Varvtalsreglering av asynkronmotor med spänningssänkning
Min kylkonvektor har varvtalsstyrning av fläkten genom att variera spänningen. Det är en asynkronmotor som matas via en spartransformator med fem olika uttag (väljs av reläer). Jag har förstått att denna typ av "fattigmans" varvtalsreglering är rätt vanligt på just mindre fläktar. Jag gissar att en anledning till att det fungerar rätt bra - asynkronmotorn till trots - är att fläktens moment ökar kvadratiskt med varvtalet. Jag skissade upp följande icke skalenliga figur med exempel på fyra olika spänningar:
Det finns ju två typer av stabila arbetsområden på kurvan och ett tämligen instabilt läge när kurvorna nästan är parallella. Jag vet inte var de fem nuvarande hastighetslägena egentligen ligger på kurvan.
Min fråga är om jag riskerar att bränna motorn om jag sänker spänningen ytterligare? Jag har sett någon beräkning på nätet där man visade att rotorförlusten faktiskt ökade när man sänkte spänningen - men då var det en tämligen liten sänkning. Här är den ju antagligen rätt kraftigt sänkt redan på det lägsta läget. Bör man generellt passa sig för det mer ovanliga arbetsområdet "till vänster" (undre kurvan)?
Om det hjälper kan jag mäta upp de nuvarande spänningarna vid olika varvtal. Lite svårt att komma åt dock så jag avvaktar.
Motivet är att hustrun tycker att fläkten låter för mycket även på lägsta läget.
Det finns ju två typer av stabila arbetsområden på kurvan och ett tämligen instabilt läge när kurvorna nästan är parallella. Jag vet inte var de fem nuvarande hastighetslägena egentligen ligger på kurvan.
Min fråga är om jag riskerar att bränna motorn om jag sänker spänningen ytterligare? Jag har sett någon beräkning på nätet där man visade att rotorförlusten faktiskt ökade när man sänkte spänningen - men då var det en tämligen liten sänkning. Här är den ju antagligen rätt kraftigt sänkt redan på det lägsta läget. Bör man generellt passa sig för det mer ovanliga arbetsområdet "till vänster" (undre kurvan)?
Om det hjälper kan jag mäta upp de nuvarande spänningarna vid olika varvtal. Lite svårt att komma åt dock så jag avvaktar.
Motivet är att hustrun tycker att fläkten låter för mycket även på lägsta läget.
Det är väl flera orsaker till att det är just små fläktar som det används till. Den katastrofalt dåliga verkningsgraden spelar inte lika stor roll varken för uppvärmningen eller energiförbrukningen. Fläkten sitter i ett luftdrag där den får bra kylning. Och som du var inne på att det måste vara en fläkt för att det alls skall fungera utan återkoppling. Kanske fungerar det utmärkt. Trots allt är fläkten byggd för att regleras på detta sätt. Men det är svårt att veta utan att prova.
Större motorer som regleras med tyristorstyrning har samma problem med värme. Där brukar man:
1. Ha en termistor för att stänga av om motorn blir överhettad.
2. Endast köra kortare stunder på de lägre varvtalen.
3. Ha en separat kylfläkt som drivs av en egen motor och inte av motoraxeln.
Större motorer som regleras med tyristorstyrning har samma problem med värme. Där brukar man:
1. Ha en termistor för att stänga av om motorn blir överhettad.
2. Endast köra kortare stunder på de lägre varvtalen.
3. Ha en separat kylfläkt som drivs av en egen motor och inte av motoraxeln.
Du har ju rätt i att den försämrade kylningen är en viktig aspekt. Tyvärr är det en tvärströmsfläkt så motorn sitter dessvärre inte i luftflödet. Rotorn får dock viss kylning via fläktaxeln som ju sitter i flödet.
Har du någon ide om hur man kan prova? Det som är lätt att mäta är förstås motorhöljets temperatur. Tror du att det räcker för att säkra att den inte blir överhettad?
Det går också lätt att mäta inmatad effekt. Med lite jobb även varvtalet och då kan man också uppskatta utgående axels effekt (prop mot kuben på varvtalet). Skillnaden borde bli förlusterna. Men man saknar fortfarande ett mått på hur kylningen försämras.
Har du någon ide om hur man kan prova? Det som är lätt att mäta är förstås motorhöljets temperatur. Tror du att det räcker för att säkra att den inte blir överhettad?
Det går också lätt att mäta inmatad effekt. Med lite jobb även varvtalet och då kan man också uppskatta utgående axels effekt (prop mot kuben på varvtalet). Skillnaden borde bli förlusterna. Men man saknar fortfarande ett mått på hur kylningen försämras.
Redigerat:
Även om verkningsgraden givetvis försämras glöm inte att det är ett relativt begrepp se hellre till absoluta tal som har betydelse för kylningen. I fläktfallet som sagt gynnsamt pga momentkaraktäristiken. Komplettera dina diagram med effekt för fläkten och en justerad med avtagande verkningsgrad så ser du att det inte är så dramatiskt.
Som du vet är motortypen att se som en trafo grovt sett. Och i de lägsta spänningarna där den fortfarande driver runt fläkten närmar du dig ett kortslutningsprov och parametern Uk. Det är i princip inget farligt lastfall sett till värme. Andra typer last med mer konstant moment är däremot direkt dödande sett till den kraftigt ökande strömmen vid spänningssänkning och följande lika kraftigt ökande värmningen i kopparförluster.
Som du vet är motortypen att se som en trafo grovt sett. Och i de lägsta spänningarna där den fortfarande driver runt fläkten närmar du dig ett kortslutningsprov och parametern Uk. Det är i princip inget farligt lastfall sett till värme. Andra typer last med mer konstant moment är däremot direkt dödande sett till den kraftigt ökande strömmen vid spänningssänkning och följande lika kraftigt ökande värmningen i kopparförluster.
Om motorn inte sitter i flödet så är den ju byggd för att klara spänningssänkning utan att bli överhettad. Då borde förutsättningarna vara bättre. En sak man kan prova är ju att låta den gå någon halvtimme eller så på var och en av de befintliga hastigheterna varefter man mäter temperaturen på motorn på någon hyfsat massiv detalj som har kontakt inåt. Om höljet eller axeln är bäst representativ kan inte jag avgöra. Sedan gör man samma sak med sitt nya driftläge och ser om den blir varmare. Din metod att mätta den elektriska effekten och uppskatta den mekaniska är ju inte heller dum.