Upload
vanphuc
View
364
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
VG3 ELEKTRIKER
Motoranlegg
FEL § 26, § 29, § 30, s. 40
NEK400-445 og 537
Moellers Motorhåndboka
Eskolen kap. 18
Trefaset asynkron kortslutningsmotor
Fordeler:
Enkel men robust oppbygning
Kraftig dreiemoment
Billig å produsere
Driftssikker
Lite vedlikehold (kun rengjøring og evt. smøring)
Ulemper:
Høy startstrøm
(Har vært) vanskelig å regulere (turtall og moment)
Y∆-vender, mykstarter og frekvensomformer kan redusere/eliminere ulempene.
2
Statorviklinger
Klemmebrett
Kulelager
Rotor
Kjølevifte
Smørenippel
3
3-fase vekselspenning
-500
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
500
0 60 120 180 240 300 360 420
Sp
en
nin
g i
(Vo
lt)
Dreievinkel i (°)
Vekselstrøm
L1 L2 L3
N
S
Fred Gabrielsen, Krokeide videregående skole
4
Trefaset asynkron kortslutningsmotor
Statorviklinger
3-polt motor
Kortslutningsrotor
5
Staver (ledere)
Kortslutningsringer
Asynkronmotorens virkemåte
1. Statoren setter opp et dreiefelt (roterende magnetfelt)
2. Dreiefeltet induserer spenning og strøm i stavene i
rotoren
3. Det dannes et magnetfelt rundt stavene som virker
motsatt av dreiefeltet, og rotoren dras dermed rundt
av dreiefeltet
4. Når hastigheten til rotoren nærmer seg hastigheten til
dreiefeltet, minker strømmen og magnetfeltet i rotoren.
Rotoren kan derfor aldri ha samme turtall som
dreiefeltet. Dette kalles sakking.
6
Asynkronmotorens turtall
Synkront turtall (Dreiefeltets turtall):
f = nettfrekvensen
P = antall polpar pr. fase
Sakkingen (s) er forskjellen mellom det synkrone turtallet
(ns) og motorens turtall (n):
Eller sagt på en annen måte: Motorens turtall (n) er
synkront turtall (ns) minus sakking (s):
Sakkingen øker med belastningen på motoren.
Motorens turtall er oppgitt ved merkeeffekt.
P
fns
60
nns s
snn s
7
Asynkronmotorens turtall
Eksempel 1:
En 50Hz asynkronmotor har 2 polpar. Beregn det synkrone
turtallet.
Motorens turtall er oppgitt til 1430 rpm. Hvor stor er
sakkingen (i rpm og %)?
Eksempel 2:
En 50Hz asynkronmotor har et turtall på 720rpm. Hva er det
synkrone turtallet?
Hvor stor er sakkingen (i rpm og %)?
8
Asynkronmotorens effektforhold
Merkeeffekt er nominell avgitt effekt, dvs. mekanisk
effekt på motorakslingen (P2).
Tilført effekt beregnes av data på motorens merkeskilt:
Effekttap:
Kobbertap (varmetap)
Jerntap (ommagnetisering av jernkjernen)
Mekaniske tap (friksjonstap)
En annen måte å angi tap på
er ved motorens virkningsgrad:
3cos1 IUP
1
2
P
P
9
21 PPP
Oppgave
En asynkronmotor er merket med:
2,2kW Y/D 400/230 V 5/8,7 A Cos 0,81
Finn tilført effekt, P1
Finn effekttapet, ∆P
Finn motorens virkningsgrad,
10
Asynkronmotorens klemmebrett
En 230/400V motor må kobles i Y til 400V, men kan kobles i både Y og ∆ til 230V (faseviklingene tåler maks 230V)
Dreieretningen endres ved å bytte to faser (da endrer dreiefeltet retning)
11
Vedlikehold
Rengjøring (viftehus, kjøleribber)
Smøring/bytting av lagre
Feilsøking
Måle motorstrøm med tangamperemeter
Bør være tilnærmet lik i alle faser
Måle isolasjonsresistansen i viklingene (> 1M)
Fase – jord
Mellom viklinger (lasker frakoblet)
Ohming av viklinger
Brudd
Kortslutning
Samme resistans (± 5%) på alle 3 viklinger → OK
Trefaset asynkron kortslutningsmotor 12
”Vanlige” motorkoblinger
Direktestart Direktestart med motorvernbryter (vanligvis små motorer)
Direktestart med kontaktor
Dreieretningsvender Manuell dreieretningsvender
Dreieretningsvender med kontaktorer
Y∆-vender Manuell Y∆-vender (vanligvis små motorer)
Automatisk Y∆-vender (Kontaktorstyring)
Flerhastighetsmotorer
Mykstarter og frekvensomformer
13
Asynkronmotorens startstrøm
Ved direktestart er startstrømmen er 5 – 7 ganger større enn merkestrøm
Kan være oppgitt i motordata som IA/IN
Varigheten av startstrømmen avhenger av belastningen
Kortslutningsvernet må ha I4 større enn motorens startstrøm (og I5 mindre enn Ikmin)
14
I4 I5 Startstrøm
Ikmin
Vern av motor
Motorvernbryter (”Justerbar automatsikring”)
Betjeningsbryter (kun små motorer)
Overbelastningsvern (bimetall)
Kortslutningsvern (elektromagn. utløsning)
Kan ha nullspennings-utløser (må sjekkes)
Motorvernbryteren stilles vanligvis inn på motorens merkestrøm (Ib = In)
I2 = 1,2 x In
I5 må finnes i tekniske data
15
Oppgave
En asynkronmotor er merket med:
5,5kW Y/D 400/230 V 11,3/19,6 A Cos 0,82
Nettsystem er IT 230V, og i fordelingen har vi fått oppgitt: Ik2pmin = 2kA og Ik3pmaks = 4kA
Kabel til motoren skal legges på stige sammen med en annen motorkabel. Kabellengden blir 35m.
Motoren skal sikres med motorvernbryter.
1. Tegn hovedstrømskjema
2. Dimensjoner kabel og vern
3. Skriv materialliste (se bl.a. Motorhåndboka s. 37)
4. Finn effekttapet og beregn motorens virkningsgrad
16
Vern av motor 17
Separat
kortslutningsvern og
motorvern (bimetallrelé)
I4 må være større
enn startstrømmen
Motorvernet stilles inn
på motorens merkestrøm
(Ib = In)
I2 = 1,2 x In
Valg av kontaktor
Kontaktor må velges for riktig driftskategori:
18
Oppgave
En asynkronmotor er merket med:
7,5kW Y/∆ 400/230 V 15,2/26,4 A Cos 0,82
Nettsystem er IT 230V, og i fordelingen har vi fått oppgitt: Ik2pmin = 1,2kA og Ik3pmaks = 5kA
Kabel til motoren skal legges på stige sammen med tre andre motorkabler. Kabellengden blir 25m.
Motoren skal sikres med bimetallrelé og kortslutningsvern.
1. Tegn hovedstrømskjema
2. Dimensjoner kabel og vern
3. Skriv materialliste (se bl.a. Motorhåndboka s. 31)
4. Finn effekttapet og beregn motorens virkningsgrad
19
Asynkronmotorens startstrøm
Startstrømmen kan begrenses med:
Y∆-vender:
Motoren kobles først i Y
Når ordinært turtall er oppnådd kobles motoren i ∆
Strømmen (og dreiemomentet) i Y er 1/3 av strømmen i ∆.
Motoren må derfor startes uten belastning.
Mykstarter:
Elektronisk styring som kontrollerer startforløpet ved å justere spenningen til motoren (ikke egnet til tung start)
Frekvensomformer:
Elektronisk regulering av spenning og frekvens for å styre motorens moment (kraft) og turtall både i startforløpet og under drift.
20
Vern av motor startet med Y∆-vender
Y∆-vender
Brukes for å begrense startstrømmen
til 2 – 3 ganger merkestrøm
Motoren kobles først i Y, deretter i ∆
Y-kobling og ∆-kobling skjer på
kontaktorene
2 kabler til motoren
Hver kabel fører maks fasestrøm
Motorvern (bimetallrelé) kun på den
ene kabelen; stilles inn på fasestrøm!
21
Automatisk Y/∆-vender, hovedstrømskjema
22
Kortslutningsvern (KV): In > I (motorens merkestrøm)
NEK400-434.5.2: Ik2pmin > I5 gir vanligvis rask
nok utkobling ved bruk av automatsikring. Disse ledningene fører
motorens merkestrøm (I).
Bimetallrelé (OV).
Stilles inn på motorens
fasestrøm.
I trekant fører hver av
disse kablene motorens
fasestrøm.
3
II f
NEK400-433.1:
Krav 1: Ib = In ≤ Iz
(Ib er If)
Krav 2: I2 ≤ 1,45 x Iz
NB! Pass på faserekkefølgen
ved tilkobling.
Oppgave
En asynkronmotor er merket med:
30kW Y/∆ 400/230 V 55/96 A Cos 0,85
Nettsystem er IT 230V, og i fordelingen har vi fått oppgitt: Ik2pmin = 3kA og Ik3pmaks = 6kA
Kablene til motoren skal legges på stige sammen med fire andre motorkabler. Kabellengden blir 35m.
Motoren skal startes med YD-vender og sikres med bimetallrelé og kortslutningsvern.
1. Tegn hovedstrømskjema
2. Dimensjoner kabler og vern
3. Skriv materialliste (se bl.a. Motorhåndboka s. 39)
23
Asynkronmotorens merkeskilt 24
Dokumentasjon av motoranlegg
Arrangementstegning
Hovedstrømskjema
Styrestrømskjema
Rekkeklemmetabell
Tabell over interne koblinger
Funksjonsbeskrivelse
25
Dokumentasjon av motoranlegg
Arrangementstegning
Eksempler på
referanser:
=R1-X1:24
=R1-F3:95
=R1-S1:1
26
Dokumentasjon av motoranlegg
Referansesystem for merking
Referansesystem for merking, fire nivåer:
Bokstavkoder
Nivå Symbol Forklaring Eksempel
1 + Overordnet, f. eks. et bygg, et anlegg el.
en prosess + A (Bygg A)
2 = Montasjested, f. eks. rom, tavle, styrepult… = R1 (Styreskap R1)
3 – Komponent
- Q1 (Lastkontaktor nr.1)
- K1 (Hjelperelé nr.1)
- F3 (Vern nr. 3)
4 : Tilkoblingsklemme eller ledningsmerking :13 (Klemme nr. 13)
: 2 (Leder nr. 2)
27
Dokumentasjon av motoranlegg
Skjemategninger 28
Hovedstrømskjema
Styrestrømskjema
Nødstopp
Start
Stopp
Motorvern –M1
Motorvern –M2
Dokumentasjon av motoranlegg
Rekkeklemmetabeller 29
Dokumentasjon av motoranlegg
Interne koblingstabeller 30
Dokumentasjon av motoranlegg
Funksjonsbeskrivelse
Ved betjening av startknapp starter transportbånd 2.
Etter 10 sek. starter transportbånd 1.
Begge bånd stopper samtidig ved betjening av
stoppknapp.
Ved feil på en av motorene stopper begge motorer.
31
Momenter oppg. 59
Dette legger jeg vekt på ved vurdering av
styrestrømskjema:
1. Korrekte symboler med riktige klemmenr.
2. Oversiktlig, ryddig og ”lettlest” tegning
Komponenter på linje
Nok ”luft” mellom komponenter/strømveier
3. Koblingsriktig tegning
4. Rekkeklemmer til eksterne brytere
32
33
Eksempel på skjemategning: Direktestart av motor med kontaktor: •Hovedstrømskjema
•Styrestrømskjema
Hovedstrøm-
sikring Styrestrøm-
sikring
Kontaktor
Bimetallrelé
Rekke-
klemmer
Sikkerhets-
bryter
Bimetallrelé
Kontaktor
Startbryter
Stoppbryter
Sikkerhets-
bryter
Hold
ekonta
kt
Motor
Dreieretningsvender, eksempel
34
Nødstopp
Tid
sre
lé, fo
rsin
ket
ut
Forr
iglin
g
Automatisk
Y/∆-vender 35
Obs!
Motorvern
stilles på
motorens
fasestrøm:
If = I/√3
-k
on
takto
r
Y-k
on
takto
r
Tid
sre
lé, fo
rsin
ke
t in
n
Ho
ve
d-k
on
takto
r
Oppgave skjemategning
Tegn styrestrømsskjema for en kontaktor (-Q1) som skal
styre en lyskurs for gatelys med følgende funksjoner:
1. Lyset skal kunne tennes med en bryter (ikke impulsbryter)
for å sjekke om noen av lyskildene er defekt og må byttes
2. Lyset skal tennes automatisk når det blir mørkt
3. Lyset skal slukkes mellom kl. 24:00 og 05:00
Bruk f. eks. Elkoboken for å finne korrekte symboler
Prøv å tegne rekkeklemmer for det utstyret som står
utenfor skapet.
36
Asynkronmotorens temperaturklasser
Angir maksimal driftstemperatur for motorviklingene
Klasse A: 105C
Klasse E: 120C
Klasse B: 130C
Klasse F: 155C
Klasse H: 180C
Maksimal
omgivelsestemperatur
for alle klasser er 40C
37
Asynkronmotorens driftsarter
Ni driftsarter for å beskrive motorens driftsforhold
Belastet (N)
Tomgang (V)
Pause (R)
Starttid (D)
Elektronisk
bremsetid (F)
38
Trefasemotor koblet til to faser
Kun små motorer (< ca. 2kW)
Kondensator kobles i hht. skjema
Størrelse på kondensator
velges fra tabell
Driftskondensator
(ca 70% startmoment)
Startkondensator
(ca 150% startmoment)
39
40
Trefasemotorer med flere hastigheter
Motor med adskilte viklinger
2 hastigheter i flere forhold (1:2, 1:3, 1:4, …)
Dahlanderkoblet motor
2 hastigheter (1:2)
Kombinasjon av Y og ∆-kobling av flere viklinger
Koblingsbrett motor helt likt standard asynkronmotor
Styrestrømskjema til forveksling likt Y∆-vender
Kombinasjon av adskilte viklinger og Dahlanderkobling
3 hastigheter
Flerhastighetsmotorer er store og dyre
Erstattet av standard asynkronmotor styrt med
frekvensomformer
41
Start av motor med adskilte viklinger 42
Dahlanderkoblet motor 43
Manuell Y/∆-vender 44
Nytt bilde
Kobling av bimetallrele til 2 faser
Forskjellige festebraketter (fot/flens) på motorer
45