Hyr långa kablar mellan Y/D-start och motor?

[GK100]

Så här i nördtråd och när Mikael öppnat ny tråd med diverse kring asynkronmotorer tänkte jag det kunde passa med ett litet förklarande diagram för just Y/D och fallet fläkt/pumpdrifter. Allt utgående från just namnet induktionsmotor och att den så här lite slappt helt kan beskrivas som en trafo är några typiska grafer lagda enligt förenklade beskrivande ekvationer för motortypen.

Allt anpassat för att ge en rimlig bild av en standardmotor och med typiska värden R/X för rotorn som är helt avgörande för hur de beter sig däremot normaliserat så inga numeriska värden gäller för någon specifik. Att se den som en trafo ger fördelar i hur man kan göra enkel modell och samtidigt hur man för de som känner till det kan göra enkla typmätningar på den på samma sätt som en trafo och då ringa in individen på ett bra sätt.

Inloggade ser högupplösta bilder

Logga in

Skapa konto

Gratis och tar endast 30 sekunder

Röda ger moment/varvtal vid sänkt spänning dvs under Y-läge under starten och gröna vid märkspänning dvs D-läge efter start eller vid direktstart. Blå prickade är två typiska fläkt/pumpkurvor och den undre är konservativ på rätt sida och övre lätt åt överlastade hållet. Så en vettig dimensionering bör ligga någonstans däremellan och båda skulle kunna ses som ok, däremot skiljer de sig rejält i vad som skrivs i tråden kring strömstöt.vid omkoppling. Syns tydligt så här i diagram med nivåer och areor för ögonen.

Som synes är det lättstartat med pump/fläkt och med låga dimensioneringen finns rejäl konstant marginal för acc synlig som streckat område under röd tillhörande avstånd och yta skärning röd/grön är också liten och dämpar omkopplingsfenomenen. Vid den tyngre driften är det som synes segt och avtagande marginal med lång tid i Y och stort släp i slutpunkten. Där man sen kopplar över till D får man i stort en ganska lång tid med direktstartströmmen alltså helt mot vad man var ute efter.

Att ligga väl i utförslöpan till höger när man skär kurvan vid Y-drift är en vettig tumregel för att få rimlig start med YD. Då ligger man samtidigt vettigt till i driftpunkt vid D och tillhörande eftersläp där, att välja rätt motor med olika branthet i högra delen gör sitt till också om man känner alla data men detta är ju idag mest kuriosa.

 

[Bo.Siltberg]

Här finns det mycket information insprängd i varje del av texten Det är dessa grundläggande egenskaper och förhållanden jag egentligen är ute efter att förstå, men efter att ha tittat och googlat på det ett tag så får det nog ligga kvar en bit ned på göralistan...åtminstone till efter sommarvärmen - först nu upptäckte jag felstavningen av trådrubriken, omåttligt störande Jag nöjer mig med att ställa lite frågor.

- Vad bestämmer en motors märkeffekt? Det finns den balans mellan belastning och moment vid en viss eftersläpning där motorn presterar som bäst, eller helt enkelt som mest utan att brinna upp? Du nämner t.ex förhållandet R/X, spelar det in här? Järnkärnan, lindningar ...

- Om man skulle rita in kurvan för strömmen i grafen så skulle man se en fallande kurva där "optimum" ligger bak på utförslöpan av momentkurvan. En motors bästa arbetspunkt är alltså inte där den har en momentmax, pga ... värme/ström? Jag har förstått att verkningsgraden helt enkelt är w/w0 (faktiskt varvtal / synkront varvtal), vilket betyder att man vill ligga så nära synkront varvtal som möjligt (vilket man kanske skulle göra med supraledande statorlindningar och rotor?)?

- Vad är "Fläktkurvan" i din graf? Trodde det var axeleffekten först men den är proptionell mot n (P=Mw) medan fläktkurvan ser ut att proptionell mot n[sup]2[/sup]?

- Jag förstår heller inte skillnaden mellan dessa fläktkurvor. Hur kommer det sig att en underdimensionerad/överlastad motor ger högre effekt? Eller ska man tolka det som att en god dimensionering av en fläktmotor bör lägga belastningen på en faktor ~0.3 av motorns märkeffekt?

- I samband med de två fläktkurvorna nämner du strömstöt vid inkoppling och areor. Det finns alltså något mer outtalat i grafen som jag inte inser?

- I näst sista stycket i din text är jag helt blåst, vadå lättstartat etc? Vad är det man kan utläsa i grafen?

- Jag har noterat att det sägs att fläktar i allmänhet är olämpliga att Y/D-starta. Jag förstår nu att anledningen måste vara att "motståndet" ökar med varvtalet? Och skälet till att det är dåligt är...ett utdraget startförloppet med dess uppvärmning av motorn kanske? På vilket sätt är då en mjukstart bättre? Den ökar spänning sakta vad jag förstår i likhet med en Y/D-start??

- Vid start kan man säga att en (fläkt)motor är extremt högt belastad? Därav stor eftersläpning med stort moment och stor ström som följd?

- Det där med magnetisering av motorn: Den beror alltså av U[sup]2[/sup], men vad är det egentligen? Vad beror av magnetiseringen? Momentet?

Till sist, det där med ryck-fri Y/D-övergång, är det på riktigt eller beror den av omkopplingstiden mellan Y och D, dvs liten chans i realiteten?

 

[prototypen]

Motoreffekten begränsas troligen av värmen, en motor med dubbel rotorlindning kan ge dubbla momentet mot vad den tål kontinuerligt (startmomentet)

Fläktkaraterestiken är kubisk (^3) så dubblar man varvtalet så krävs 8 ggr effekt.

Med för liten motor så orkar inte motorn i Y läge få upp varvtalet tillräckligt så vid omkoppling till D så kommer motorn att ge maxmoment = ryck

En större motor kan dra lite längre på Y läget och hamnar längre ner i utförsbacken på D momentet = mjukare omkoppling.

Protte

 

[GK100]

- Vad bestämmer en motors märkeffekt? Det finns den balans mellan belastning och moment vid en viss eftersläpning där motorn presterar som bäst, eller helt enkelt som mest utan att brinna upp? Du nämner t.ex förhållandet R/X, spelar det in här? Järnkärnan, lindningar ...

Som sagt enklast att se motorn som en trafo, och enda skillnaden är att effekten ut inte tas elektriskt utan mekaniskt på axeln. Alltså kan man ta till samma grunder vid dimensionering av motorn som en trafo åtminstone grovt sett och om man vill förstå på ett rimligt enkelt plan.

Det som först sätter gränsen är hur stor flödestäthet man kan ta i järnkärnan och ligger då i häradet 1-2 T här kommer luftgapet in också med storleksordningen 1000 ggr större motstånd. För att få flödet krävs magnetiskt batteri i form av amperevarv. Där kommer ju den elektriska dimensioneringen in i form av hur man vill fördela ampere och varv i lindningarna både fysiskt och till hur mycket ström man accepterar för kylning osv samt isolation mm.

Om vi då gör våld på Maxwell, Ampere, Faraday, Lenz m.fl och jobbar med grundskolans fysik dvs skalärer kommer vi väldigt långt i de här fallen med några enkla samband.

F = B*I*l kraften per längdenhet i ett magnetfält.
U = B*v*l spänningen i ledare med hastighet v i magnetfältet.
M = F*r alltså vridmoment som kraft och momentarm.
P = w*M mekanisk effekt sett till vinkelhastighet och moment
och slutligen U = 2^0.5*pi*f*B*A*N för spolar vid växelström mycket användbart för trafos, motorer och andra EM-maskiner.

Kombinerar du ovanstående kommer du långt utan att komplicera saker och som ger förståelse tekniskt och i hur tex motorer ser ut som de gör i volym, längd/diameter förhållande osv.

R/X som var uppe tidigare rör bara hur rotorn är gjord och som tex utvändiga motstånd via ringar ger möjlighet att påverka för bättre startmoment lägre ström osv men till kostnad av förluster och där man minst vill ha dem i burlindad form dvs i den inkapslade svårkylda rotorn.

- Om man skulle rita in kurvan för strömmen i grafen så skulle man se en fallande kurva där "optimum" ligger bak på utförslöpan av momentkurvan. En motors bästa arbetspunkt är alltså inte där den har en momentmax, pga ... värme/ström? Jag har förstått att verkningsgraden helt enkelt är w/w0 (faktiskt varvtal / synkront varvtal), vilket betyder att man vill ligga så nära synkront varvtal som möjligt (vilket man kanske skulle göra med supraledande statorlindningar och rotor?)?

En "bra" motor har en brant del i utförslöpan så att man inte får så stora rotorförluster pga eftersläp som du redan sett. Samtidigt går allt åt vänster mot en kortsluten trafo om vi nu ser den så och då kommer ökande förluster även in på statorsidan. Så sammanfattat är de flesta ekonomiskt dimensionerade motorer i överlast långt innan de ger sitt toppmoment.

- Vad är "Fläktkurvan" i din graf? Trodde det var axeleffekten först men den är proptionell mot n (P=Mw) medan fläktkurvan ser ut att proptionell mot n[sup]2[/sup]?

Ja det är moment/varv för sån last dvs kvadratiskt och precis som protte skrev blir det då sett till effekt kubiskt.

- Jag förstår heller inte skillnaden mellan dessa fläktkurvor. Hur kommer det sig att en underdimensionerad/överlastad motor ger högre effekt? Eller ska man tolka det som att en god dimensionering av en fläktmotor bör lägga belastningen på en faktor ~0.3 av motorns märkeffekt?

Det är ju snarare så att underdimensioneringen ger att man får ta ut större andel av tillgänglig effekt. Kurvorna är ju två skilda fläktlaster satta mot samma motor för att se skillnaden om man närmar sig toppen vid Y och hur det faller ut vid omkoppling D.

- I samband med de två fläktkurvorna nämner du strömstöt vid inkoppling och areor. Det finns alltså något mer outtalat i grafen som jag inte inser?

Det är bara att se till punkterna man hamnar i vid övergång Y/D i de två fallen och hur högt eller hur stor area man har ner till driftpunkten i D


- I näst sista stycket i din text är jag helt blåst, vadå lättstartat etc? Vad är det man kan utläsa i grafen?

Pga att momentet växer kvadratiskt är det lättstartat sett gentemot någon last med konstant eller växande friktion eller tex något som hänger med tyngd osv. Om du stänger spjället för spånsugen vid start blir det riktigt lätt start, värst med vissa fläktar är stor svängmassa och lång tid i Y som inte direkt har med fläktfunktionen att göra.

- Jag har noterat att det sägs att fläktar i allmänhet är olämpliga att Y/D-starta. Jag förstår nu att anledningen måste vara att "motståndet" ökar med varvtalet? Och skälet till att det är dåligt är...ett utdraget startförloppet med dess uppvärmning av motorn kanske? På vilket sätt är då en mjukstart bättre? Den ökar spänning sakta vad jag förstår i likhet med en Y/D-start??

Som ovan är det inte oftast just att det är fläkt som gör det olämpligt med Y/D det kan ofta passa bra där jfr tex skillnad mellan axial och radialfläktar.

Skillnaden för trefasdimmern mjukstart är ju att den till skillnad mot YD kontinuerligt i tidsstyrd ramp ökar spänningen och därmed momentet YD ger ju bara två nivåer. Dessutom brukar de vara gjorda med strömreglering så rampen får stå tillbaks vid för hög ström.


- Vid start kan man säga att en (fläkt)motor är extremt högt belastad? Därav stor eftersläpning med stort moment och stor ström som följd?

Som sagt kan vi se den som en sekundärt (med varvtal avtagande) kortsluten trafo där.

- Det där med magnetisering av motorn: Den beror alltså av U[sup]2[/sup], men vad är det egentligen? Vad beror av magnetiseringen? Momentet?

När du är mer klar över delarna i första punkten högst upp ger det sig säkert.

Till sist, det där med ryck-fri Y/D-övergång, är det på riktigt eller beror den av omkopplingstiden mellan Y och D, dvs liten chans i realiteten?

Nej det är påtagligt och vettigt att göra rätt där, 30 eller 90 grader dessutom med eller mot ger skillnad. Dock inte så beroende av omkopplingstiden inom vettiga gränser.

Kanske bättre du spelar lite Pokemon om du har långtråkigt.

 

[Bo.Siltberg]

Nu, sent omsider hostade spånsugen igång och spottade ur sig 2 års damm och dret - det borde ha filmats
Jag praktiserade nu kopplingen för ryck-fri start och jämförde med icke ryck-fri, men icke kunde jag märka nån skillnad...övergången från Y till D i båda fallen är len som en bebisstjärt. Kanske går det att mäta en skillnad? Men så roligt var det inte att koppla om i en Y/D-start från K&N att det blir några fler experiment, 1 april ska det sågas virke och vi har ingen motor som driver sågklingan ännu i sågverket.