ke

nn

is

in

st

it

uu

t

vo

or

d

e

in

st

al

la

ti

es

ec

to

r

InstructIeboek elektromechanIsch onderhoud

Speciale aandrijfmotoren9

ISSO

Kruisplein 253014 DB RotterdamPostbus 5773000 AN RotterdamTel. 010-2065969Fax 010-2130384E-mail: isso@isso.nl

De in ISSO deelnemende organisaties zijn:NLingenieurs: Organisatie van advies- en ingenieursbureausPIT: Stichting Promotie InstallatietechniekTVVL: Nederlandse Technische Vereniging voor Installaties in GebouwenUNETO-VNI: Ondernemersorganisatie voor de installatiebranche en de technische detailhandel

De realisatie van Instructieboek EMO, speciale aandrijfmotoren werd verzorgd door de ISSO-projectgroep 10111, die als volgt was samengesteld:De heer ing. M. Ent Spit Elektromechanica B.V.De heer C.P.T. Heemskerk UNETO-VNIDe heer drs. W. Ladiges OTIBDe heer L. Michielsens Van Meer Industrial ServicesDe heer L.A. Neut (rapporteur) De heer A. van Steen Van Steen B.V.De heer drs. ing. J.M. Verkerk (coördinator) ISSODe heer E. Visser SEW Eurodrive De ontwikkeling van het instructieboek is mede tot stand gekomen door financiële bijdragen van:

Kennisinstituut voor de Installatiesector

ISSO houdt zich bezig met het identificeren van kennisvragen binnen de installatiesector, het ontsluiten en toegankelijk maken van deze kennis in de vorm van praktische ISSO-publicaties en het bevorderen van het gebruiken van ISSO-publicaties als norm-stellende richtlijnen.

Stichting ISSO en degenen die aan de samenstelling van deze publicatie hebben medegewerkt, hebben een zo groot mogelijke zorgvuldigheid betracht bij zowel het verzamelen als bij het verwerken en opstellen van de in deze publicatie vervatte gegevens. Nochtans moet niet wor-den uitgesloten, dat deze publicatie onvolledig is of dat zij onjuistheden of onvolkomenheden bevat. Degene die van deze publicatie en de daarin vermelde gegevens gebruik maakt, aanvaardt dan ook daarvoor zelf het risico.

Stichting ISSO en degenen die aan de samenstelling van deze publicatie hebben medegewerkt sluiten iedere aansprakelijkheid uit voor zowel schade die mocht voortvloeien uit het gebruik van de publicatie als schade die zou kunnen ontstaan als gevolg van eventuele (druk-)fouten, onvolle-digheden en onvolkomenheden van deze publicatie.

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze publicatie mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van het bestuur van Stichting ISSO.

Voorzover het maken van kopieën uit deze publicatie is toegestaan op grond van artikel 16h t/m 16m Auteurswet 1912 jo het Besluit van 27 november 2002, Stb 575, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan de Stichting Reprorecht (Postbus 3060, 2130 KB Hoofddorp).

All rights reserved. No part of this pu-blication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted in any form by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise, without the written permission of the foundation ISSO.

Op alle publicaties van Stichting ISSO zijn de Algemene Leveringsvoor-waarden van toepassing. Deze kunt u lezen op www.isso.nl of opvragen bij Stichting ISSO.

Aanvullingen en eventuele errata zijn te raadplegen via onze website: www.isso.nl

Eventuele opmerkingen en vragen kunnen doorgegeven worden aan ISSO, Postbus 577, 3000 AN Rotter-dam, e-mail: isso@isso.nl

© Stichting ISSO – Rotterdam, februari 2013

O p l e i d i n g s - e n

o n t w i k k e l i n g s f o n d s

v o o r h e t T e c h n i s c h

I n s t a l l a t i e b e d r i j f

ISSO-instructieboek EMOsa

Elektromechanisch onderhoud

Module 9 - Speciale aandrijfmotoren

978-90-5044-242-8

ISSO-instructieboek EMOsa 3 Speciale aandrijfmotoren

INHOUDSOPGAVE

Begrippenlijst 5

Symbolenlijst 7

1 Inleiding 91.1 Opbouw ISSO-instructieboek 91.2 Gebruik van het boek 91.3 Overige ISSO-instructieboeken 9

2 Herkenning 112.1 Servomotoren 112.2 Permanent magneet motoren 122.3 Lineaire motoren 12

3 Servomotoren 133.1 Inleiding 133.2 Soorten 143.3 Eigenschappen 143.4 Toepassing 143.5 Werking 15

3.5.1 Synchrone AC-servomotoren 193.5.2 Asynchrone AC-servomotoren 203.5.3 DC-servomotoren 22

3.6 Regelstructuur 233.6.1 Stroomregeling 233.6.2 Toerentalregeling 243.6.3 Positie- en toerentalregistratie 25

3.7 Onderhoud 33

4 Permanent magneet motoren 354.1 Inleiding 354.2 Soorten 364.3 Eigenschappen 364.4 Snelheidsregeling 384.5 Toepassing 384.6 Onderhoud 394.7 Theoretische achtergrondinformatie 39

4.7.1 BH-karakteristiek 394.7.2 Magnetisch vervangingsschema 404.7.3 Magnetische eigenschappen 42

5 Lineaire motoren 435.1 Inleiding 435.2 Soorten 445.3 Eigenschappen 445.4 Principe 45

5.4.1 Flat-bed motoren 485.4.2 U-channel motor 485.4.3 Servotube motor 495.4.4 Vergelijking 50

5.5 Algemene kenmerken 515.6 Principes van lineaire servomotoren 51

5.6.1 Langstatorprincipe 515.6.2 Kortstatorprincipe 52

5.7 Toepassing 525.8 Onderhoud 54

ISSO-instructieboek EMOsa 4 Speciale aandrijfmotoren

Bijlage A Servomotor versus inductiemotor 55

Bijlage B Eigenschappen permanent magneet motor 56

Bijlage C M- curven bij PM motor 59

Bijlage D Snelheidsprofiel van de positionering van een servomotor 61

Bijlage E Nieuwe normen voor energiezuinigheid 63

Literatuurlijst 64

ISSO-instructieboek EMOsa 5 Speciale aandrijfmotoren

BEGRIPPENLIJST

As

Elk beweegbaar deel van een machine of systeem dat controle vereist.

Verschillende assen kunnen worden gecombineerd in een meerassig systeem.

Cogging

Het cogging koppel van elektromotoren is het koppel veroorzaakt door de interactie

tussen de permanente magneten van de rotor en de statorsleuven van een PM motor.

Het veroorzaakt schokken en trillen van de motor. Het is een ongewenst verschijnsel.

Bij hogere toerentallen wordt het effect van cogging minder door de massatraagheid van

de snel ronddraaiende rotor.

Servo-controller

Berekent het verschil tussen de gewenste positie en de werkelijke positie, bepaalt uit dit

verschil de positiefout en produceert een signaal om deze positiefout te corrigeren met de

servomotor.

Resolutie

De kleinste hoekverdraaiing van de motor-as die geprogrammeerd kan worden.

De resolutie van het gehele systeem zal afhangen van bijkomende factoren zoals de

mechanische speling in het overbrengsysteem.

Nauwkeurigheid

De maximale fout in het bereiken van de gevraagde positie. Deze fout kan gegeven zijn in

lengte-eenheden (b.v. mm) of hoek-eenheden (b.v. rad).

Permanent magneet motor

Motoren met lage vermogens voorzien van permanente magneten voor de bekrachtiging.

Meestal kleiner, lichter, efficiënter en betrouwbaarder dan motoren met een gewikkelde

bekrachtiging. Regeling van de bekrachtiging is niet mogelijk.

Lineaire motor

Een elektromotor waarvan de stator en rotor 'uitgerold' zijn. In plaats van een koppel

(rotatie) wordt een lineaire kracht opgewekt in de lengterichting.

Servomotor

Een motor met een tegengekoppeld systeem met een zeer grote energieversterking.

De gecontroleerde uitgang is een mechanische positie of afgeleide tijdfunctie van deze

positie (snelheid, versnelling).

ISSO-instructieboek EMOsa 7 Speciale aandrijfmotoren

SYMBOLENLIJST

0 absolute permeabiliteit van vacuüm,

de magnetische veldconstante[4 · 10-7 N/A2]

r absolute permeabiliteit van een materiaal

gedeeld door die van het luchtledige

[-]

H magnetische veldsterkte [A/m]

B magnetische fluxdichtheid [T of Wb/m2 of Vs/m2]

Tc Curietemperatuur, waarboven ferromagnetische

materialen ophouden een permanentmagneetveld om

zich heen te bezitten

[K]

Ua ankerspanning van de motor [[V]]

Ia ankerstroom door de motor [A]

E elektrische veldsterkte [V/m]

M koppel [Nm]

Ri inwendige weerstand []

n toerental [rad/min]

flux per pool [Wb]

K motor constante [-]

ISSO-instructieboek EMOsa 9 Speciale aandrijfmotoren

1 INLEIDING

1.1 OPBOUW ISSO-INSTRUCTIEBOEK

In dit boek behandelen we een drietal speciale typen elektromotoren. In hoofdstuk twee

volgt een korte inleiding over de belangrijkste kenmerken van de verschillende typen.

In de volgende hoofdstukken wordt per motortype een verdere inleiding gegeven over de

belangrijkste eigenschappen en toepassingen.

1.2 GEBRUIK VAN HET BOEK

Dit boek is een naslagwerk. Het is daarom ingericht om snel en gemakkelijk bepaalde

zaken op te zoeken. Het is niet nodig het boek geheel in volgorde te lezen.

De verschillende hoofdstukken staan op zichzelf.

In de tekst kun je het volgende pictogram tegenkomen:

1.3 OVERIGE ISSO-INSTRUCTIEBOEKEN

Naast dit ISSO-instructieboek over elektromechanisch onderhoud zijn ook de volgende

modules beschikbaar:

Module 1: ISSO-instructieboek IBemodm Draaistroommotoren;

Module 2: ISSO-instructieboek IBemogm Gelijkstroommotoren;

Module 3: ISSO-instructieboek IBemord Reductoren;

Module 4: ISSO-instructieboek IBemogr Generatoren;

Module 5: ISSO-instructieboek IBemorm Remmen;

Module 6: ISSO-instructieboek IBemofr Frequentieregelaars;

Module 7: ISSO-instructieboek IBemopm Pompen;

Module 8: ISSO-instructieboek IBemomt Metingen.

De modules 1 tot en met 7 behandelen de onderhoudswerkzaamheden voor de

betreffende type motor. In de module over metingen wordt stil gestaan bij alle metingen

die bij onderhoudswerkzaamheden nodig kunnen zijn.

Bij deze zaken kan gemakkelijk iets misgaan, met mogelijk grote gevolgen.!