Eenfasige asynchrone motor

1
Eenfasige asynchrone motor
2
Eenfasige asynchrone motor

• Inductiemotor
• In de industrie worden telkens 3f-ASM gebruikt.
  Deze zijn krachtig, vergen weinig onderhoud en
  zijn bedrijfszeker.
• Je hebt een 3fasige spanning nodig om een
  draaiveld te kunnen opwekken.

3
Eenfasige asynchrone motor

• In de tertiaire sector is vaak geen 3f-spanning
  aanwezig. Nochtans is hier ook nood aan motoren.
• Bv. wasmachines, grasmaaiers,

4
AC - Motoren _at_Home?

• o.a.
• Ventilator
• Droogkast
• Wasmachine
• Kleine pompen
• Géén drie fasen in huis!!!
• gt oplossingen?
• - éénfase motoren
• - driefase motoren (steinmetzschakeling)

5
Éénfasige inductiemotor
BOUW
SCHAKELING
WERKING
6
Bouw

• Stator éénfasige wikkeling
• Rotor kooirotor

7
Herhaling
8
overzicht

• Eenfasige motor zonder hulpwikkeling
• Probleem?
• Eenfasige motor met hulpwikkeling
• Algemene configuratie
• Met inductieve wikkeling
• Met bedrijfscondensator
• Met startcondensator
• Met start- en bedrijfscondensator
• Omkeren van de draaizin

9
MAAR

• Vanuit stilstand start de eenfasige motor zonder
  hulpwikkeling NIET op.
• Hoe verklaren we dit?

10
MAAR

• De veldlijnen snijden geen rotorstaven
• Er is geen opgewekte emk dus is er geen
  inductiestroom.
• Aangezien er geen inductiestroom is zijn er geen
  lorentzkrachten en kan de rotor niet bewegen.

11
gt Ontbinding van wisselveld in 2 ingebeelde
draaivelden
F
F

• De draaivelden zijn tegengesteld aan elkaar en
  hebben een amplitude gelijk aan de helft van het
  wisselveld.

12
Elke flux levert een eigen koppel.
rechtsdraaiend
linksdraaiend
Verklaring waarom de motor niet opstart vanuit
stilstand
13
Elke flux levert een eigen koppel.
rechtsdraaiend
linksdraaiend
Verklaring waarom de motor niet opstart vanuit
stilstand
Beide draaivelden induceren in de rotorstaven
stromen waardoor twee koppels (T1 en T2) ontstaan
die in tegengestelde zin werken. Bij een
stilstaande rotor (n0) zijn beide koppels even
groot. Het resulterende drijvend koppel 0. De
motor kan niet uit zichzelf aanlopen.
14
Oplossingen om motor vanuit stilstand te laten
werken

• Lanceren van de motor is wenselijk.
• Resulterend koppel is niet langer nul.
• Lanceersnelheid voldoende hoog! Zo kan
  tegenwerkend koppel door resulterend koppel
  overwonnen worden.
• Hoe lanceren?
• Handmatig de motor aanzetten (vroeger)
• Hulpwikkeling voorzien zodat motor automatisch
  aanloopt.
• Opgepast!
• Om geen te grote stroomstoot te krijgen, mag de
  spanning pas ingeschakeld worden na het lanceren.

15
overzicht

• Eenfasige motor zonder hulpwikkeling
• Probleem?
• Eenfasige motor met hulpwikkeling
• Algemene configuratie
• Met inductieve wikkeling
• Met bedrijfscondensator
• Met startcondensator
• Met start- en bedrijfscondensator
• Omkeren van de draaizin

16
2. De éénfasige motor mét hulpwikkeling
Algemene configuratie

• In de stator
• Hoofdwikkeling
• Aanloop- of hulpwikkeling

M 1
Stromen in beide wikkelingen 90 verschoven!
Via C of L of
ER IS EEN DRAAIVELD in de stator! Zie ontstaan
van een draaiveld bij synchrone motoren.
17
Algemene configuratie

• Koppeltoerentalcurve?

Koppeltoerental e voor motor met 1 Wikkelingsfase
gevoed
18
Hoe kunnen we de stromen 90 verschuiven?

• Éénfasige motor met inductieve aanloopfase
• Éénfasige motor met capacitieve aanloopfase

19
Eenfasige ASM met hulpwikkeling Inductieve
wikkeling

• Met een hulpwikkeling creëren we een soort
  draaiveld waardoor de motor zelf start.
• U1-U2 statorwikkeling
• Veel windingen
• Grote doorsnede
• Xl groot en R klein
• I1 bijna 90 verschoven tov U

20
Eenfasige ASM met hulpwikkeling Inductieve
wikkeling

• Z1-Z2 hulpwikkeling
• 90 elektrisch verschoven
• Minder windingen en kleinere doorsnede
• Xl kleiner en R groter
• I2 bijna in fase met U
• Hierdoor is er een faseverschuiving van ongeveer
  30 tussen I1 en I2 voldoende om een draaiend
  magnetisch veld op te wekken.

21
Eenfasige ASM met hulpwikkeling Inductieve
wikkeling
22
Eenfasige ASM met hulpwikkeling Inductieve
wikkeling
23
Eenfasige ASM met hulpwikkeling Inductieve
wikkeling

• De hulpwikkeling moet uitgeschakeld worden anders
  zou deze doorbranden door de kleine doorsnede!
  Deze wordt uitgeschakeld d.m.v. een
  centrifugaal-schakelaar.
• Geschikt voor motoren
• tot 250W!

24
Eenfasige ASM met hulpwikkeling Inductieve
wikkeling

• Arbeidsfactor bedraagt slechts 0,6 tot 0,7.
• Aanloopkoppel is 100 van Tn. Bij driefasige
  motoren was het aanloopkoppel meestal 150 van Tn!

25
1 motor met hulpwikkeling met capaciteit
bedrijfsCondensator
26
1 motor met hulpwikkeling met capaciteit
bedrijfsCondensator

• Condensatormotor
• C hulpwikkeling vormen een serietrillingskring.
• ! Uc gt Unet is mogelijk !
• C berekend i.f.v. start- en bedrijfseigenschappen
• .

27
1 motor met hulpwikkeling met capaciteit
bedrijfsCondensator
28
1 motor met hulpwikkeling met capaciteit
bedrijfsCondensator
29
1 motor met hulpwikkeling met capaciteit
bedrijfsCondensator
Koppeltoerental d voor motor met
bedrijfscondensator
30
1 motor met hulpwikkeling met capaciteit
bedrijfsCondensator

• Bij sommige uitvoeringen blijft de hulpwikkeling
  met condensator in bedrijf.
• De bedrijfscondensator en hulmpwikkeling moeten
  hiervoor aangepast zijn.
• De arbeidsfactor ligt tussen de 0,8 en 1.

31
1 motor met hulpwikkeling met capaciteit
bedrijfsCondensator

• Hier is geen centrifugaalschakelaar nodig.
• Het aanzetkoppel is ongeveer 50 tot 80 van Tn.

32
1 motor met hulpwikkeling met capaciteit
bedrijfsCondensator

• Wordt gebruikt bij toepassingen die een laag
  startkoppel en een goed bedrijfskoppel nodig
  hebben. (Bijvoorbeeld bij centrifugaalpomp,
  ventilator, cirkelzaag, )

33
1 motor met hulpwikkeling met StartCondensator

• Soms wordt C uitgeschakeld na opstart.
• Reden
• Motor kan eenmaal in bedrijf uit zichzelf verder
  draaien zonder hulpwikkeling
• Voordeel
• Kiezen van C om een hoog aanloopkoppel te
  krijgen.

34
1 motor met hulpwikkeling met StartCondensator

• Op koppeltoerentalgrafiek
• Curve d

35
1 motor met hulpwikkeling met StartCondensator

• Condensator is in serie geschakeld met de
  hulpwikkeling.
• De stroom I2 is ongeveer 90 verschoven tov I1.
  Hierdoor heeft dit type motor een groot
  aanloopkoppel van 300 Tn.
• De hulpwikkeling wordt bij 3/4e van de synchrone
  snelheid uitgeschakeld.

36
1 motor met hulpwikkeling met StartCondensator

• Wordt toegepast bij
• Airconditioning compressoren
• Riemaangedraven ventilatoren
• Was- en zwiermachines
• Arbeidsfactor bedraagt
• 0,6 tot 0,7

37
1 motor met hulpwikkeling met bedrijfs- en
startcondensator
38
1 motor met hulpwikkeling met bedrijfs- en
startcondensator

• Cstart uitschakelen?
• Laag koppel blijft.
• Lastkoppel te groot?
• Motor zal niet draaien
• Oplossing
• Een startC voor de opstart
• Een bedrijfsC tijdens regimetoestand

39
1 motor met hulpwikkeling met bedrijfs- en
startcondensator
40
1 motor met hulpwikkeling met bedrijfs- en
startcondensator

• Op koppeltoerentalgrafiek
• Curve c

41
1 motor met hulpwikkeling met bedrijfs- en
startcondensator

• Motorkoppel wordt vergroot door een condensator
  parallel te schakelen met de bedrijfscondensator.
• De aanloopcondensator wordt na het aanlopen
  uitgeschakeld door schakelaar S1.

42
1 motor met hulpwikkeling met bedrijfs- en
startcondensator

• De arbeidsfactor ligt tussen 0,8 en 1
• Het aanloopkoppel bedraagt 300 van Tn!!

43
overzicht

• Eenfasige motor zonder hulpwikkeling
• Probleem?
• Eenfasige motor met hulpwikkeling
• Algemene configuratie
• Met inductieve wikkeling
• Met bedrijfscondensator
• Met startcondensator
• Met start- en bedrijfscondensator
• Omkeren van de draaizin

44
Omkeren van de draaizin

• In één van de twee wikkelingen moet de stroom
  omgekeerd worden. Meestal gebeurt dit in de
  hulpwikkeling.