10.1 ASYNKRONMOTOREN

10.1.1 kortslutningsmotoren

De mest brukte elektromotorene i dag, er trefase asynkronmotorene. De har en rekke fordeler i forhold til enfasemotoren.Trefase asynkronmotorene har en rekke fordeler framfor enfasemotorene. De er enklere å konstruere, dreiemomentet er jevnere og vekten av tilførselskabelen kan reduseres.

Annonsørinnhold

Freshe sneakers: Dette er skoene som gjelder nå

Fig. 10.1 Oppbygningen av en asynkronmotor

En elektrisk motor (asynkron kortslutningsmotor) består av en rotorvikling, statorvikling, klemmebrett med klemmehus, vifte og viftedeksel. Statorviklingen er kobberviklinger som lager et elektromagnetisk felt når det får spenning. Det feltet får inn en spenning (strøm) i rotoren som får flere felt til å vikle seg inn. Vekselspenningen går fram og tilbake fra nord til sør og til nord og til sør igjen. Da begynner rotoren å svive rundt. Da kan du koble på det du vil motoren skal drive.

Asynkronmotor går IKKE i takt med frekvensen og synkronmotor går i takt med frekvensen, for eksempel 50hz. Vi kobler i stjerne for å få en mykere start og vi kobler ofte i trekant for å få mer kraft i motoren.

Når vi kobler spenning til Statorviklingene oppstår det et magnetisk felt i statoren.
Dette feltet dreier. Fordi?
I startøyeblikket passerer dreiefeltet de stillestående rotorviklingene og induserer spenning i dem.
Den induserte rotorspenningen får det til å flytte strøm i de kortsluttete rotorviklingene.

Strømmen gjør til at det blir dannet et magnetisk felt rundt kvær av rotorviklingene.
Det magnetiske feltet rundt rotorviklingene danner magnetiske polar som blir tiltrekt av det magnetiske dreiefeltet i statoren.

Som fører til at rotoren begynner å rotere. 

Statorviklingen kan ha flere poler. Vi har motorer som er topolet, firepolet, sekspolet og så videre.

Statorviklingen kan vi koble i stjerne eller trekant. Kobler vi viklingene i statoren i stjerne, vil alle viklingene ha et felles koblingspunkt, og strømmen må gå gjennom to viklinger fra den ene fasen til den andre.

Fig. 10.2 Statorviklinger med stjerne og trekantkobling

Kobler vi statorviklingene i trekant, vil hver vikling være koblet mellom to faser, og strømmen går bare gjennom den ene viklingen. I praksis betyr dette at en stjernekoblet stator har større spenningsfall enn en trekantkoblet.

Rotoren er opplagret inne i statoren Den består av en jernkjerne. Når vi setter spenning på statorens spoler, vil det oppstå et magnetisk felt som roterer, dreiefeltet.

I hver spole oppstår det et felt som varierer analogt i størrelese og retning med vekselstrømmen gjennom spolen. Feltene fra spolene setter seg sammen til et resulterende felt. Dette feltet har en konstant størrelse, og roterer med en hastighet som er synkron.

o * 60

n = —————      (o/min)

  p

 I formelen er n turtallet. o er spenningens frekvens og p er antallet poler. Vi multipliserer med 60 for å få turtallet pr. minutt, det vil si 60 sekunder. Frekvensen er oppgitt i perioder pr. sekund.

I rotoren vil det dannes virvelstrømmer på grunn av induksjonen. Jernkjernen blir strømførende og vil få et dreiemoment i samme retning som dreiefeltet.

Fig. 10.4 Rotor til en kortslutningsmotor

Jernkjernen kan ikke være massiv. Da ville fort gå varm. I steden er den satt sammen av mange lameller med langsgående spor. I dette sporet legges rotorviklingen. Den kobles ikke til noe nett, men kortsluttes i seg selv. Derfor har denne type motor fått navnet kortslutningsmotor.

Fig. 10.5 Rotorvikling og rotor

Ved start av motoren, vil dreiefeltet passere rotoren som står stille. Da vil det induseres en spenning i rotorviklingen, og det vil flyte en strøm. På grunn av strømmen, vil det oppstå en fluks som er rettet mot dreiefeltet. Dette gjør at når en nordpol i dreiefeltet nærmer seg en av polene i rotoren, vil denne bli nordpol, og de vil frastøte hverandre.

Når nordpolen i dreiefeltet har passert rotorpolen, og fjerner seg, vil den bli en sydpol, og disse polene vil tiltrekke hverandre. På denne måten vil alltid rotorenfå en polaritet som gjør at den dreier seg i samme retning som dreiefeltet, og motoren vil være selvstartende.

På grunn av virkemåten, vil aldri rotoren komme opp i den samme hastigheten som dreiefeltet. Det blir alltid en viss sakking i forhold til det synkrone turtallet. Det er dette som regulerer motorens hastighet. Dersom belastningen på motoren blir mindre, vil rotoren først øke hastigheten. Dermed vil den nærme seg dreiefeltets turtall og miste dreiemomentet slik at turtallet minsker. Dersom vi belaster motoren, vil rotoren begynne å sakke, det går større strøm i statorviklingene, dreiefeltets styrke blir større, den induserte spenningen i rotoren blir større, og rotoren øker hastigheten. På grunn av dette har motoren fått navnet asynkronmotor.

På motorene finner vi alltid en merkeplate. Den inneholder de opplysningene vi trenger for å koble motoren.

Fig. 10.6 Eksempel på merkeplate

På denne er det oppgitt hvilke spenninger motoren kan tilkobles, hvilke strøm den trekker ved de forskjellige spenningene. Vi finner også hvilken virkningsgrad den har, og de effektene den kan avgi. Det er også oppgitt hvilke turtall motoren skal gå med.

På denne platen finner vi at motoren kan kobles til 380 V når den kobles i stjernekobling, og 220 V i trekantkobling. Vi finner også at merkestrømmen ved 380 V er 67 A i stjernekobling, og ved 220 V og trekantkobling er den 116 A.

Fig. 10.7 Koblingsboksen og forlegningen av viklingene

På illustrasjonen ser vi hvordan viklingene er forlagt og koblet til koblingsskruene i koblingsboksen. Den er plassert utenpå motoren, slik at den er lett å komme til.

U – V – W er koblingsskruene hvor tilførselen kobles til. Til skruene merket Z – X – Y er viklingenes motsatte ende koblet til. Mellom koblingsskruene kan vi legge forbindelser, lasker. På illustrasjonen er disse tegnet som tykke svarte streker. De er tilpasset slik at både stjerne- og trekantkoblingen kan gjøres med de samme laskene.

Når vi kobler spenningen til motoren, er vi avhengige av at fasene kommer i riktig rekkefølge for at motoren skal rotere i riktig retning. Det finnes instrumenter vi kan bruke for å finne faserekkefølgen, men som regel har vi ikke noe slikt instrument for hånden. Muligheten for at motoren skal rotere i feil retning er stor. Dersom dette er tilfelle, kan vi snu retningen ved å bytte om tilkoblingene av hvilke som helst av faseledningene i tilkoblingen. Dette vil gi den riktige rekkefølgen, og motoren vil rotere i riktig retning.

10.1.2  Sleperingsmotoren

Kortslutningsmotoren har dårlig startmoment og den stor startstrømm. Ønsker vi å unngå dette, kan vi benytte en sleperingsmotor. I denne har rotoren en vikling på samme måte som statoren, slik at den har like mange poler og faser.

Fig. 10.8 Rotor til sleperingsmotor

Viklingene i rotoren er koblet til segmenter som er montert rundt motorakselen, slik at de danner en ring, slepering. Sleperingen er koblet til en starter. På denne måten begrenser vi startstrømmen, og får et stort startmoment.

Fig. 10.9 Gjennomskåret sleperingsmotor

Når vi starter en sleperingsmotor, står rotoren stille, og dreiefeltet skjærer lederne i rotoren med stor hastighet. Da induseres det en stor spenning, og det flyter en stor strøm i lederne. Den store strømmen blir redusert i en starter som er koblet inn over sleperingene.

Når rotoren begynner å rotere, vil rotorstrømmen avta. Samtidig kobler vi ut starteren trinnvis, slik at den er helt utkoblet når motoren har oppnådd full hastighet. Da er rotorviklingene kortsluttet, og motoren fungerer som en kortslutningsmotor.

Strømmen til rotoren overføres med børster og sleperinger. Disse vil være utsatt for slitasje. Defor er større motorer utstyrt med et håndtak til å løfte børstene fra sleperingene. Samtidig som børstene løftes, kortsluttes sleperingene.