Elektromotoren. Wisselstroom- of 1-fasemotoren zijn onder te verdelen in twee soorten: seriemotoren en inductiemotoren.

Transcriptie

1 Katern voor scholing, her- en bijscholing 50 inhoud 1 Elektromotoren 5 Fotowedstrijd Elektromotoren Een uitgave van Intech Elektro & ICT en otib april 2011 Elektromotoren zijn onmisbaar in de huidige maatschappij. In tal van situaties en in alle mogelijke vormen worden ze door vrijwel iedereen dagelijks gebruikt, zonder dat iemand er eigenlijk bij stilstaat. Elektromotoren zitten bijvoorbeeld in haardrogers, stofzuigers, wasmachines, boormachines, hijskranen en pompen. 6 Otib-nieuws 6 Cursussen Bewerking: oud Heijna Een elektromotor is een apparaat dat elektrische energie omzet in mechanische energie: een draaiende beweging. Dit is bijvoorbeeld heel duidelijk bij een boormachine, waarbij de elektrische energie (stroom) uit het stopcontact of de accu door de draaiende beweging wordt omgezet in mechanische energie. Er zijn elektromotoren voor verschillende stroombronnen: gelijkstroommotoren, wisselstroommotoren (1-fasemotoren) en draaistroommotoren (3-fasemotoren). Wisselstroommotoren Wisselstroom- of 1-fasemotoren zijn onder te verdelen in twee soorten: seriemotoren en inductiemotoren. Seriemotoren Seriemotoren zijn geschikt voor zowel wissel- als gelijkspanning, daarom worden ze ook wel universeelmotoren genoemd. Seriemotoren zijn vooral te vinden in kleinere huishoudelijke apparaten, zoals haardrogers, scheerapparaten enzovoort. Een eigenschap is dat ze een hoog toerental hebben, maar dat zodra de belasting van de motor toeneemt, het toerental afneemt. De motoren hebben een klein vermogen tot ongeveer W. Elke elektromotor bestaat uit twee hoofdonderdelen: - een stator; - een rotor. De rotor is het ronddraaiende gedeelte en bevindt zich in het statorhuis (vaste gedeelte) van de motor. De rotor heeft een ankerwikkeling en de stator heeft een veldwikkeling, deze wikkelingen bestaan uit een aantal spoelen. De spoelen van de rotor (anker) komen uit op de collector, deze bestaat op zijn beurt uit smalle, koperen lamellen en elke lamel is met een spoel in het anker verbonden. Via de koolborstels in de stator en de collector op de rotor wordt er een stroomkring verkregen met de verschillende spoelen in het anker. Doordat de rotor onder invloed van de twee magneetvelden van de stator steeds een stukje verdraait, worden er steeds weer andere spoelen van de rotor in de stroom- 1. Elektromotoren zitten in allerlei apparaten en machines. 2. Seriemotoren zijn vooral te vinden in kleinere huishoudelijke apparaten. 50 1

2 spoel ontstoringscondensator koolborstels anker spoel condensator Z2 condensator Z2 Z1 U2 motor klemmenbord Z1 U2 motor klemmenbord 3. Aansluitschema van een 1-fase seriemotor. 4. Aansluitschema van een 1-fase inductiemotor. 5. De draairichting van een inductiemotor kan worden omgekeerd door de stroomrichting in een van de wikkelingen te keren. kring geschakeld, waardoor de rotor blijft draaien. Als de motor nu geen of weinig mechanische belasting heeft, kan het toerental erg hoog oplopen. Bij deze kleine motoren is het anker tussen beide magneetspoelen van het veld geschakeld. Vanwege mogelijke vonkvorming van de commutator zijn de motoren van deze apparaten voorzien van een ontstoringscondensator, om het storen van radio- en tv-signalen tegen te gaan. Deze motoren worden aangesloten met 1-fase en nul. Inductiemotoren Inductiemotoren worden vooral toegepast voor het aandrijven van kleinere toestellen en werktuigen, zoals wasmachines, wasdrogers, circulatiepompen van cv-installaties, zaagmachines enzovoort. De inductiemotor bestaat uit een hoofdwikkeling, hulpwikkeling en een aanloopcondensator. De hulpwikkeling en de aanloopcondensator zorgen ervoor dat de motor uit zichzelf aanloopt als deze spanning krijgt. Evenals de seriemotor wordt ook de inductiemotor aangesloten op 1-fase en nul. De draairichting van een inductiemotor kan worden omgekeerd door de stroomrichting in een van de wikkelingen om te keren, meestal wordt hiervoor de hulpwikkeling gebruikt. Omdat de aanloopcondensator in serie met de hulpwikkeling staat, wordt ook de stroomrichting in de aanloopcondensator omgekeerd. Het omkeren van de draairichting wordt vooral toegepast bij rolluiken en zonweringen (buismotoren). Door een omkeerschakelaar wordt de draairichting bepaald. De inwendige eindschakelaars zorgen ervoor dat de motor stopt (beveiliging) bij het minimale of maximale bereik, bijvoorbeeld bij een zonwering de maximale uitval van het doek. De inwendige termische beveiliging zorgt ervoor dat de motor niet stuk gaat door een te hoge stroomopname. 6. Inductiemotoren worden vooral toegepast in kleinere toestellen en werktuigen, zoals pompen. Draaistroommoteren Draaistroommotoren of 3-fasemotoren zijn geschikt voor 3-fasewisselspanning, ook wel krachtstroom genoemd. Een net voor 3-fasewisselspanning bestaat uit drie spanningsvoerende geleiders en een nulleider. De 3-fasen worden aangegeven door, L2 en L3. Voorheen werd dit aangegeven door R, S en T. De nul wordt aangegeven door. Bij een 3-fasewisselspanningnet gaat het ook over lijnspanning en fasespanning. In ederland is de lijnspanning 400 V en de fasespanning 230 V (voorheen 50 2

3 380 V en 220 V). Het 3-fasewisselspanningnet wordt ook wel een 230/400 V-net genoemd. - De lijnspanning is de spanning tussen de fasen: en L2, en L3, en L2 en L3. - De fasespanning is de spanning tussen de fase en de nul: en, L2 en, en L3 en. Het verschil tussen lijnspanning en fasespanning is erg belangrijk voor het op een juiste manier aansluiten van een motor. Draaistroommotoren zijn te verdelen in: - synchrone draaistroommotoren; - asynchrone draaistroommotoren. Bij een synchrone draaistroommotor loopt het toerental gelijk met de netfrequentie, deze motoren worden bijvoorbeeld gebruikt in kranen en bruggen. Vaak worden kranen of bruggen door meerdere motoren tegelijk aangedreven, en om alles goed te laten werken moeten deze motoren hetzelfde toerental draaien. Een asynchrone draaistroommotor loopt niet gelijk met de netfrequentie, maar vertoont een zekere slip: het toerental van de motor loopt achter op de netfrequentie. In plaats van drieduizend toeren zal deze motor tussen de en toeren per minuut draaien. Opbouw Een draaistroommotor bestaat ook uit twee hoofdonderdelen: - de stator - de rotor (anker). In de stator zijn ook spoelen (wikkelingen) gemonteerd. De rotor bestaat uit een kortgesloten kooi waarin ijzeren staven zijn aangebracht. Deze staven zijn schuin geplaatst om een gelijkmatiger draaiende beweging van de rotor te verkrijgen. Een draaistroommotor heeft meestal drie spoelen, alle drie hebben een begin- en eindaansluiting en zijn gecodeerd: -, V1 en W1 (codering beginaansluitingen:); - U2, V2 en W2 (codering eindaansluitingen). In de praktijk zijn ook nog de spoelcoderingen U, V en W, en Z, X en Y te vinden. Spoelspanningen De spoelen van draaistroommotoren zijn geschikt voor een bepaalde aansluitspanning; er zijn spoelen voor een 230 V-spanning of lager, en spoelen voor een 400 V-spanning of hoger. Zoals aangegeven is het verschil tussen lijnspanning en fasespanning erg belangrijk, want afhankelijk van de netspanning en de spoelspanning (aansluitspanning spoelen) worden de spoelen in ster of driehoek geschakeld. Elke elektromotor is voorzien van een motorplaatje, hierop staan de belangrijkste gegevens van de motor, dus ook de spoel- en lijnspanning. De laagste spanningswaarde op het motorplaatje is de spanning waarvoor de spoelen geschikt zijn: de spoelspanning. Let op: oudere L2 400 V 400 V 230 V 7. Lijn- en fasespanning. L3 400 V 230 V 230 V 9. Synchrone draaistroommotoren worden onder andere in bruggen toegepast. 8. Opbouw van een draaistroommotor. 10. Op een motorplaatje staan de belangrijkste gegevens, zoals de spoel- en lijnspanning. 50 3

4 aansluitspanning motorplaatje motoren met vermelding van 220/380 V zijn zonder problemen aan te sluiten op de huidige netspanning (230/400 V). Sterschakeling Als een motor moet worden aangesloten op een netspanning van 230/400 V en de spoelen zijn geschikt voor 230 V (spoelspanning), dan moeten de spoelen in ster worden geschakeld. Dit gaat als volgt: - Open de aansluitkast van de motor, hierin zijn drie koperen plaatjes met elk twee gaatjes (aansluitblokje) te zien. - Maak een verbinding tussen de eindaansluitingen U2, V2 en W2 (plaats twee koperen plaatjes op de klemmen en netspanning 133/230 V 230/400 V 400/690 V 133/230 V Ster /400 V driehoek ster V driehoek ster V - driehoek ster 400/690 V - driehoek ster Een streepje (-) betekent dat de motor niet op de aangegeven netspanning kan worden aangesloten Tabel 1. Ster- of driehoekschakeling is afhankelijk van de aansluitspanning en de netspanning. L2 L3 F1 F2 F3 V1 W2 U2 V2 W2 U2 L2 V1 V2 L3 W1 Y 11. Aansluitschema van een handbediende ster-driehoekschakelaar. Ster-driehoekschakeling Bij draaistroommotoren is de aanloopstroom hoger dan de nominale stroom. Deze aanloopstroom kan bij de grotere motoren een spanningsdaling veroorzaken in het voedende net, daarom gelden er beperkingen voor het inschakelen van dit soort motoren. De meeste elektriciteitsbedrijven schrijven dan ook voor dat motoren met een vermogen boven de 3 kw moeten worden ingeschakeld met een handbediende of automatische ster-driehoekschakelaar. Met een dergelijke schakeling wordt de motor eerst met een lagere spanning op toeren gebracht en daarna handmatig of automatisch doorgeschakeld naar de juiste spoelspaning. Als bijvoorbeeld een motor met een vermogen van 5,5 kw en een spoelspanning van 400 V moet wordraai de moeren aan).tip: gooi het overgebleven plaatje niet weg, maar leg deze ergens dubbel. Misschien zijn ze later bij een andere netspanning nodig. Omdat de uiteinden (U2, V2, W2) van de spoelen met elkaar worden verbonden, ontstaat er een sterpunt en krijgen de spoelen een spanning van 230 V. Driehoekschakeling Als een motor moet worden aangesloten op een netspanning van 230/400 V en de spoelen zijn geschikt voor 400 V (spoelspanning), dan moeten de spoelen in driehoek worden geschakeld. Het maken van een driehoekschakeling gaat als volgt: - Open de aansluitkast van de motor en maak verbinding tussen de onderstaande begin- en eindaansluitingen met drie koperen plaatjes: met W2, V1 met U2 en W1 met V2. Door deze verbinding krijgen de spoelen een spanning van 400 V. Om de motor eenvoudig in ster of driehoek te kunnen schakelen zijn de uiteinden van de spoelen op een bepaalde manier op het motoraansluitblok aangesloten: - Zijn de klemmen horizontaal met elkaar doorverbonden? Dan zijn de spoelen in ster geschakeld. - Zijn de klemmen verticaal doorverbonden? Dan zijn de spoelen in driehoek geschakeld. Motorkabel adat de spoelen in de juiste schakeling (ster of driehoek) zijn aangesloten, kan de motorkabel worden aangesloten. Dit gaat als volgt: - bruine ader op klem ; - L2 zwarte ader op klem V1; - L3 grijze (blauwe) ader op klem W1. Vergeet niet de beschermingsleiding (groengele ader) aan te sluiten, in de aansluitkast zit hiervoor een aansluiting. De draairichting van draaistroommotoren kan worden omgekeerd door twee fasen met elkaar te verwisselen op het motoraansluitblok. Als bijvoorbeeld fase (bruine ader) wordt verwisseld met L2 (zwarte ader), dan zal de motor andersom gaan draaien. 50 4

5 fotowedstrijd den aangesloten op een netspanning van 230/400 V, dan wordt de motor eerst met een spannig van 230 V (ster) op toeren gebracht en daarna doorgeschakeld naar 400 V (driehoek). De doorverbindingen worden in de sterdriehoekschakelaar of ster-driehoekschakeling gemaakt. Let op: in de aansluitkast van de motor worden geen horizontale of verticale doorverbindingen gemaakt. De motor wordt meestal aangesloten met twee kabels, namelijk 1x4-aderig en 1x3-aderig. Bij het aansluiten van dit soort motoren moet er wel op worden gelet dat de fasen in de goede volgorde op het aansluitblok van de motor worden aangesloten. Zorg ervoor dat zowel boven als onder op de aansluitbouten van links naar rechts dezelfde fasen worden aangesloten. Als de eerste motorkabel bijvoorbeeld als volgt wordt aangesloten: - bruine ader op klem ; - L2 zwarte ader op klem V1; - L3 gijze (blauwe) ader op klem W1, dan moet de tweede motorkabel als volgt worden aangesloten: - bruine ader op klem W2; - L2 zwarte ader op klem U2; - L3 grijze (blauwe) ader op klem V2. Er hoeft maar een enkele beschermleiding (groengele ader) te worden aangesloten, in de aansluitkast zit hiervoor een aansluiting. Fotowedstrijd Zo moet het niet Als, L2 en L3 boven en onder op de aansluitbouten van links naar rechts worden aangesloten, dan zal de motor zowel in ster- als driehoekstand dezelfde kant opdraaien. Als dit niet wordt gedaan, dan kan de motor na het omschakelen (van ster naar driehoek) de andere kant op willen draaien. Om de draairichting van een motor met een ster-driehoekschakeling om te keren, moeten de vier draden met elkaar worden verwisseld, namelijk 2-fase op de bovenste en dezelfde 2-fase op de onderste aansluitbouten. Let op: draai dezelfde fasen boven en onder met elkaar om. Onder het motto Zo moet het niet zoekt de redactie van Intech Elektro en ict naar duidelijke voorbeelden van slecht of foutief uitgevoerde installaties. Inzenders van wie de foto s worden geplaatst winnen een Isso-handboek ter waarde van 245 euro. De foto s (van goede kwaliteit), vergezeld van een korte beschrijving en naam en adres van de inzender, kunnen o.v.v. Zo moet het niet worden g d naar info@installmedia.nl, of per post naar Intech Elektro en ict, t.a.v. redactie, postbus 188, 2700 AD Zoetermeer. Prijswinnaar van deze maand Deze maand gaat het Isso-handboek naar Fred Wegereef van Bosma & Bronhorst in Zaandam. Een collega van Wegereef ontdekte bij werkzaamheden dat de besturingskast van een gemaal een onverwachte bewoner bleek te hebben. Het ging hierbij om een buitenopstellingskast met een aparte binnenkast. Het Isso-handboek is inmiddels onderweg. amens de redactie: van harte gefeliciteerd. Kijk voor meer foto s van slecht uitgevoerde installaties op Zo moet het niet. 50 5

6 otib-nieuws cursussen Workshop Samenwerken Otib biedt een nieuwe workshop aan: Samenwerken. Deze workshop is speciaal ontwikkeld om zowel jongere als oudere werknemers te leren effectief samen te werken en zich bewust te worden van het belang van een goed team. Veel werknemers werken in teamverband, een goede samenwerking is daarbij van groot belang. De workshops vinden plaats op de bedrijfslocatie en worden vooraf afgestemd op de specifieke situatie. De workshops worden in een aantal regio s georganiseerd. Informatie: Girlsday Girlsday vindt dit jaar plaats op donderdag 14 april. Op deze dag openen tal van technische bedrijven hun deuren voor jonge meiden. Het doel van dit Europese initiatief is meiden op een jonge leeftijd laten kennismaken met techniek. In vergelijking met andere Europese landen kiezen nog te weinig ederlandse meiden voor een toekomst in de techniek. Girlsday is bedoeld voor meiden in de leeftijd van jaar, deze meiden staan voor de keuze van vervolgonderwijs en hebben vaak geen idee wat een technisch beroep inhoudt. Girlsday laat hen kennismaken met de dagelijkse praktijk en het plezier en de uitdaging van techniek. Ook ontmoeten ze vrouwelijke rolmodellen in technische functies, die letterlijk hun voorbeeld kunnen zijn. Girlsday is een project van vhto (landelijk expertisebureau meisjes/vrouwen en bèta, techniek en ict). Informatie: Deze klus is voor mij Veel werknemers lopen rond met vragen over hun loopbaan. Het Otib-project Deze klus is voor mij biedt werknemers de mogelijkheid, actief en onder begeleiding van deskundigen, na te denken over hun wensen, behoeften en hun toekomst in de branche. Vanwege het succes in de regio s oord-holland en Flevoland wordt het project nu in heel ederland uitgerold. Ook voor werkgevers biedt het project voordelen: ondersteuning van werknemers bij loopbaanontwikkeling en inzicht in de wensen en behoeften van werknemers. De gesprekken met de loopbaanadviseur zijn overigens kosteloos. Het is ook mogelijk om werknemers via een incompany-traject aan het project te laten deelnemen. Informatie: bel (Otib-servicedesk) of kijk op Website Integraal Ontwerpen Er wordt hard gewerkt aan een nieuwe website over integraal ontwerpen. Hierbij werken alle betrokken partners bij een project vanaf het begin samen en worden alle werkzaamheden op elkaar afgestemd. De bedrijven in de Cursussen Energiebewuste en duurzame dakrenovaties Wie: projectleiders, management. Informatie: Energieprestatieadvies/certificaat woningbouw Wie: epa-adviseurs. Informatie: cursussen. Individuele warmtepompen in woningen en kleine utiliteit Wie: installateurs, projectleiders. Informatie: Zonneboilers Wie: adviseurs, installateurs. Informatie: Energieprestatienormering (epn) utiliteit Wie: ontwerpers, werkvoorbereiders, projectleiders. Informatie: Energieprestatienormering (epn) woningbouw Wie: ontwerpers, werkvoorbereiders, projectleiders. Informatie: Energiebesparing verlichting Wie: projectleiders, technici, leidinggevend monteurs, werkvoorbereiders. Informatie: technische installatiebranche zijn het er over eens dat deze methode voordelen oplevert. Het past helemaal bij de duurzame ontwikkeling van mvo (maatschappelijk verantwoord ondernemen), maar de daadwerkelijke invoering van integraal ontwerpen blijkt in de praktijk moeilijker dan op papier. Om bedrijven te ondersteunen bij de invoering ontwikkelt Otib een website met informatie, tips & trucs op het gebied van Integraal ontwerpen. Integraal ontwerpen van bodemwarmtewisselaarsystemen Wie: adviseurs, ontwerpers warmtepompen, installateurs. Informatie: Onderhoud & beheer van energiesystemen met energieopslag Wie: eigenaren, beheerders en gebruikers, installateurs, onderhoudsbedrijven, ontwerpers. Informatie: Het actuele overzicht van opleidingen en aanbieders staat ook op otib.nl. 50 6