Draaiveldtheorie. Inductiemachines 2

Transcriptie

1 Inductiemachines

2 Draaiveldtheorie Principe Opbouw van de stator Wisselveld Draaiveld Driefasige wikkeling Wikkelfactor Spanningsinductie door een draaiveld Koppelgeneratie Vermogenstroom, frequentievoorwaarde Inductiemachines

3 Principe U 1 n = n 0 n = n 0 U 1 V n 0 n 0 W V n 0 n W W 1 U V 1 W 1 U V 1 Synchrone motor-inductiemotor Inductiemachines 3

4 Opbouw van de stator luchtspleet U 1 α = π 3 stator V W α W U V rotor gleuf W 1 U V 1 U 1 V 1 W 1 α = π 3 γ = π 3 Inductiemachines 4

5 Meerpolig α = π 3p p poolpaartal τ = p π D p N = p mq ( ) Inductiemachines 5

6 Wisselveld +w i stator integratieweg α δ rotor -w i r r H dl = H + H + = H =Θ ( α ) δ ( α π)( δ) ( α) δ ( α) Inductiemachines 6

7 Doorstroming Θ(α) +w i 0 < α < π : Θ (α) = +w i π < α < π : Θ (α) = -w i π π α -w i B α = µ H α = µ ( ) ( ) 0 0 Θ α ( ) δ Inductiemachines 7

8 Meerpolige doorstroming +w p i U 11 U α π p τ p U 1 -w p i + w p I 0 π π 3π π α - w p I U 1 0 π π 3π 4π β = p α 0 π w N < α < Θ ( α, t) = Icosωt p p Inductiemachines 8

9 Harmonischen w p I Θ(α) ν = 1 : grondgolf ν = 3 : 3 e harmonische ν = 5 : 5 e harmonische 0 π α Inductiemachines 9

10 Draaiveld Θ α, t =Θˆ sin αp ωt ( ) D ( ) D 1 1 D Θ ^ 1 ω t = 0 ω t = π 3 ω p α π 3 π π 3 π π Inductiemachines 10

11 α p ωt = constante dα ω = =Ω dt p Θ α, t =Θ ˆ sin αp+ ωt ( ) D ( ) D 1 1 dα ω = = Ω dt p Inductiemachines 11

12 Wisselveld-Draaiveld Θ α, t =Θˆ cosωtsinαp ( ) w w 1 1 ˆ w ˆ w Θ1 Θ1 = sin α p ωt + sin αp+ ωt ( ) ( ) Inductiemachines 1

13 Ordegetallen p 50 Hz 60 Hz Inductiemachines 13

14 n 0 Ω π 1 = = f p s ω Ω p = = ω p n 0 n 0 n Inductiemachines 14

15 U U = wξ wξ iν ν i1ν 1 ν s ν ˆ φ ˆ 1 φ1 U ˆ i11 = w1ξ 11ω = π f1ξ11w1 = 4,44w1 ξ11 f1φ1 ˆ φ1 Ui1 = wξ1s1 ω Inductiemachines 15

16 Koppelgeneratie 34Nξ Θ α, t = I sin pα ωt ( ) 1 1 ( ) D π p1 =Θˆ sin pα ω t ( ) D Inductiemachines 16

17 Driefasige wikkeling U 1 V α W W 1 π 4 3 π 3 V 1 U Inductiemachines 17

18 34Nξ Θ α, t = I sin pα ω t ( ) ( ) D π p α = α1 ε ε =Ω t + ε 0 Θ α, t =Θˆ sin pα ω t p ε ( ) D ( ) D 1 1 Θ α, t +Θ α, t = H α, t δ ( ) D( ) ( ) D 1 µ B α, t = 1 α, t α, t δ Θ +Θ ( ) 0 D( ) D( ) Inductiemachines 18

19 δ dx d α l Berekening van de opgeslagen magnetische energie π B ( α, t) B ( α, t) D Wm = dv = lδ dα µ µ V Inductiemachines 19

20 T π B α, t m 0 ( ) W D = = lδ ε ε µ 0 dα ( α, ) ( α, ) ( α t) B, B t = B t ε ε D µ 0 Θ α = Θ D( α, t D ) +Θ ( α, t) δ 1 ε (, t) Inductiemachines 0

21 π µ 0 ˆ D 1 sin 1 1 sin 0 0 lδ D ( ) ˆ D T = Θ pα ωt +Θ ( pα ω t p ε) 4µ δ ( ) cos( ) ˆ D Θ p pα ωt pε dα π 0 sin xcos xdx= 0 Inductiemachines 1

22 π pl Dµ 0 ˆ D ˆ D T = Θ1 Θ sin ( p1 1t) cos( p t p ) d 4.δ 0 α ω α ω ε α 1 1 sin xcos y = sin( x+ y) + sin( x y) ˆ D ˆ D π pl Dµ 0 Θ1 Θ T = { sin ( p1+ p) α ( ω1+ ω) t pε 4.δ 0 ( ) ( ) } sin p p α ω ω t+ p ε dα Inductiemachines

23 ˆ D ˆ D pl Dµ 0 Θ1 Θ T = π sin ( ω1 ω) t+ εp 4.δ ˆ D ˆ D pl Dµ o Θ1 Θ T = π sin ( ω ( )) 1 ω + pω t+ pε 0 4.δ T p Dµ Θˆ Θˆ = l 4.δ D D 0 1 π sin pε 0 D D D 0 1 Θ =Θ +Θ = B δ µ 0 ( ) ( ) cos( ϕ ϕ ) Θ ˆ = Θ ˆ + Θ ˆ + Θˆ Θˆ D D D D D Inductiemachines 3

24 Verband tussen de fasoren van de doorstromingen +Re Θ 1 D π -( ϕ - ϕ 1 ) ϕ 1 p.ε Θ 0 D Θ D -Im Θ D ϕ ω 1 Inductiemachines 4

25 T p Dµ 0 ˆ δ = l π θ B cosϕ 4δ µ D p Dπ = l 4 π 34N1ξ1 IBˆ 1 cos 1 p ϕ U i Dl = ω1n1ξ1 p Bˆ T 3 p U I cos 3UI cosϕ P60 i 1 1 δ = i 1 ϕ1 = = ω1 Ω1 π n0 Inductiemachines 5

26 Vermogenstroom, frequentievoorwaarde P = P P P = δ P 3RI P 1 J1 Fe Fe1 π n0 Pδ = 3UiI1cosϕ1 = T 60 π π = = 1 = P ( ) ( ) m T n T n0 s s P δ P P P P s P sp ( ) J = δ m = δ 1 δ = δ Inductiemachines 6

27 P 1 P P J1 + P Fe1 P J P δ P m Stator Rotor T, ω Vermogenstroom in een wisselstroommachine Stator ω = + Ω 1 ω p ω = ω + 1 s ω ω ( ) 1 1 ω = π f = sω1 1 1 Inductiemachines 7

28 Inductiemachine Equivalent schema Inductanties en weerstanden Gedrag van de machine Kooirotor Dubbelkooirotor en stroomverdringingsrotor Eenfasige inductiemotor Inductiemachines 8

29 Equivalent schema Ω t f, m, 1 1 w, ξ 1 1 1U f, m, w, ξ W U n V 1V 1W n 0 f p 1 = ( ) 0 n = 1 s n f = sf1 Inductiemachines 9

30 Soorten wikkelkop sleepringen +borstels kortsluitring driefasige wikkeling rotorstaaf voorschakelweerstanden Inductiemachines 30

31 Magnetische koppeling sl 1 R 1 Lσ 1 Lσ R U 1 I 1 L h1 L h I U L 1 U = R I + jω L I jω L I U = R I jω L I + jω L I 1 1 L1 = Lσ 1+ L h 1 L = Lσ + L h Inductiemachines 31

32 Eisen Dezelfde doorstroming I = I mwξ ' mw 1 1ξ1 Dezelfde hoofdflux wξ U = U w ξ ' 1 1 i i Inductiemachines 3

33 Dezelfde jouleverliezen m wξ R = R m w ξ ( ) ' ( ) Dezelfde magnetische energie m wξ L = L m w ξ ( ) ' ( ) mw ml w ξ L L w ξ ξ L1 = Lh 1 1 = h1 mw 1 1ξ = ml Inductiemachines 33

34 Spanningsvergelijkingen ' 1 = 1 1+ ω1 1 1 ω1 h1 U R I j L I j L I ' ' U = R I j L I + j L I s s Met ' ' ' ω1 ω1 h1 1 X = ω L h1 1 h1 hoofdreactantie Inductiemachines 34

35 X L X X σ 1 = ω 1 1 = h1+ 1 totale statorreactantie X = ω L = X + X σ ' ' ' ' 1 h op de stator betrokken totale rotorreactantie X σ 1 statorlekreactantie ' X σ ' 0 = 1 I I I op de stator betrokken rotorlekreactantie nullaststroom Inductiemachines 35

36 Galvanische koppeling U = R I + jx I + jx I σ 1 1 h1 0 ' ' U R = I jx I + jx I s s ' ' ' σ h1 0 R 1 Xσ 1 X σ R s U 1 I 1 X h1 I 0 I U s Inductiemachines 36

37 Met ijzerverliezen I 1 R 1 Xσ 1 X σ R I I 0 U 1 I RFe I µ U R (1-s) s R Fe X h1 Inductiemachines 37

38 Inductanties - Weerstanden Hoofdinductantie L X U 3 wξ ld = = = µ ω ω π δ h1 i 1 1 h I1 p Strooiinductanties L = L + L + L σ σdv.. σg σs Inductiemachines 38

39 Faseweerstand R wl g = ρ 1+ α T 0 q ( ) l τ p z g,q,a Inductiemachines 39

40 Gedrag van de machine Statorstroom Fasordiagram Vermogenverdeling en spanningsvergelijking Vermogenbilan Stationaire koppel-slip karakteristiek Formule van Kloss Samenvattende karakteristieken Inductiemachines 40

41 Statorstroom ' U = 0 U = R I + jx I + jx I σ 1 1 h1 0 R I jx I jx I s ' ' ' ' 0 = σ + h1 0 Inductiemachines 41

42 Fasordiagram U 1 jxσ 1 I 1 R 1 I 1 I 1 (s) E 1 = E U jx σ I R I I 1 E 1 = E I 1 (0) I 1 *(0) I (s) I (0) I 0 I RFe I φ ^h I RFe φ ^h I µ I µ Normale werking Nullast Inductiemachines 4

43 Vermogenverdeling - Stator (3 U ). I = (3 R I ). I + (3 jω L I ). I (3 jω L I ). I waarbij (3 U ). I = P = 3U I cosϕ (3 RI ). I = 3RI totaal ingaand actief vermogen statorjouleverliezen P j1 Inductiemachines 43

44 {[ ] [ ]} (3 ). =+ 3. = jω1l1i I1 ω1l1 ji1 I P δ luchtspleetvermogen, m.a.w. het vermogen dat via de luchtpleet naar de rotor wordt overgedragen (3 jω L I ). I = Inductiemachines 44

45 Vermogenverdeling - Rotor 0 = (3 R I ). I (3 jsω L I ). I + (3 jsω L I ). I PJ = sp δ R ( 1 s) 0 = (3 RI ). I 3 I. I (3 jω LI ). I s 1 + (3 jω L I ). I Inductiemachines 45

46 Hierin is: (3 R I ). I = 3R I ( 1 ) ( 1 ) R s R s 3 I. I = 3 I s s Jouleverliezen P J in de rotor Elektromechanische vermogen P em {[ ] [ ]} (3 ). 3. jω1l1i1 I = ω1l1 ji1 I = P δ Inductiemachines 46

47 Koppel en mechanisch vermogen P P P = + δ J Pem = em (1 sp ) δ T T P ( 1 s) P em δ p = = = ω ω m 1 ( 1 s) ω1 p p = ω 1 P J s P δ Inductiemachines 47

48 PJ I ' ' = 3 R. I ' U1 = ' R R1 + + X k k s X = X + X T = 3p ω ' σ 1 σ R s U1 ' 1 R ( ) R1 + + Xk s ' Inductiemachines 48

49 Vermogenbilan P supp P Fe1 P J1 P Fe P J P wr,v Inductiemachines 49

50 I = Stationaire koppelslipkarakteristiek R s ' + jx 1 ' R ( ) ' R1+ jx1. + jx + X h1 s '. U 1 I = + jx. U h1 1 ' R ( ) ' R1+ jx1. + jx + X h1 s Inductiemachines 50

51 X = X + X h 1 σ 1 1 X = X + X h ' ' σ 1 T p p = P = ω ω = δ 1 1 3p R ω s 1 ' I ' PJ. s = 3p ω 1 RsX U ' h1 1 ' ' ' ' ' h ( h ) RR R X srrx s X XX RX Inductiemachines 51

52 Koppel zonder statorweerstand T = ' 3p h1 1 ω 1 RsX U ( ) h R X + s X X X ' ' Blondel σ = X h1 1 ' X1X Inductiemachines 5

53 T = R 3p X ω 1 U ' 1 ' s X1 ' R + ' X 1 σ ( ) s σ I 0 = U X 1 1 β = R X ' ' Inductiemachines 53

54 T = 3p β sx1i0 1 σ ω β + s σ 1 ( ) s kip β = σ X R ' ' σ 1+ Xσ T kip = 3p ω 1 X 1 σ ( ) 1 0 σ I = 3p ω X I m 1 ' 1 Xσ 1+ Xσ Inductiemachines 54

55 Verloop van T-s 3p T() s X1I0 1 σ s 0 ω ( ) ( ) 1 s β 3p = ω X ' X1I0 1 σ ' 1 R s T s ( ) s 3p ( ) 1 σ 1 β X1I0 ω σ s 1 = 3pR ( 1 σ ) 1 XI ω s ' ' 0 1 X σ Inductiemachines 55

56 Koppel in functie van de slip en werkingsgebieden voor een inductiemachine T, I 1 I 1 T k s n 0 T n T k Inductiemachines 56

57 Voorschakelweerstand Tk 1, 6 T n T k T R v s n 1 0 Inductiemachines 57

58 I ' ' R ~ s I ' ~ s ( ' ωσ ) ' + 1 R s L Inductiemachines 58

59 Formule van Kloss T T k = s s k + sk s Belangrijkste karakteristieken Inductiemachines 59

60 Belangrijkste karakteristieken van de inductiemotor n[tr/s], cos ϕ, I 1 [A], η, s n 0 n cos ϕ I 1 η s T [Nm] T n Inductiemachines 60

61 Dubbelkooirotor 1 1 Buitenste kooi, bovenkooi of startkooi Binnenste kooi, onderkooi of bedrijfskooi = R + jω L jω L Z staaf staaf σstaaf σstaaf ( s= 1) Z = R + jω L R staaf staaf σ staaf staaf ( s 0) Inductiemachines 61

62 Koppel-toerentalkarakteristiek T k T a T z T resulterend koppel koppel van de onderkooi s 1 0 n koppel van de bovenkooi Inductiemachines 6

63 Stroomverdringingsrotor Inductiemachines 63

64 Eenfasige inductiemotor - Elliptisch draaiveld I t I l I r ω ω Inductiemachines 64

65 Gekoppelde driefasige machines als equivalent voor een eenfasige machine net T re M1 3 T r as T l M 3 Inductiemachines 65

66 Koppel-toerentalkarakteristiek T T r T res n 0 n s T l Inductiemachines 66

67 Elliptisch draaiveld I 1 I 1 I t t = 1 t = t = 3 t = 4 t = 5 Inductiemachines 67

68 Condensator - Bedrijfscondensator NET C b rotor M 1~ hulpwikkeling C b = 6 10 P π f U uη N [µf] U C = 1, 1+ u UN Inductiemachines 68

69 Fasordiagram U C U A = U NET I NET ϕ s ϕ s ϕ H I H ϕ Net ϕ A I A U H = üu A Inductiemachines 69

70 NET C b C b 10 P 6 = π f 3.0,87UN η [µf] Inductiemachines 70

71 Condensatormotor: bedrijfsen aanloopcondensator T a C C voor max. aanloopkoppel C voor symmetrisering in werkingspunt Inductiemachines 71

72 Eenfasige motor met bedrijfsen aanloopcondensator Hoofdwikkeling Hulpwikkeling Bedrijfscondensator Startcondensator NET C b C a M 1~ Inductiemachines 7

73 Koppel-toerentalkarakteristieken T/T N a b c a. Symmetrische twee- of driefasige motor b. Dubbelcondensatormotor c. Aanloopcondensatormotor d. Bedrijfscondensatormotor e. Motor met 1 wikkelingsfase gevoed f. Spleetpoolmotor 1 n/n N 0 0, 0,4 0,6 0,8 1 d e f Inductiemachines 73

74 Spleetpoolmotor Poolspleet Statorblik Kortsluitrotor Kortsluitwikkeling Hoofdwikkeling Inductiemachines 74

75 Koppel-toerentalkarakteristiek van de spleetpoolmotor T kleine motor T kip grote motor n Inductiemachines 75

76 Gebruik van inductiemotoren Starten Remmen Toerentalregeling Inductiemachines 76

77 Starten OPGENOMEN MOTORVERMOGEN (kva) tot 6 kva: maar met een max. toegelaten nominale stroom van 3,7 A voor motoren gevoed met 30 V k 6 van 3 t/m 4 kva 3 van 4 t/m 10 kva boven 10 kva 1,5 Inductiemachines 77

78 Aandrijfaggregaat met te hoog aanloopkoppel T [Nm] Last Motor n [t/min] Inductiemachines 78

79 Directe aanloop L1 L L3 F1 1.1 T1.1 K1 F 1.. K start stop K1 M Inductiemachines 79

80 Verminderde spanning Spaartransformator Serie-impedanties Ster-driehoek aanloop Softstarter Inductiemachines 80

81 Spaartransformator spaartransformator L1 L L3 K1 U1 V1 W1 U3 U V3 V W3 W K M 3~ K1 K K3 aanloop stop K3 Inductiemachines 81

82 U = ku m t N met k t < 1 I m U U k = = 3 Z 3 Z m N t m m. I = ki = k I N t m t N1 Inductiemachines 8

83 Voorschakelimpedanties k Z U m Z m = = < 1 U Z + Z N m V I N = Im = kzin1 Inductiemachines 83

84 Aanloop met statorvoorschakelimpedantie L1 L L3 Z v Z v Z v K1 U1 V1 W1 Inductiemachines 84

85 Statorvoorschakelweerstanden langs het sterpunt L1 L L3 K1 F1 F F3 U1 V1 W1 U V W R R R Inductiemachines 85

86 T [Nm] B A 0 1 n [t/min] Inductiemachines 86

87 Ster-driehoekaanloop I Y U Z U 3 1 U 1 I Z I 3 Z Z Z Z Inductiemachines 87

88 Schakelschema voor de Y- aanloop L1 L L3 K1 K K3 Y 1U 1V 1W M 3~ 1W 1U 1V Inductiemachines 88

89 L1..3 F1 M 3~ /// // K1 K K3 /// 4 5 F Stop Start S1 S 13 K K K K 1 K K3 /// K1 K3 K K4 Inductiemachines 89

90 Stationaire koppel-toerental en stroomtoerental karakteristiek bij Y - aanloop T T n [%] I I [%] 1n Y Y n n 0 [%] Inductiemachines 90

91 Softstarter T [Nm] U 1 > U U > U 3 U 3 last 0 n 0 n [t/min] Inductiemachines 91

92 Rotorweerstanden T kip = 3p ω XI 1 m ' 1 Xσ 1+ Xσ s kip β = σ X R ' ' σ 1+ Xσ Inductiemachines 9

93 Koppel-toerentalkarakteristiek met rotor voorschakelweerstand T [Nm] T [Nm] T k R 1 R R 3 T ge T k n [t/min] 0 0 n 0 n 0 n [t/min] Inductiemachines 93

94 Praktische uitvoering L1 L L3 M 3~ M 3~ K1 /// K1 K /// K K3 /// K3 Schakelschema Eendraadsschema Inductiemachines 94

95 Vloeistofweerstand L1 L L3 R [Ω] beginweerstand kortsluiting van de weerstandelektrolyt M 3~ K1 0 n [t/min] a) b) bak met elektrolyt Inductiemachines 95

96 Tegenstroomremming L1 L L3 K1 K M 3~ T [Nm] 0 n 0 n [t/min] afschakelen Inductiemachines 96

97 Oversynchrone remming Inductiemachines 97

98 ω m poolpaartal slip frequentie mechanisch Toerentalregeling π f = ω0 1 s = 1 s p ( ) 1 ( ) Inductiemachines 98

99 Sleepringrotor Weerstand I L1 L L3 M 3~ 1 3 Inductiemachines 99

100 R1 1 geen bijkomende weerstand R bijkomende rotorweerstand half ingeschakeld R3 3 bijkomende rotorweerstand volledig ingeschakeld Inductiemachines 100

101 Sleepringrotor Weerstand II T [Nm] R 3 R R 1 last P 1 P 5 P P 3 P 6 P 4 n [t/min] n 5 n 3 n 1 Inductiemachines 101

102 Sleepringrotor - Cascadeschakeling M /// 3~ ~ gelijkrichter invertor ~ ENERGIE Inductiemachines 10

103 Poolpaartal Dahlander I N S N S N S N S Inductiemachines 103

104 Poolpaartal Dahlander II N S N S Inductiemachines 104

105 Frequentiesturing Gelijkrichter Tussenkring Invertor Net M 3~ Last Inductiemachines 105

106 Verhouding spanning-frequentie U = 4, 44. w. f. φ f eff U U f f 1 = f f U [V] f [Hz] Inductiemachines 106

107 Koppel - Toerentalkarakteristiek T [Nm] 00V - 5Hz 300V - 37,5Hz T kip 400V - 50Hz T nom 0 0,5 0,75 1 n n s,nom [-] Inductiemachines 107

108 Stroombegrenzing I T Nm] I = I nom T nom 5Hz 37,5Hz 50Hz 0 0,5 0,75 1 n n s,nom [-] Inductiemachines 108

109 Stroombegrenzing II T [Nm] belasting I = I nom T nom 0 0,67 0,75 1 n n s,nom [-] Inductiemachines 109

110 Slipcompensatie net omvormer stroommeting M 3~ toerental instelling + + U I Inductiemachines 110

111 Koppel-toerentalkarakteristiek met slipcompensatie T [Nm] T nom n n s,nom [-] 0 0,5 0,75 1 Inductiemachines 111

112 Statorweerstand U [V] 1 f f s,nom Inductiemachines 11

113 Veldverzwakking P1 = 3. U. I.cosϕ Pas = T. ω T 1 = P1. = ω C n Inductiemachines 113

114 Veldverzwakking T [Nm] T nom n n s,nom [-] 0 1 1,5 Inductiemachines 114

115 Oversnelheid T T nom [-] 1 0,5 n [t/min] Inductiemachines 115

116 Motorbelasting, verliezen, koeling T T N 0 1,0 1 0 onafhankelijke ventilator 1 lage schakelfrequentie in de omvormer hoge schakelfrequentie in de omvormer 0,5 f f N 0,0 0 1 Inductiemachines 116

117 Weerstandsremming Gelijkrichter Invertor Net M 3~ Weerstand Inductiemachines 117

118 Energierecuperatie Gelijkrichter Invertor Net M 3~ Reminvertor Inductiemachines 118

119 Common dc bus Gelijkrichter Invertor 1 Net M1 3~ Invertor M 3~ Inductiemachines 119

120 Constructie van inductiemotoren Inleiding Wikkelingen Stator- en rotorblikpakket Huis en lagers Constructienormen en mechanische uitvoeringen Mechanische bescherming Isolatieklassen Koeling Inductiemachines 10

121 Driefasige inductiemotor met kooirotor I Inductiemachines 11

122 Driefasige inductiemotor met kooirotor II Inductiemachines 1

123 Ster-en driehoekschakeling L1 L L3 L1 L L3 V1 U V1 U V W U1 W1 U1 W W1 V L1 L L3 L1 L L3 U1 V1 W1 U1 V1 W1 W U V W U V Inductiemachines 13

124 Spoelen in ronde wikkeldraad Inductiemachines 14

125 Voorgevormde spoelen voor een hoogspanningswikkeling Inductiemachines 15

126 Sleepringrotor en borsteldrager Inductiemachines 16

127 Enkelkooirotor Gelamelleerde rotorkern Rotorstaven Inductiemachines 17

128 Enkelkooirotor zonder blik en rotor met gespoten Al kooi Inductiemachines 18

129 Rotoruiteinde met blikpakket Inductiemachines 19

130 Kooirotorvormer Inductiemachines 130

131 Stator- en rotorblik Inductiemachines 131

132 Statorbehuizing van een normmotor en statorblikpakket Inductiemachines 13

133 Verticale en horizontale uitvoeringsvorm Inductiemachines 133

134 Grenstemperaturen voor isolatieklassen A, E, B, F en H 180 θ o [ C] E l T l 40 T a A E B F H Inductiemachines 134

135 Inwendig gekoelde motor en motor met warmtewisselaar Inductiemachines 135

136 Synchrone machines Equivalent schema Nullast en kortsluiting Koppeling met een star Machine met uitspringende polen Inductiemachines 136

137 Sleepringmotor met gelijkstroomvoeding U 1, f 1 I b ~ f = sf s = 0 1 of n = n = Inductiemachines f1 p

138 Equivalent schema ' σ 1h 1 1h U + R I + j( X + X ) I + jx I = 0 U ' ' = R I ' R 1 X 1 σ X σ R s I 1 I 0 I U 1 X 1h U s Inductiemachines 138

139 Overgang van een driefasige rotorwikkeling naar een wikkeling I b v π 3 I b u n 0 w Θ v Θ re Θ u w w w. 3 =w b Inductiemachines 139

140 Equivalent schema E = jx1h I ' U + R I + j( X + X ) I = E U σ 1h 1 = R I b b b X 1h X 1 σ R 1 ~ E U i I 1 U 1 Inductiemachines 140

141 E [V] jx 1h.I 1 jx 1σ.I 1 Nullastkarakteristiek E = f(i b ) E U i R.I 1 δ U 1 Ψ I I ϕ I 1 I 1 I µ I I [A] Fasordiagram van een inductief-resistief belaste synchrone generator U = jx I µ i 1h E = jx1h I ' Inductiemachines 141

142 Geen statorweerstand X I jx I E U E U δ ϕ I Inductiemachines 14

143 Nullast en kortsluiting I = I = k 0 U N, fase X Inductiemachines 143

144 Star net - koppel P = ω. T = P = 3. U. I.cosϕ mech 0 elek lijn T = 3. UI..cosϕ ω1 p Inductiemachines 144

145 Spanningsval bij inductiefresistieve belasting E ϕ X.I.cosϕ jx I U δ ϕ I Inductiemachines 145

146 XI..cos ϕ = E.sinθ I.cos ϕ = E X.sinθ T 3. pu.. E =.sin θ = T ω. X 1 kip.sinθ Inductiemachines 146

147 Koppel-lasthoekkarakteristiek T [Nm] T kip T N - π - π θ N π π θ T kip Inductiemachines 147

148 Werkingsgebied j E = Ee θ = E(cosθ + jsin θ ) jϕ I = Ie = I cosϕ j E = U + jxi sinϕ ( ) E cosθ + jsinθ = U + jxi cosϕ jsinϕ I ( ) ( ) cosϕ = I sinϕ = E X sinθ Ecosθ U X (actieve stroom) (reactieve stroom) Inductiemachines 148

149 Werkingsgebied E jx I jx I E I U δ ϕ P > 0 U δ ϕ I Q < 0 Q > 0 jx I E U P < 0 U δ ϕ δ E jx I ϕ I I Inductiemachines 149

150 V-curves I Stabiliteitsgrens 100 % I b < I b max 75 % Inductief gedrag 50 % Capacitief gedrag cos ϕ = 1 ϕ Nullast I b I bo Inductiemachines 150

151 Grenzen I Ee. U ju Ee. j jx X X jθ N, fase N, fase = = jθ I U Ee. U = j j. I I. X U I. X jθ N, fase N, fase N N N, fase N Inductiemachines 151

152 Grenzen voor het werkingsgebied Re U N,fase () E.e -j jδ I N.X (1) θ I I N (3) -Im ϕ N (4) j U N,fase I N.X () Inductiemachines 15

153 Machine met niet cilindrische rotor U1 W Θ q Θ ϕ V Θ d δ ψ V1 W1 U Inductiemachines 153

154 Direct en kwadratuurveld Θ d Θ q B q B q B 1q B 1q Inductiemachines 154

155 Fasordiagram jx d I d jx q I q E I q δ ϕ ψ U I d I Inductiemachines 155

156 Koppel-lasthoekkarakteristiek T T 1 0 T π π δ Inductiemachines 156

157 Gebruik en constructie van synchrone machines Elektrisch bekrachtigde generator Klauwpoolgenerator Synchrone motor Inductiemachines 157

158 Rotor voor een turbogenerator Inductiemachines 158

159 Gelaste rotorconstructie Inductiemachines 159

160 Klauwpoolalternator van een wagen Inductiemachines 160

161 Rotor met uitspringende polen Inductiemachines 161

162 Borstelloze servomotor 1. Rotor met permanente magneten.. Stator met driefasige wikkeling 3. Tachoanker en encoder 4 Lagerschild met tachowikkeling en aansluitstekkers Inductiemachines 16

163 Borstelloze schijfrotormotor Inductiemachines 163

164 Maxon borstelloze motor Inductiemachines 164

165 Reluctantiemotor Rotorkooi Rotorstaaf Inductiemachines 165

166 Geschakelde reluctantiemotor Rotorpool Statorwinding Statorpool Inductiemachines 166

167 Stappenmotor I Inductiemachines 167

168 Stappenmotor II Inductiemachines 168

169 Stappenmotor III Inductiemachines 169