Fråga om motorer till maskiner.
Hej, har en fråga som jag inte blir klok på som jag har haft på ett prov och fått fel på.
Frågan lyder: Välj ur databladen från ABB ut en lämplig motor till en maskin som behöver effekten 6 kW vid 2200 r/min. Motivera ditt val med beräkningar och hur du skall göra för att maskinen skall få rätt varvtal.
Databladen jag fått är bifogade och det är alltså antingen en 4polig motor med 1500rpm eller en 2polig motor med 3000rpm
Jag valde en 4polig motor med 7.5kW och valde att köra den ihop med en frekvensomriktare för att uppnå 2200rpm och fick som svar av läraren: effekten och vilken frekvens motorn ska köras på är inte det väsentliga i uppgiften. Men tänk däremot på vad som händer om du övervarvar en asynkronmotor.
Förstår nu i efterhand att det kanske inte var det bästa valet men finns ju nackdelar med att köra en motor på för låg frekvens också.
Nu till min fråga:
Om jag istället väljer en 2polig motor(3000rpm) och kör den ihop med en frekvensomriktare så blir det ju fny=ns*p/120
fny=2200*2/120=36.67Hz
Hur vet jag vilken motor jag ska välja som klarar en effekt på 6kW vid 2200rpm? Momentet för motorn på 7.5kW vid 2200rpm är 32,6Nm.
Räknar man enligt följande isåfall:
Mlast=Plast*60/2π*n?
isåfall får jag ju ett moment på 26,04 vid 2200rpm
För att klara att driva 6kW vid 2200rpm då får jag ju ett moment på 26Nm, Nominella momentet för den motorn är ju på 24Nm, hur vet man då hur lågt moment motorn klarar eller hur högt moment motorn klarar utan att ta skada på sikt?
Skulle motorn av något skäl dra mer än 6kW vid 2200rpm då får vi ju ett moment som är jättehögt, borde jag tänka annorlunda? Är det bättre att välja 11kW motorn?
Har kört fast lite och hade varit super tacksam om någon hade kunnat komma med lite input på hur jag ska tänka, ställer inte frågan här för att jag ska fuska eller något och söker alltså inget direkt svar på frågan utan funderar mer på om jag tänker rätt eller om jag är helt fel ute.
Frågan lyder: Välj ur databladen från ABB ut en lämplig motor till en maskin som behöver effekten 6 kW vid 2200 r/min. Motivera ditt val med beräkningar och hur du skall göra för att maskinen skall få rätt varvtal.
Databladen jag fått är bifogade och det är alltså antingen en 4polig motor med 1500rpm eller en 2polig motor med 3000rpm
Jag valde en 4polig motor med 7.5kW och valde att köra den ihop med en frekvensomriktare för att uppnå 2200rpm och fick som svar av läraren: effekten och vilken frekvens motorn ska köras på är inte det väsentliga i uppgiften. Men tänk däremot på vad som händer om du övervarvar en asynkronmotor.
Förstår nu i efterhand att det kanske inte var det bästa valet men finns ju nackdelar med att köra en motor på för låg frekvens också.
Nu till min fråga:
Om jag istället väljer en 2polig motor(3000rpm) och kör den ihop med en frekvensomriktare så blir det ju fny=ns*p/120
fny=2200*2/120=36.67Hz
Hur vet jag vilken motor jag ska välja som klarar en effekt på 6kW vid 2200rpm? Momentet för motorn på 7.5kW vid 2200rpm är 32,6Nm.
Räknar man enligt följande isåfall:
Mlast=Plast*60/2π*n?
isåfall får jag ju ett moment på 26,04 vid 2200rpm
För att klara att driva 6kW vid 2200rpm då får jag ju ett moment på 26Nm, Nominella momentet för den motorn är ju på 24Nm, hur vet man då hur lågt moment motorn klarar eller hur högt moment motorn klarar utan att ta skada på sikt?
Skulle motorn av något skäl dra mer än 6kW vid 2200rpm då får vi ju ett moment som är jättehögt, borde jag tänka annorlunda? Är det bättre att välja 11kW motorn?
Har kört fast lite och hade varit super tacksam om någon hade kunnat komma med lite input på hur jag ska tänka, ställer inte frågan här för att jag ska fuska eller något och söker alltså inget direkt svar på frågan utan funderar mer på om jag tänker rätt eller om jag är helt fel ute.
Väljer jag 7.5kW motorn då ligger jag ju och överbelastar den lite hela tiden, väljer jag istället 11kW motorn som har ett nominellt moment på 35,6. Då klarar den ju att driva 6kW vid 2200rpm enkelt utan att man ligger och överbelastar den lite hela tiden? Känslan säger nu att man ska välja 11kW motorn!
Till att börja med så måste U vara proportionell mot f för en asynkronmotor. Ökar du f så behöver du öka U. Men normala frekvensomriktare kan aldrig leverera mer än matande näts spänning varför tillgängligt moment snabbt rasar när en motor övervarvas.
Det beror på lastens dynamik hur stort problem det blir. Är det laster som pumpar eller fläktar där lasten ökar med kvadrat eller kubik av hastigheten så inser man snabbt att varvtalshöjning utan momenthöjning är meningslös. För ett transportband eller något sådant kan det däremot fungera.
Dessutom så bör du fundera på hur mycket övervarv motorn klarar mekaniskt och hur rotorförlusterna ökar med ökande frekvens.
Så lösningen är alltså att sänka varvtalet på en motor med högre varvtal. Grovt räknat så kan du tänka att effekten är lika med moment x varvtal. Det är inte riktigt sant eftersom bland annat rotorförlusterna beror av frekvensen, men det bör duga i din uppgift. Om du ändrar varvtalet från 3000 till 2200 så behöver du motsvarar det att du behöver en motor med en nominell effekt som är 30/22 gånger större än din last. 30/22*6kW=8,2kW. Ta alltså nästa större motor.
Du kan ju också fundera på andra lösningar. Växlar, till exempel.
Börja med att läsa på om asynkronmaskiner så kommer det här att klarna.
Det beror på lastens dynamik hur stort problem det blir. Är det laster som pumpar eller fläktar där lasten ökar med kvadrat eller kubik av hastigheten så inser man snabbt att varvtalshöjning utan momenthöjning är meningslös. För ett transportband eller något sådant kan det däremot fungera.
Dessutom så bör du fundera på hur mycket övervarv motorn klarar mekaniskt och hur rotorförlusterna ökar med ökande frekvens.
Så lösningen är alltså att sänka varvtalet på en motor med högre varvtal. Grovt räknat så kan du tänka att effekten är lika med moment x varvtal. Det är inte riktigt sant eftersom bland annat rotorförlusterna beror av frekvensen, men det bör duga i din uppgift. Om du ändrar varvtalet från 3000 till 2200 så behöver du motsvarar det att du behöver en motor med en nominell effekt som är 30/22 gånger större än din last. 30/22*6kW=8,2kW. Ta alltså nästa större motor.
Du kan ju också fundera på andra lösningar. Växlar, till exempel.
Börja med att läsa på om asynkronmaskiner så kommer det här att klarna.
Nja, jag håller inte med. Motorer kan drivas långt över sitt nominella varvtal, under förutsättning att lasten är lätt och lagren tål varvtalet.
Asynkronmotorerna har två driftområden när man använder frekvensomriktare. Området upp till nominellt varvtal kallas konstantmomentområdet och över det är det konstanteffektområdet.
Eftersom effekten är proportionell mot varvtalet och momentet kan man räkna ut vilket maximalt moment motorn kan leverera vid aktuellt övervarvtal. När dessa matchar är motorn väl dimensionerad. Om motorns maximala moment är högre än lastens funkar det, och är momentet högre på lasten kommer motorn inte att orka med.
Men för uppgiften behöver man också titta på en motor med högre varvtal och köra denna med lägre frekvens. När man vet respektive motor som uppfyller kraven kan man beräkna belastningsgraden för motorerna och sen också vilken verkningsgrad som de uppnår. Sen väljer man den med bäst verkningsgrad vid driftpunkten.
Asynkronmotorerna har två driftområden när man använder frekvensomriktare. Området upp till nominellt varvtal kallas konstantmomentområdet och över det är det konstanteffektområdet.
Eftersom effekten är proportionell mot varvtalet och momentet kan man räkna ut vilket maximalt moment motorn kan leverera vid aktuellt övervarvtal. När dessa matchar är motorn väl dimensionerad. Om motorns maximala moment är högre än lastens funkar det, och är momentet högre på lasten kommer motorn inte att orka med.
Men för uppgiften behöver man också titta på en motor med högre varvtal och köra denna med lägre frekvens. När man vet respektive motor som uppfyller kraven kan man beräkna belastningsgraden för motorerna och sen också vilken verkningsgrad som de uppnår. Sen väljer man den med bäst verkningsgrad vid driftpunkten.
Kan komplettera med att det kan vara bra att läsa den numera något ålderdomliga ABB Motor Guide, speciellt avsnitt 10 om frekvensomriktardrifter. Där står det lite om begränsningar vid ändring av varvtal, speciellt kylning vid körning vid lägre än nominellt varvtal och momentbegränsningar vid högre än nominella varvtal.
Tack för detta! Visste inte att man kunde räkna 30/22 gånger lasten!PNO skrev:
Ska läsa igenom avsnittet igen och se om polletten trillar ner,
"Eftersom effekten är proportionell mot varvtalet och momentet kan man räkna ut vilket maximalt moment motorn kan leverera vid aktuellt övervarvtal. När dessa matchar är motorn väl dimensionerad. Om motorns maximala moment är högre än lastens funkar det, och är momentet högre på lasten kommer motorn inte att orka med."
För att man ska kunna räkna på detta då behöver man ju veta vad det är för slags last? I denna uppgift har vi inte fått någon info om lasten utan bara effekten på lasten.
Jag vet att sänkning av varvtal också har sina nackdelar, men det är ju ett bättre alternativ än att övervarva motorn. Undrar dock om det finns några nackdelar med att köra en motor på mycket lägre moment än det nominella. Antar att verkningsgraden blir sämre och att tomgångsförlusterna blir större men sliter det på motorn eller mår den egentligen bättre av att köras lite "lättare"?M Millox skrev:
Nja, det är inte alltid säkert att det är bättre att sänka istället för att höja motorvarvtalet. Kylningen blir betydligt sämre vid lägre varvtal, men också läckinduktanser ökar vid minskade frekvens så det är inte självklart hur påverkan ändras.
Verkningsgraden är oftast högst omkring eller över märkeffekt, så man vill hamna så nära nominell belastning som möjligt.
När du kör övervarv på motorn behöver nominellt moment för motorn vara över lastens moment vid önskad driftpunkt. Jag vill att du tänker lite själv också, men ledningen du kan få är att effekten är konstant i området, vilket ger Tw = P, dvs T*w ska vara konstant.
Du kan inte avgöra vilket som är bäst förrän du räknat på både över och under, ibland blir det 4p-motorn som blir bäst, ibland 2p-motorn men det är helt beroende av lastegenskaperna och skillnaderna mellan de olika motorerna
Verkningsgraden är oftast högst omkring eller över märkeffekt, så man vill hamna så nära nominell belastning som möjligt.
När du kör övervarv på motorn behöver nominellt moment för motorn vara över lastens moment vid önskad driftpunkt. Jag vill att du tänker lite själv också, men ledningen du kan få är att effekten är konstant i området, vilket ger Tw = P, dvs T*w ska vara konstant.
Du kan inte avgöra vilket som är bäst förrän du räknat på både över och under, ibland blir det 4p-motorn som blir bäst, ibland 2p-motorn men det är helt beroende av lastegenskaperna och skillnaderna mellan de olika motorerna
Motorstorlek 132-4 7,5 kW Alla dar i veckan.L Lelleirra skrev:
Upp till 50 hz är den moment konstant.
Över 50 Hz är den Effektkonstant.
Momentet räknas 120xFrevens/varvtal. i Rpm.
Välja en dubbelt så tung och dyr motor är som att skjuta Fiskmås med luftvärnskanon.
Istället för frekvensomvandlare skulle jag först titta på en uppväxling med kilremmar.
Att frekvensreglera upp till 100 HZ är inga problem, det är inga sämre lager i en 4 polig än en 2 polig.
Motorn ger den effekt som driften kräver.
Motorns angivna effekt är vilket effektuttag den klarar kontinuerligt utan att bli för varm.
Motorn ger den effekt som driften kräver.
Motorns angivna effekt är vilket effektuttag den klarar kontinuerligt utan att bli för varm.
Här är det bästa alternativet.J Jonas928 skrev:
Kan vara överkurs för läraren.
Ta en motor lindad 230/400 V
Hittade en bra förklaring på nätet.
Då kan du använda 4 polig 7,5 kW motor.
—-/
EF Sponsor
Re: Övervarva trefasmotor
En normal 230/400V trefasmotor kan du köra upp till 87Hz, under förutsättning att den D-kopplas för 230V.
Över 87 HZ tappar du moment mycket kraftigt, samt riskerar att överhetta och bränna motorn.
Du kopplar motorn för 3-fas 230 V dvs en 230/400V-motor som normalt sett är Y-kopplad för 400V D-kopplas i stället.
Frekvensomformaren ansluter du som vanligt till 400V-nätet.
Parametrarna ställer du in enligt följande:
Motorström, är den motorströmmen du får vid normal drift i 230V-D-kopplad drift. Den håller sig i princip konstant över hela varvtalsområdet.
Motorspänning ställer du till 400V
Frekvensen till 87 Hz
Motoreffekt blir då motoreffekten vid 230V/50Hz (borde vara samma som för 400V Y-Koppling 50Hz) multiplicerat med 87/50 dvs ca 1,74.
Varvtalet blir då Nominellt varvtal multiplicerat med 1,74.
Notera att man normalt sett räknar fram varvtalet genom att multiplicera det synkrona varvtalet med 1,74 och subtraherar slipen.
För en 4-polig motor med en slip om 50 rpm (1450 rpm nominellt varvtal) blir då varvtalen 2560 rpm
Huruvida du skall köra i vektordrift eller skalär drift, beror helt på din applikation.
Egentligen är maxfrekvensen 400/230*50 dvs 86,95 Hz.
Det kan som sagt i vissa fall, där man inte behöver nått moment, köra med högre frekvens, men som sagt, momentkurvan dyker och motorn blir ordentligt varm och drar mycket ström om man försöker köra med högre frekvens.
Om man nu kan köra motorn så snabbt i verkligheten, beror ju på lager mm, det är ju inte säkert att motorn mekaniskt klarar detta.