Inductiemachine

Topic: inductiemachines

Inductiemachine

• 90 tot 95 % v. d. elektrische machines in de industrie– eenvoudige constructie

– slijtvast

– robuust

– variabel toerental• verschillende manieren om te regelen, zie verder

in de cursus


Werkingsprincipe: algemeen

• Inductiewet van Faraday-Lenz

• bewegende geleiders

• Wet van Ohm

S

SdBdt

d

dt

ddE

J E

dB

dl

J

-en

B

JB

en

S

SdBdt

d)ldv(Bd))Bv(E(

dt

dde.m.k.

elke mogelijke lus

enkel voor stroomkringen

veranderlijke flux e.m.k.

e.m.k. stroom

vraagje: In de wet van Ohm staat het elektrischveld en niet de e.m.k.. Wat is het verschil ?


Werkingsprincipe: algemeen

• krachten op lading

Lorentzkracht

• krachten op stroom (linkerhandregel)

B1a) b) c)

F

i2

F F

F B i 1 2

)Bvq(F

)Bli(dFd

stroom in magnetischveld kracht


Beweging - Elektromagnetisme

veranderlijke flux

e.m.k.

wet Faraday-Lenz+ veralgemening

wet van Ohm

stroom(in magnetisch veld)

kracht

beweging

F = q (v x b)


Constructie: stator

• gelamelleerd siliciumstaal

• wikkeling

23__

1 1

1

22

2

U

U

V

V

W

W 23

__


Constructie: rotor

• gelamelleerd siliciumstaal

• wikkeling– kortgesloten of uitwendige regelbare

weerstanden via sleepringen

Gelamelleerde rotorkern

Rotorstaven


Constructie

Ventilator

Ventilatorafscherming

Driefasige statorwikkelingRotorblikpakket

Statorblikpakket

Klemmenkast met klemmenbord

Aarding

Lagering

Lagerschild

Lagerschild

Opvang voor oud vetvan de lagering

Rotorkooi (rotorstaven en kortsluitring

As met spiebaan en spie

KoelribbenMotorvoet met bevestiginggaten

kleineluchtspleet


Werkingsprincipe:draaiveld

• driefasige spanning draaiveld: sin(-t)

+ harm.

p

5p-

20

20

g

V 111 2 21 UU W W V U2

-g

2g

g

g-

-2g

2

6

0

2

p

5p-

-

23g

V 111 2 21 UU W W V U223g

23g

3g

3g-

t = 0 t = /6

I IU1

II

V1 2

II

W1 2

I IU1

3

2

IV10

I IW1

3

2


Werkingsprincipe:draaiveld

• hoeksnelheid of synchrone snelheid: zie slide

Toerental (tr/min) van een draaiveld voor verschillende poolpaartallen bij 50 en 60 Hz

p 50 Hz 60 Hz

1 3000 3600

2 1500 1800

3 1000 1200

4 750 900

5 600 720

6 500 600

nf

ps 2

(2f)/(2) 60/p= 60 f/p


Werkingsprincipe

• draaiveld geïnduceerde spanningen geïnduceerde stromen Lorentzkrachten

• asynchrone motor– snelheid afhankelijk van belasting

– nullasttoerental, slip (normaal enkele tienden van een % tot enkele %))

sn n

ns

s


Koppel-toerentalkarakteristiek

1. startkoppel

2. kipkoppel (maximaal koppel)

3. nominale werkingstoestand

4. nullasttoestand (wrijving)

5. synchronisme

I1

Tm

n [t/min]

Tm [Nm]I1 [A]

1

2

3

4

5


Vermogenbilan

P1: opgenomen driefasig actief vermogen (P1 = 3 Ul Il cos);

PJ1: Jouleverliezen in stator (PJ1 = Rl Il2 );

PFe1: ijzerverliezen: hysteresis- en wervelstroomverliezen; functie v. frequentie: constant in stator en gering in rotor bij nominale slip omwille van zeer lage frequentie;

P: luchtspleetvermogen: van stator naar rotor;

PJ2: Jouleverliezen in de rotor;

Pwr: mechanische verliezen: wrijvings- en ventilatieverliezen;

Pm: aan as afgegeven mechanisch vermogen (Pm = T 2 n);

Pel

P supp

P J1

P J2

P Fe1

Pwr,v

Pm

P

Pem

P Fe2

STATOR

ROTOR

LUCHTSPLEET

AS

NET

Rotor

StatorP

PJ1+PFe1

Pel

PJ2+PFe2T,

Pm

Pwr,v

as


Gebruik:uitvoeringen

• normen

- Verticale as

- Horizontaal bevestigingsvlak

- 2 lagerschilden

- 1 asuiteinde aan de flenszijdeonderaan

- Bevestiging door flens metgaten in het onderstelagerschild

- Horizontale as

- Horizontaal bevestigingsvlak

- 2 lagerschilden

- 1 asuiteinde

- Bevestingspoten aan het huis

V1

B3


Gebruik:mechanische bescherming

– personen beschermen tegen spanning en bewegende delen: motor stopt niet !!! *

– machine beschermen tegen vocht, vuil, vreemde lichamen **

• normen: afhankelijk van omgeving (IP-klassen, IP = Index of Protection)

twee cijfers: 1e: 0 – 6 *

2e: 0 – 8 **


Gebruik:mechanische bescherming

motorbeschermings

graadbescherming tegen

lichaamsdelenbescherming tegen

vreemde voorwerpenbeschermig tegen hetindringen van water

IP 00 geen geen geen

IP 02 " " waterdruppels onder een hoek van max. 15º

t.o.v. de verticale

inwendig IP 11 grote lichaamsdelen bijv.

hand

voorwerpen met een diameter

groter dan 50 mm

verticaal vallende druppels

gekoelde IP 12 " " waterdruppels onder een hoek van mx. 15º

motor IP 13 " " water gesproeid onder een hoek van max. 60º

t.o.v. de verticale

IP 21 vingers voorwerpen met een diameter

groter dan 12 mm

zoals IP 11

IP 22 " " zoals IP 02

IP 23 " " zoals IP 13

uitwendig

IP 44 " voorwerpen met een diameter

groter dan 1 mm bvb. assen,

draden

water dat vanuit elke richting op de motor

valt

gekoelde IP 54 volledige bescherming bescherming tegen stof zoals IP 44

motor IP 55 " " bescherming in alle richtingen tegen een

waterstraal

IP 56 " " bescherming tegen stortzeeën


Gebruik:isolatieklassen

T = Temperatuur

• grenswaarde werkingsT = max. T koelmiddel* + max. Tstijging + veiligheid

* 40°C lucht, 25 °C water

• normen:

• levensduur rechtstreeks afh. van T– stijging met 10 K boven limiet = levensduur / 2

Isolatieklassen en maximaal toegelaten werkingstemperatuur volgens IEC 85-2 (1984)

isolatieklasse maximaal toegelatentemperatuur

A 105 °C

E 120 °C

B 130 °C

F 155 °C

H 180 °C

zijde, papier

glasvezel

mica


Gebruik:koeling

• convectie– luchtkoeling

– gaskoeling

– waterkoeling

• straling: enkele %

• afhankelijk van– grootte machine

– constructie

– gebruikswijze


Gebruik:kenplaat

1. driefazige motor voor 50 Hz

2. nominaal vermogen(geleverd aan de as)

3 en 4. in ster of in driehoeksteeds lijngrootheden, fasegrootheden onveranderlijk

ster: 400 V, 29 A (nominale werking)

driehoek: 230 V, 50 A (nominale werking)

5. IP 54: stof en spatwaterdicht, volledige bescherming

6. P = 3 U I cos = 17057 W rendement = 87 %

7. nominaal toerental waaruit slip kan berekend worden s = 3 %

8. isolatieklasse F: max. temperatuur 155 °C

Motor 3~ 50 HzIEC 34-1No.

15 kW 2910 tr/minIP. 54 Cl. F cos = 0.85

29 A400 V

50 A230 V

2 76

3 4

5 8

1


Gebruik:kenplaat

L1 L3L2

U1

U2 V2

V1

W1

W2

U1

U2

V1 W1

W2

L1 L2 L3

U1

U2

V1

V2

W1

W2

L1 L2 L3

L2L1 L3

U1

U2 V1

V2

W1W2

V2


Eenfasige inductiemotor

• goedkoop, robuust– compressoren, werktuigen, pompen, …– rolluiken, poorten, … (2 draaizinnen)

• stator met eenfasige wikkeling– pulserende flux, geen draaiveld

• start:– rotor bewegen– hulpwikkeling: startcondensator

• geeft ellipsvormige flux• wordt veelal nadien uitgeschakeld

IC

IH

1 ~M

U1

U2

Z1 Z2

C

IHIC


Eenfasige inductiemotor:draaizin

IH

1 ~ M

U1

U2

Z1 Z2

C1

NET

IH

1 ~M

U1

U2

Z1 Z2

C1

NET

Inductiemachine

Documents

Transcript of Inductiemachine