Bladsy 1 Energiestelsels 314: Hoofstuk 5

Hoofstuk 5 – G.s. motors

• Die beginsel van werking van G.s. motors

– Teen-e.m.k.

– Wringkrag en meganiese drywing

– Versnelling van motors

– Spoedbeheer

– Motors onder las: Newe-, serie- en dubbelsluitmotors

– Ankerreaksie en kommutasiepole

• Basiese beginsels van veranderlike spoedbeheer

Addisionele bronne:

• Sen: Principles of Electric Machines and Power Electronics, Tweede uitgawe, 1996.

Bladsy 2 Energiestelsels 314: Hoofstuk 5

Teen-e.m.k. (5.1)

• Teen-e.m.k. is die spanning wat geïnduseer word wanneer geleiers deur ’n magnetiese vloed beweeg en word gebruik wanneer die masjien as motor funksioneer.

– Die verwysing na teen is ’n aanduiding dat dit teen die terminaalspanning werk.

Bladsy 3 Energiestelsels 314: Hoofstuk 5

Wringkrag (Sen: 4.2.5, Wildi: 5.3)

• Vanaf Lorentz se wet kan ons die volgende vergelyking aflei vir die krag wat op ’n geleier uitgeoefen word as gevolg van die stroom wat daardeur vloei in die teenwoordigheid van magnetiese vloed:

• Vanaf hierdie vergelyking kan die volgende vergelyking vir die wringkrag afgelei word:

• Let op dat die volgende vergelyking dan geld:

rliB

rfT

liBf

c

cc

cc

aZpof

aNpKwaar

IKT

a

aa

2

aam IET

Bladsy 4 Energiestelsels 314: Hoofstuk 5

Versnelling van motors (5.2)

• Die versnelling van die motor is afhanklik van die wringkrag wat deur die elektriese aandrywing veroorsaak word. Hierdie wringkrag is direk eweredig aan die ankerstroom. Die ankerstroom kan weer bepaal word deur die volgende vergelyking:

aata REVI /

Bladsy 5 Energiestelsels 314: Hoofstuk 5

Spoedbeheer (5.5 – 5.6)

• Spoedbeheer vind plaas deur verskillende veranderlikes te varieer:

– Ankerspanningbeheer

– Ankerweerstandbeheer

– Veldbeheer

• Hierdie drie maniere van beheer kan verklaar word deur hul invloed op die vergelyking vir spoed te bepaal:

maa KE

Bladsy 6 Energiestelsels 314: Hoofstuk 5

Newesluitmotor onder las (5.7)

• Die vloed van ’n newesluitmotor is konstant, omdat die veld direk aan die toevoer verbind is. Die spoed en die wringkrag is daarom afhanklik van slegs die ankerspanning en ankerstroom onderskeidelik.

– Die ankerweerstand is normaalweg klein, wat beteken dat die spoed nie veel varieer met veranderende meganiese las nie.

Bladsy 7 Energiestelsels 314: Hoofstuk 5

Seriemotors (5.8)

• Seriemotors bevat slegs ’n serie veldwikkeling. Die eienskappe van die seriemotor is heeltemal anders as newesluitmotors, omdat die vloed nie konstant bly nie, maar afhanklik is van die werkstoestande.

Bladsy 8 Energiestelsels 314: Hoofstuk 5

Basiese beginsels van veranderlike spoedbeheer (5.23)

• Vir newesluit- en afsonderlik-gemagnetiseerde g.s. motors bestaan daar twee sones waarin spoedbeheer uitgeoefen word.

– Vanaf stilstand tot kenspoed word beheer vir konstante wringkrag. (Ia en vloed konstant en Ea neem lineêr toe.)

– Vanaf kenspoed tot 2x kenspoed word beheer vir konstante drywing. (Ia en Ea konstant en vloed neem af.)

Bladsy 9 Energiestelsels 314: Hoofstuk 5

Ankerspanningspoedbeheer (Sen: 4.4.1)

• Vir ’n newesluitmotor (ook so vir ’n afsonderlik-gemagnetiseerde motor) kan die volgende vergelyking afgelei word:

T

K

R

K

V

K

RIV

IKT

RIVKE

a

a

a

t

a

aatm

aa

aatmaa

2

Bladsy 10 Energiestelsels 314: Hoofstuk 5

Ankerspanningspoedbeheer (Sen 4.4.1)

• Vir ankerspanning beheer met die ankerweerstand en die veldstroom konstant is die volgende vergelyking van toepassing:

22

1

21

en

1waar

aa

a

tm

KRK

KK

TKVK

Bladsy 11 Energiestelsels 314: Hoofstuk 5

Veldspoedbeheer (Sen: 4.4.1)

• Vir veldstroomspoedbeheer met die ankerspanning en -weerstand konstant lei en as lineêre magnetisering aanvaar word, dan is

• Die vergelyking vir spoed vir ’n spesifieke veldstroom word dan

24

3

43

en

waar

ffa

fft

m

IKRK

IKVK

TKK

ffa IKK

Bladsy 12 Energiestelsels 314: Hoofstuk 5

Ankerweerstandspoedbeheer (Sen: 4.4.1)

• Vir ankerweerstandspoedbeheer met die ankerspanning en veldstroom konstant word die vergelyking vir die spoed met ‘’n spesifieke waarde vir die ankerweerstand gegee deur

26

5

65

en

waar

aaea

at

m

KRRK

KVK

TKK