Draaiveldtheorie. Inductiemachines 2

Vergelijkbare documenten
5. HOOFDSTUK 5 SYNCHRONE MACHINES

3. HOOFDSTUK 3 GEBRUIK VAN DE INDUCTIEMACHINE

4. HOOFDSTUK 4 CONSTRUCTIE VAN INDUCTIEMOTOREN

Transformatoren R. BELMANS

Katholieke Hogeschool Kempen Campus HIKempen Geel Departement Industrieel Ingenieur en Biotechniek 4 EM ET. Labo Elektrotechniek

Rendement bij inductiemachines: motor versus generator

6. HOOFDSTUK 6 GEBRUIK EN CONSTRUCTIE VAN SYNCHRONE MACHINES

U niversiteit Twente - Faculteit der Elektrotechniek. Ten tam en INLEIDING ELEKTRISCHE ENERGIETECHNIEK ( )

* Bereken de uitdrukking voor koppel, vermogen en energiestroom voor synchrone generator. * Bespreek in 't algemeen de invertorschakelingen met 180

Teken grafisch de stroom door de belasting en de stroom geleverd door de secundaire wikkeling. (wo H~ *-l. ~ODI 11 u,

Tentamen ELEKTRISCHE OMZETTINGEN (et2 040)

UITWERKINGEN BIJ DE OEFENOPGAVEN BIJ ELEKTRISCHE OMZETTINGEN

ELEKTRICITEIT THEORIE versie:9/05/2004 EENFAZE MOTOREN I. Claesen / R. Slechten

Modellering windturbines met Vision

Elektrische Machines. Serie Opname van karakteris-tieken van elektrische machines, zowel met de hand als via de PC.

WINDENERGIE : GENERATOREN

FYSICA-BIOFYSICA : FORMULARIUM (oktober 2004)

SYNCHRONE MOTOREN I. Claesen / R. Slechten

Tentamen ELEKTRISCHE OMZETTINGEN (et 13-20)

DEEL VI. Wisselstroommotoren. Foto Siemens. Deel 6-1

Micro-WKK in Gaia: Speciale generatoren

Studiewijzer (ECTS-fiche)

0. Inleiding. Afb HOOFDSTUK 0: INLEIDING 7

1. Langere vraag over de theorie

WINDENERGIE : SYNCHRONE GENERATOREN

Cursus/Handleiding/Naslagwerk. Driefase wisselspanning

Leereenheid 4. Driefasige synchrone motoren

EXAMENFOLDER maandag 26 januari 2015 OPLOSSINGEN. Vraag 1: Een gelijkstroomnetwerk (20 minuten - 2 punten)

VOORBLAD SCHRIFTELIJKE TOETSEN. : 0 meerkeuzevragen. : Lees bladzijde 2 door en vul op deze bladzijde je naam, studentnummer en klas in.

1. Opwekken van een sinusoïdale wisselspanning.

Leereenheid 3. Driefasige il1ductiemotoren (asynchrone motoren)

Harmonischen: gevolgen

Verschillende normen voor de bepaling van het rendement van een inductiemachine

Practicum kortsluitankermotor met frequentie-omvormer

Niet-symmetrisch driefasig systeem

LABO. Elektriciteit OPGAVE: De koppel-snelheidskarakteristiek van de driefasige asynchrone motor. Totaal :.../100 ../. Remediëring: Datum van opgave:

Academiejaar eerste examenperiode Opleidingsonderdeel: Elektrische Schakelingen en Netwerken. EXAMENFOLDER maandag 30 januari 2017

Opgaven met uitwerkingen. bij. Elektrische Omzettingen

Opgaven elektrische machines ACE 2013

ELEKTRICITEIT LABO ASYNCHRONE MOTOREN I. Claesen / R. Slechten

Masterproef Modellering van een dubbelkooi inductiemotor

Nadere beschouwing. Subtransiënt gedrag

LABO. Elektriciteit OPGAVE: Karakteristieken van synchrone generatoren. Remediering: Datum van opgave: Datum van afgifte: Verslag nr. : 06.

Schade door lagerstromen.zx ronde 12 maart 2017

ELEKTRICITEIT GELIJKSTROOMMOTOREN - LABO

Didactische opstelling U/f sturing.

2. HOOFDSTUK 2 INDUCTIEMACHINE

Tent. Elektriciteitsvoorziening I / ET 2105

Inleiding Elektromagnetisme en het gebruik

Gelijkstroommachines R. BELMANS

Leereenheid 8. Diagnostische toets: Driefasenet. Let op!

ASYNCHRONE EN SYNCHRONE GENERATOREN: EEN BREED SPECTRUM

Inhoudsopgave

Inhoudsopgave Transformatoren

Antwoorden E-day. Vraag 1: Wat veroorzaakt de hierboven getoonde lagerschade? A) Slechte smering B) Vervuiling C) Stroomdoorgang D) Overbelasting

Voorwoord. Invloed van harmonische spanningen op een netgekoppelde inductiegenerator I

Tentamen Octrooigemachtigden

Tentamen Fysica: Elektriciteit en Magnetisme (MNW en SBI)

Tabellen en Eenheden

5S Simula)e spel Werkplekorganisa)e. Het 5S getallen spel

Leereenheid 6. Diagnostische toets: Gemengde schakeling. Let op!

Inleiding tot de wisselstroomtheorie

Kolmer Elektromotoren B.V. Presentatie 09/10/2014 1

Leereenheid 9. Diagnostische toets: Vermogen en arbeidsfactor in driefasenetten

ELEKTRONISCHE VERMOGENCONTROLE

Besparing elektrische energie door ketenoptimalisatie Kennisdag voor technici.

Oefeningen Elektriciteit II Deel II

Fundamentele elektriciteit

Tentamen Elektriciteitsvoorziening i. (ee2611/et2105d3-t)

Draaistroom en frequentie regelaars.. ZX ronde 8 september 2013

Licht- en Verlichtingstechnieken : Grondslagen elektriciteit, licht en visuele omgeving : Deel Elektrotechniek

Formuleblad Wisselstromen

Fiche 7 (Analyse): Begrippen over elektriciteit

Harmonischen in de netstroom

Leereenheid 4. Diagnostische toets: Serieschakeling. Let op!

TENTAMEN ELEKTROMAGNETISME (3D020)

37.2. Afleiding op plaats E

Leereenheid 5. Eenfasige nlotoren

1. Langere vraag over de theorie

3.3.2 Moment op een rechthoekige winding in een magnetisch. veld... 10

De dynamo. Student booklet

TENTAMEN ELEKTROMAGNETISME (3D020)

Analyse van de Futaba S3003 dc motor

Transformatoren Ster-Driehoek schakeling. Hoe doe je dat?

1. Langere vraag over de theorie

Opgaven voor Tensoren en Toepassingen. 1 Metrieken en transformatiegedrag

HET DRAAIVELD IN DRIEFASIGE INDUCTIEMOTOREN

Uitwerking Tentamen Klassieke Mechanica I Dinsdag 10 juni 2003

Roterende machines HS. Quercus Technical Services B.V.

Handboek VLT frequentieomvormers. Wetenswaardigheden over frequentieomvormers

Leereenheid 3. Diagnostische toets: Enkelvoudige wisselstroomkringen

Hoofdstuk 2. Aanduiding 1: Aanduiding 2: Formule 1: Formule 2: s2 x = Formule 3: s x = Formule 4: X nieuw = X oud ± a betekent ook

Labo. Elektriciteit OPGAVE: Karakteristieken van driefasetransformatoren. Sub Totaal :.../90 Totaal :.../20

Aanvulling op de Technische Handleiding Motor/remmotor DT/ET56..+/BMG. Attentie: veiligheidsbril gebruiken - risico door brokstukken!

Hoofdstuk 3 : Het driefasennet

Academiejaar Eerste Examenperiode Opleidingsonderdeel: Elektrische Schakelingen en Netwerken. EXAMENFOLDER maandag 27 januari 2014

WISB134 Modellen & Simulatie. Lecture 11 - Dynamica van lineaire differentiaalvergelijkingen in twee dimensies

Onderzoek werking T-verter.

Harmonischen: remedies

Transcriptie:

Inductiemachines

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Ordegetallen p 50 Hz 60 Hz 1 3000 3600 1500 1800 3 1000 100 4 750 900 5 600 70 6 500 600 Inductiemachines 13

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

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

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

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

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

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 0 0 0 Inductiemachines 19

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

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

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 ( ) ( ) } 1 1 + sin p p α ω ω t+ p ε dα Inductiemachines

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 0 1 1 1 Inductiemachines 3

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

T p Dµ 0 ˆ δ = l π θ B cosϕ 4δ µ D 1 1 0 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

Vermogenstroom, frequentievoorwaarde P = P P P = δ P 3RI P 1 J1 Fe1 1 1 1 Fe1 π n0 Pδ = 3UiI1cosϕ1 = T 60 π π = = 1 = 1 60 60 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

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

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

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

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

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 1 1 1 1 1 1 1 1 U = R I jω L I + jω L I 1 1 L1 = Lσ 1+ L h 1 L = Lσ + L h Inductiemachines 31

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

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

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

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

Galvanische koppeling U = R I + jx I + jx I 1 1 1 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

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

Inductanties - Weerstanden Hoofdinductantie L X U 3 wξ ld = = = µ ω ω π δ h1 i 1 1 h1 0 1 1I1 p Strooiinductanties L = L + L + L σ σdv.. σg σs Inductiemachines 38

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

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

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

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

Vermogenverdeling - Stator (3 U ). I = (3 R I ). I + (3 jω L I ). I (3 jω L I ). I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 waarbij (3 U ). I = P = 3U I cosϕ 1 1 1 1 1 (3 RI ). I = 3RI 1 1 1 1 1 totaal ingaand actief vermogen statorjouleverliezen P j1 Inductiemachines 43

{[ ] [ ]} (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 = 0 1 1 1 1 Inductiemachines 44

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

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

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

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

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

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

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 ' ' ' ' ' 1 + 1 + 1 h1+ 1 1 + 1 ( h ) RR R X srrx s X XX RX Inductiemachines 51

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Stroomverdringingsrotor Inductiemachines 63

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Spleetpoolmotor Poolspleet Statorblik Kortsluitrotor Kortsluitwikkeling Hoofdwikkeling Inductiemachines 74

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

Gebruik van inductiemotoren Starten Remmen Toerentalregeling Inductiemachines 76

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

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

Directe aanloop L1 L L3 F1 1.1 T1.1 K1 F 1.. K1 13 13 14 14 1 start stop K1 M Inductiemachines 79

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

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

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

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

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

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

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

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

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

L1..3 F1 M 3~ /// // K1 K K3 /// 4 5 F Stop Start 11 1 13 14 S1 S 13 K1 14 11 K K4 1 14 1 13 14 K 1 K3 13 14 K3 /// K1 K3 K K4 Inductiemachines 89

Stationaire koppel-toerental en stroomtoerental karakteristiek bij Y - aanloop T T n [%] 00 100 0 00 400 600 I I [%] 1n Y 0 40 60 80 100 Y n n 0 [%] Inductiemachines 90

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

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

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

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

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

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

Oversynchrone remming Inductiemachines 97

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

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

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

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

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

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

Poolpaartal Dahlander II N S N S Inductiemachines 104

Frequentiesturing Gelijkrichter Tussenkring Invertor Net M 3~ Last Inductiemachines 105

Verhouding spanning-frequentie U = 4, 44. w. f. φ f eff U U f f 1 = f f 1 400 U [V] 00 40 f [Hz] 5 5 50 Inductiemachines 106

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

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

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

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

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

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

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

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

Oversnelheid T T nom [-] 1 0,5 n [t/min] 0 1500 3000 6000 Inductiemachines 115

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

Weerstandsremming Gelijkrichter Invertor Net M 3~ Weerstand Inductiemachines 117

Energierecuperatie Gelijkrichter Invertor Net M 3~ Reminvertor Inductiemachines 118

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

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

Driefasige inductiemotor met kooirotor I 7 8 5 3 6 4 3 5 1 1 10 9 10 11 14 13 Inductiemachines 11

Driefasige inductiemotor met kooirotor II Inductiemachines 1

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

Spoelen in ronde wikkeldraad Inductiemachines 14

Voorgevormde spoelen voor een hoogspanningswikkeling Inductiemachines 15

Sleepringrotor en borsteldrager Inductiemachines 16

Enkelkooirotor Gelamelleerde rotorkern Rotorstaven Inductiemachines 17

Enkelkooirotor zonder blik en rotor met gespoten Al kooi Inductiemachines 18

Rotoruiteinde met blikpakket Inductiemachines 19

Kooirotorvormer Inductiemachines 130

Stator- en rotorblik Inductiemachines 131

Statorbehuizing van een normmotor en statorblikpakket Inductiemachines 13

Verticale en horizontale uitvoeringsvorm Inductiemachines 133

Grenstemperaturen voor isolatieklassen A, E, B, F en H 180 θ o [ C] 155 130 10 105 60 75 80 105 15 E l T l 40 T a A E B F H Inductiemachines 134

Inwendig gekoelde motor en motor met warmtewisselaar Inductiemachines 135

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

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

Equivalent schema ' 1 1 1 1σ 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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Rotor voor een turbogenerator Inductiemachines 158

Gelaste rotorconstructie Inductiemachines 159

Klauwpoolalternator van een wagen Inductiemachines 160

Rotor met uitspringende polen Inductiemachines 161

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

Borstelloze schijfrotormotor Inductiemachines 163

Maxon borstelloze motor Inductiemachines 164

Reluctantiemotor Rotorkooi Rotorstaaf Inductiemachines 165

Geschakelde reluctantiemotor Rotorpool Statorwinding Statorpool Inductiemachines 166

Stappenmotor I Inductiemachines 167

Stappenmotor II Inductiemachines 168

Stappenmotor III Inductiemachines 169