Elektromotoren

Een draaistroommotor is opgebouwd uit een stilstaande stator met veldwikkelingen en een draaiende rotor met kortgesloten geleiders. De drie wikkelingen van de stator worden aangesloten op drie sinusvormige wisselspanningen met gelijke frequentie maar met een faseverschil van 120°. Hierdoor ontstaat er een magnetisch veld dat met de frequentie van deze wisselspanning ronddraait, het draaiveld.


Het 3 fase voedingsnet van 400V, krachtstroom, ziet er als volgt uit:
Tussen elk van de fasen (L1, L2, L3) en de nul (N) staat 230 V, dit is de fasespanning. Tussen twee fasen onderling staat 400 V, de lijnspanning. (fig.1.)


elektromotoren1.jpg

In een driehoek schakeling gaat de volledige lijnspanning van 400 V over de spoel en bij een ster schakeling is dit 230 V.

230/400 V
De meeste draaistroommotoren worden vanaf 0,09 kW tot 4 kW standaard uitgevoerd met een wikkeling 230/400 Volt. De laagste spanning - 230 V - geeft de spanning aan waarvoor de wikkeling (spoel) is gemaakt.
Hoe sluiten we nu een 230/400 V elektromotor aan op een netspanning van 400 V? De spoelspanning van deze motor is dus 230 V en dat betekent dus dat we deze motor in ster moeten aansluiten. Dit aansluiten in ster doen we door de metalen plaatjes in de klemmenkast van de motor op de juiste manier aan te sluiten (fig. 2). Dus W2 verbinden met U2 en U2 weer verbinden met V2.

elektromotoren2.jpg

400/690 V
De meeste draaistroommotoren vanaf 4 kW worden standaard uitgevoerd met een wikkeling van 400/690 V. Hoe sluiten we deze aan op een netspanning van 3 x 400 V? De spoelspanning van deze motor is 400 V en dat houdt in dat we deze motor in driehoek gaan aansluiten (fig. 3).

elektromotoren3.jpg

Frequentieregelaar
In de praktijk gebeurt het natuurlijk wel eens dat we een draaistroommotor aansluiten op een frequentieregelaar. Welke schakeling gebruiken we dan bij een netspanning van 400V?
In het geval van een 230/400 V motor en een 3 fase 400 V frequentieregelaar passen we de ster schakeling weer toe.
Nemen we echter een 1 fase frequentieregelaar van 230 V dan wordt het een ander verhaal.
De 1 fase regelaar transformeert de 1 fase 230 V voeding spanning om naar een 3 fase 230 V lijnspanning.
We sluiten de motor dan in driehoek aan zodat de volledige spanning van 230 V over de spoel gaat.
De driehoek schakeling gebruiken we ook weer indien we een 400/690 V motor in combinatie met een 3 fase 400 V frequentieregelaar toepassen.

Verkeerd aansluiten
Wat zijn de gevolgen van verkeerd aansluiten? Wat gebeurt er als je een 230/400 V motor in driehoek aansluit, of een 400/690 V motor in ster?
Een 230/400 V in driehoek geeft een overspanning op de spoelen, de wikkeling zal direct verbranden.
Bij een 400/690 V in sterpunt zal onderspanning optreden en gebeurt er niet direct iets. Onderspanning betekend dat de motor veel stroom zal vragen om het vermogen te leveren. Na verloop van tijd wordt de motor erg warm en zal gaan verbranden indien er geen motorbeveiliging aanwezig is

De bouwvorm van een elektromotor bepalen

elektromotoren4.jpg

Beschermingsklasse IP voor elektromotoren
Voor roterende elektrische machines zijn beschermingsgradaties vastgesteld tegen het binnendringen van stofdeeltjes en vloeistoffen. Een en ander is vastgelegd in de norm: IEC 34-5 (NEN-EN 60034-5)
De beschermingsgraad van elektromotoren wordt aangeduid met een IP-klasse met twee cijfers voor bescherming tegen respectievelijk vaste delen en water. Een voorbeeld is beschermingsklasse IP55.
• IP = de klasse van de beschermingsgraad tegen het binnendringen van vreemde componenten.
• Het eerste cijfer 5 = beperkt stofdicht, het binnendringende stof mag de werking van de motor niet nadelig beïnvloeden.
• Het tweede cijfer 5 = bescherming tegen waterstralen (onder een beperkte druk) uit een willekeurige richting.
Hoe hoger de cijfers des te groter de graad van bescherming. Dat is ook te zien in onderstaande tabellen.

elektromotoren5.jpg

Isolatieklasse elektromotoren
In elektromotoren worden diverse isolatiematerialen toegepast met elk een eigen functie.
De meest belangrijke zijn:
• isolatie van het wikkeldraad
• groef- en fase-isolatiematerialen voor isolatie tussen wikkeling en het statorblikpakket en fase-wikkelingen onderling
• impregnering van de complete wikkeling
• isolatiekous voor doorverbindingen
• isolatie van uitlopers (o.a. de verbinding tussen de wikkeling en het klemmenbord)

Alle isolatiematerialen die in elektromotoren gebruikt worden, zijn onderverdeeld in klassen. Deze isolatieklassen worden aangeduid met de letters A, E, B, F en H. Elke klasse heeft een eigen temperatuurgrens.
Isolatiemateriaal van een bepaalde klasse behoudt bij de bijbehorende grenstemperatuur z'n mechanische en elektrische eigenschappen met een lange levensduur. Aan de hand van de temperatuurgrenzen worden tevens de maximaal toelaatbare bedrijfstemperaturen van de wikkeling in de elektromotor bepaald.
Hierbij gaat men uit van een continu gebruik (S1) van het nominale vermogen bij een omgevingstemperatuur van 40 °C voor landinstallaties.

elektromotoren6.jpg

 

Aantal polen en toerental elektromotoren

elektromotoren7.jpg

Koeling van elektromotoren:

Standaard draaistroommotoren zijn voorzien van een koelventilator of schoepenrad, die door de motor zelf wordt aangedreven en zo dus de motor koelt. Dit betekent voor de ventilator of het schoepenrad, dat de luchtopbrengst kwadratisch met het toerental toe of af neemt. Hierdoor heeft de koelventilator of het schoepenrad bij gebruik onder de 20Hz niet genoeg luchtopbrengst om de motor bij het volle koppel voldoende te koelen. Een richtlijn is, dat bij gebruik onder de 10 Hz het koppel niet hoger mag zijn dan 60%. Wanneer er toch een hoger koppel nodig/gewenst is, dan moet er een andere ventilator met voldoende capaciteit bij gemonteerd worden om de motor te koelen (geforceerde koeling). Sommige frequentieregelaars kunnen zelf rekening houden met dit koelprobleem en beschermen de motor tegen oververhitting. Dit kan ook simpel opgelost worden, door een motor te kiezen met PTC en deze PTC op de regelaar aan te sluiten. 

elektromotoren8.jpg

Deze website maakt gebruik van cookies

De noodzakelijke cookies zijn nodig voor het functioneren van de website. De statistiek-cookies verzamelen geen persoonsgegevens en helpen ons de site te verbeteren. Overige cookies zorgen voor een optimaal werkende website inclusief embedded content. Bekijk het cookiebeleid.