkelingen moet de stroom omgekeerd worden. Meestal gebeurt dit in de hulpwikkeling.