Eenfasige motor met hulpwikkeling

Eenfasige asynchrone motor
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.
Eenfasige asynchrone motor
• In de tertiaire sector is vaak geen 3fspanning aanwezig. Nochtans is hier ook
nood aan motoren.
• Bv. wasmachines, grasmaaiers, …
AC - Motoren @Home?
o.a.
• Ventilator
• Droogkast
• Wasmachine
• Kleine pompen
• …
Géén drie fasen in huis!!!
> oplossingen?
- éénfase motoren
- driefase motoren (steinmetzschakeling)
Éénfasige inductiemotor
BOUW
WERKING
SCHAKELING
Bouw
• Stator = éénfasige wikkeling
• Rotor = kooirotor
Herhaling:
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
MAAR…
Vanuit stilstand
start de eenfasige motor zonder hulpwikkeling NIET op.
Hoe verklaren we dit?
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.
> Ontbinding van wisselveld in 2 ingebeelde draaivelden
N
Φ
Z
N
Φ1
Φ
Z
Φ2
• De draaivelden zijn tegengesteld aan elkaar en hebben
een amplitude gelijk aan de helft van het wisselveld.
Elke flux levert een ‘eigen’ koppel.
rechtsdraaiend
linksdraaiend
Verklaring waarom de motor niet opstart vanuit stilstand:
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 (n=0) zijn beide koppels even groot. Het resulterende
drijvend koppel = 0. De motor kan niet uit zichzelf aanlopen.
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.
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
2. De éénfasige motor mét hulpwikkeling –
Algemene configuratie
• In de stator
– Hoofdwikkeling
– Aanloop- of hulpwikkeling
U1
Z2
Z1
U2
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.
M
1~
Algemene configuratie
• Koppeltoerentalcurve?
Koppeltoerental
e voor motor
met 1
Wikkelingsfase
gevoed
Hoe kunnen we de stromen 90° verschuiven?
• Éénfasige motor met inductieve aanloopfase
• Éénfasige motor met capacitieve aanloopfase
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
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.
Eenfasige ASM met hulpwikkeling –
Inductieve wikkeling
Eenfasige ASM met hulpwikkeling –
Inductieve wikkeling
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 centrifugaalschakelaar.
• Geschikt voor motoren
tot 250W!
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!
1~ motor met hulpwikkeling met capaciteit: bedrijfsCondensator
1~ motor met hulpwikkeling met capaciteit: bedrijfsCondensator
• Condensatormotor
• C & hulpwikkeling vormen een serietrillingskring.
– ! Uc > Unet is mogelijk !
– C berekend i.f.v. start- en bedrijfseigenschappen
.
1~ motor met hulpwikkeling met capaciteit: bedrijfsCondensator
1~ motor met hulpwikkeling met capaciteit: bedrijfsCondensator
1~ motor met hulpwikkeling met capaciteit: bedrijfsCondensator
Koppeltoerental d voor motor met bedrijfscondensator
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.
1~ motor met hulpwikkeling met capaciteit: bedrijfsCondensator
Hier is geen centrifugaalschakelaar nodig.
Het aanzetkoppel is ongeveer 50 tot 80%
van Tn.
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, …)
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.
1~ motor met hulpwikkeling met StartCondensator
• Op koppeltoerentalgrafiek:
– Curve d
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.
1~ motor met hulpwikkeling met StartCondensator
Wordt toegepast bij:
• Airconditioning compressoren
• Riemaangedraven ventilatoren
• Was- en zwiermachines
Arbeidsfactor bedraagt
0,6 tot 0,7
1~ motor met hulpwikkeling met bedrijfs- en startcondensator
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
1~ motor met hulpwikkeling met bedrijfs- en startcondensator
1~ motor met hulpwikkeling met bedrijfs- en startcondensator
• Op koppeltoerentalgrafiek:
– Curve c
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.
1~ motor met hulpwikkeling met bedrijfs- en startcondensator
De arbeidsfactor ligt tussen 0,8 en 1
Het aanloopkoppel bedraagt 300% van Tn!!
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
Omkeren van de draaizin
• In één van de twee wikkelingen moet de stroom
omgekeerd worden. Meestal gebeurt dit in de
hulpwikkeling.