Uploaded by Shailesh Mohan

Proef 4. Drie-fasig asynchrone machine

advertisement
ANTON DE KOM UNIVERSITEIT VAN SURINAME
Faculteit der Technologische Wetenschappen
STUDIERICHTING ELEKTROTECHNIEK
De driefasige asynchrone machine
Naam:
Charoe Anjali
Lo-Fo-Wong Jaïr
Ramkisoen Poedjadevie
Singh Mohanie
Studentennummer: 20160458
20160448
20160470
20160460
Docent:
Dhr. I. Sanches BSc
Dhr. M. Antonius BSc
Vak:
Elektrische Machines 1
Paramaribo, 27 Augustus 2018
Inhoudsopgave
Lijst van tabellen ............................................................................................................................. 3
Lijst van figuren .............................................................................................................................. 4
Lijst van symbolen .......................................................................................................................... 5
1.
Inleiding ................................................................................................................................... 6
1.1.
Introductie ........................................................................................................................ 6
1.2.
Probleemstelling ............................................................................................................... 6
1.3.
Doelstelling ...................................................................................................................... 6
1.4.
Onderzoeksvragen ............................................................................................................ 6
1.5.
Opbouw van het verslag ................................................................................................... 6
2.
Theorie ..................................................................................................................................... 7
3.
Materiaal en toegepaste methode .......................................................................................... 11
4.
Meetresultaten en verwerking ............................................................................................... 15
5.
Conclusie ............................................................................................................................... 19
Lijst van tabellen
Table 1 Weerstandsmeting ............................................................................................................ 15
Table 2 Resultaten Nullastproef.................................................................................................... 15
Table 3 Resultaten nullastproef .................................................................................................... 16
Table 4 Resultaten kortsluitproef .................................................................................................. 16
Table 5 Resultaten Belanstingsproef ............................................................................................ 17
Lijst van figuren
Figure 2-1 Sleepring DASM ........................................................................................................... 7
Figure 2-2 Sterschakeling ............................................................................................................... 8
Figure 2-3 Driehoekschakeling ....................................................................................................... 8
Figure 3-1 Weerstandsmeting sterschakeling ............................................................................... 12
Figure 3-2 Weerstandsmeting driehoekschakeling ....................................................................... 12
Figure 3-3 Nullastproef ................................................................................................................. 13
Figure 3-4 Belastingsproef ............................................................................................................ 14
Lijst van symbolen
Symbool
Beschrijving
Eenheid
Omschrijving
P
Vermogen
W
Watt
R
Weerstand
Ω
Ohm
T
Koppel
----
----
s
Slip
----
----
nd
Toerental stator
rpm
Omweteling per minuut
nr
Toerental rotor
omw/min
Omwenteling per
minuut
𝑓
Netfrequentie
Hz
Hertz
p
Aantal poolparen
----
----
Zk
Kortsluit impedantie
Ω
Ohm
Uk
Kortsluitspanning
V
Volt
Ik
Kortsluitstroom
A
Ampère
Xk
Kortsluitreactantie
Ω
Ohm
η
Rendement
%
Percentage
1. Inleiding
1.1.
Introductie
De driefasige asynchrone machine kan zowel als motor en als generator gebruikt worden. Hij
bestaat uit een stator met wikkelingen die door middel van een driefasige wisselstroom een
draaiveld produceert, en een rotor die met een andere snelheid draait dan het opgewekte
draaiveld in de stator. Om het principe van de DASM te bestuderen worden enkele proeven
uitgevoerd waarbij met behulp van de resultaten, de werking en het rendement van de DASM
duidelijk wordt. De uit te voeren proeven zijn: de weerstandsmeting, de nullastproef, de
kortsluitproef en de belastingsproef.
1.2.
Probleemstelling
Het rendement van een driefasige asynchrone motor kan bepaald worden door het in- en uitgaand
vermogen te meten in de gekozen opstelling. Het is echter onbekend hoe groot dit rendement is.
Ook is het onbekend wat de invloed is van de manier van schakelen van de DASM (ster of
driehoek) en wat het verband is tussen het toerental en de aangelegde spanning alsook het
verband tussen de grootte van de belasting en de grootheden van de motor (toerental, slip,
arbeidsfactor en rendement).
1.3.
Doelstelling
Het vertrouwd raken met het principe van de driefasige asynchrone machine.
1.4.
Onderzoeksvragen
1. Wat is het verband tussen de weerstand van de statorfase bij sterschakeling en bij
driehoekschakeling?
2. Wat is het verband tussen het toerental van de motor en de aangelegde spanning bij zowel
ster- als driehoek schakeling?
3. Hoe groot is de stroom die bij nominale klemspanning zou vloeien bij kortsluiting van de
DASM?
4. Wat is de invloed van de grootte van de belasting op het rendement van de DASM?
1.5.
Opbouw van het verslag
In hoofdstuk 2 wordt de theorie met betrekking tot de driefasige asynchrone machine behandeld.
Verder worden het gebruikte materiaal en de gebruikte meetmethoden voor de proeven in
hoofdstuk 3 behandeld. Vervolgens worden de resultaten van de proeven in hoofdstuk 4
verwerkt. Tenslotte worden de conclusies en aanbevelingen in hoofdstuk 5 opgenomen.
2. Theorie
In dit hoofdstuk komt de nodige theorie voor met betrekking tot de DASM. Deze theorie is nodig
voor het begrijpen en kunnen uitwerken van de proeven.
De driefasige asynchrone machine kan zowel als motor en als generator gebruikt worden. In dit
experiment zal de focus echter gelegd worden op de werking als motor. Een driefasige
asynchrone motor is een wisselstroommotor waarmee de elektrische stroom in de rotor die nodig
is om koppel te produceren, wordt verkregen door elektromagnetische inductie van het
magnetisch veld van de statorwikkeling. Hij bestaat dus uit een stator met wikkelingen die door
middel van een driefasige wisselstroom een draaiveld produceert, en een rotor die met een
andere snelheid draait dan het opgewekte draaiveld in de stator.
Figure 2-1 Sleepring DASM
Stator: De stator van een DASM bestaat uit minimaal 3 identieke fasewikkelingen. Deze
ontvangen een wisselspanning die voor alle drie even groot is, maar voor hen faseverschillen
heeft van 120 graden. Vanwege het faseverschil tussen de fasewikkelingen, bereiken de
poolparen (in de fasewikkelingen) niet gelijktijdig hun maximale magnetisch veld.
Fasewikkelingen kunnen in ster of in driehoek worden aangesloten.
Sterschakeling: Bij sterschakeling is er 1 gemeenschappelijk knooppunt tussen de 3 fasen.
Bekeken vanuit 2 fasen op de voeding staan er dus twee wikkelingen in serie. Dit maakt dat de
weerstand tussen 2 fasen gelijk wordt aan de som van deze 2 (in serie geschakelde) weerstanden.
Figure 2-2 Sterschakeling
Vb: Als de weerstanden gelijk zijn aan 1 Ω, wordt de weerstand tussen 2 fasen gelijk aan:
𝑅𝑣𝑀 = 1 Ω + 1 Ω = 2 Ω
Driehoekschakeling: Bij driehoekschakeling staat elke fasewikkeling tussen 2 fasen van de
wisselspanning. Tussen 2 fasen is er daarom een parallelschakeling ontstaan. Daarbij staat de ene
fasewikkeling tussen de fasen parallel op de andere 2 fasewikkelingen die in serie staan tussen de
2 fasen. Dit maakt dat de weerstand tussen 2 fasen gelijk wordt aan de equivalente weerstand van
de parallel schakeling.
Figure 2-3 Driehoekschakeling
Vb: Als de weerstanden gelijk zijn aan 1 Ω, wordt de weerstand tussen 2 fasen gelijk aan:
1 βˆ™2
2
𝑅𝑣𝑀 = 1+2 = 3 Ω
[1]
Het verband tussen de weerstand van de statorfase bij sterschakeling en driehoekschakeling
wordt dan:
𝑅 π‘ π‘‘π‘’π‘Ÿ
𝑅 π‘‘π‘Ÿπ‘–π‘’β„Žπ‘œπ‘’π‘˜
=
2Ω
2
Ω
3
=3
[2]
Vanwege de veel grotere weerstand tussen 2 fasen bij sterschakeling, is de stroom bij het
aanlopen ook veel kleiner dan bij driehoekschakeling. Deze beperkte aanloopstroom is nodig bij
grote motoren omdat de stroom bij het aanlopen anders te groot zou zijn. Na enige tijd (eenmaal
de motor draait) zal er een tegen-emk (elektromotorische kracht) opgewekt worden in de
spoelen. Dan kan de motor wel in driehoek worden geschakeld om iedere fasewikkeling tussen 2
fasen van de wisselspanning te krijgen. Zodoende zal per wikkeling de volledige fasespanning
aangelegd worden. Daarom wordt er in de praktijk gebruik gemaakt van een sterdriehoek
schakeling bij het aanlopen van de DASM. Hierbij worden bij het aanlopen de wikkelingen
allereerst in ster geschakeld en na enige tijd in driehoek.
Rotor: De rotor is het draaiende gedeelde van de DASM. Het bestaat uit een kooi van staven die
aan de uiteinden zijn verbonden door een grote ring. Door de staven lopen grote stromen die
tegen het statorveld in een tegenveld ontwikkelen. Hierdoor gaat de rotor draaien om het
draaiveld van de stator te volgen. De draaisnelheid van de rotor blijft echter achter op het
draaiveld van de stator en dit verschil in snelheid wordt uitgedrukt in de slip.
De slip wordt daarom berekend met de volgende formule:
𝑠=
𝑛𝑑−π‘›π‘Ÿ
𝑛𝑑
[3]
Daarbij wordt het toerental van de rotor gemeten en het toerental van de stator bepaald door
middel van de netfrequentie en het aantal poolparen met de volgende formule:
𝑓
𝑛𝑑 = 𝑝 = 1800 π‘Ÿπ‘π‘š
[4]
Het toerental van de rotor was echter gegeven en was gelijk aan 1800 rpm.
De bepaling van cos φ wordt gedaan door middel van het totaal gemeten vermogen en de
gemeten spanning en stroom volgens de volgende formule:
cos φ =
π‘ƒπ‘‘π‘œπ‘‘
√3βˆ™π‘ˆβˆ™πΌ
[5]
De kortsluiting impedantie wordt als volgt bepaald:
π‘π‘˜ =
π‘ˆπ‘˜
πΌπ‘˜
[6]
De Rk wordt dan:
π‘…π‘˜ = π‘π‘˜ βˆ™ π‘π‘œπ‘  φ
[7]
En de Xk wordt dan:
π‘‹π‘˜ = π‘π‘˜ βˆ™ 𝑠𝑖𝑛 φ
[8]
Het rendement van de DASM zal worden bepaald volgens de directe methode. Bij deze methode
worden het opgenomen vermogen en het asvermogen gemeten. Het totale opgenomen vermogen
wordt gemeten door de tweewattmetermethode. Dit wordt gedaan door tussen de 3 fasen, 2
wattmeters te schakelen (tussen de eerste en de tweede fase een wattmeter evenals tussen de
tweede en de derde). Het totaal opgenomen vermogen wordt dan de som van de 2 gemeten
vermogens.
Het asvermogen wordt bepaald door middel van het koppel en het toerental volgens de volgende
formule:
π‘›π‘Ÿ
𝑃 π‘Žπ‘  = πœ” βˆ™ 𝑇 = 2πœ‹ βˆ™ 60 βˆ™ 𝑇
[9]
Het rendement wordt dan gelijk aan:
πœ‚=
𝑃 π‘Žπ‘ 
𝑃 𝑖𝑛
2πœ‹βˆ™
π‘›π‘Ÿ
βˆ™π‘‡
60
= 𝑃(𝑅)+𝑃(𝑇)
[10]
3. Materiaal en toegepaste methode
In dit hoofdstuk worden de apparaten en materialen die nodig waren voor het kunnen uitvoeren
van de proeven vermeld. Ook wordt de toegepaste methode van elke proef behandeld.
Apparatuur:
1.
2.
3.
4.
5.
Driefasige asynchrone motor
2 Multimeter
Toerentalmeter
2 Wattmeters
Belastingbank
Materiaal:
1. Meetsnoeren
Werkwijze:
Om het principe van de driefasige asynchrone machine duidelijk te maken zijn er 4 proeven
uitgevoerd namelijk:
ο‚·
ο‚·
ο‚·
ο‚·
De weerstandsmeting
De nullastproef
De kortsluitproef
De belastingsproef
Ad1
Bij de weerstandsmeting wordt de weerstand van de statorfase van de DASM gemeten voor
zowel ster- als voor driehoekschakeling. Er werd bij zowel de ster- als de driehoekschakeling
met een universeel meter bepaald hoe groot de weerstand was bij alle 3 combinaties van tussen 2
fasen. De schakelingen zagen er als volgt uit:
Figure 3-1 Weerstandsmeting sterschakeling
Figure 3-2 Weerstandsmeting driehoekschakeling
Ad2
Bij de nullastproef werden bij onbelaste DASM enkele grootheden gemeten bij oplopende
spanning (van 0 V tot 220 V met tussenstappen van 20 V, met 30 V inbegrepen). Deze
grootheden waren de opgenomen stroom en het toerental. Voor het vaststellen van een bepaalde
spanning werd een multimeter geschakeld. De opgenomen stroom werd gemeten met een
amperemeter. Het toerental werd gemeten met een tachometer. Er werd ook opgelet bij welke
stroom de motor begon te lopen. Tenslotte werd bij een constante spanning van 220 V de
opgenomen stroom en ook het opgenomen vermogen gemeten. Het totaal opgenomen vermogen
wordt bepaald door middel van de tweewattmetermethode. Deze metingen werden gedaan om
uiteindelijk het rendement en cos φ uit te kunnen rekenen. Dit werd gedaan voor de
sterschakeling alsook de driehoekschakeling volgens de meetopstelling in het volgende figuur.
Figure 3-3 Nullastproef
Ad3
Bij de kortsluitproef werd de rotor van de DASM geblokkeerd. Daarna werd bij verlaagde
klemspanning aan de stator, het opgenomen vermogen gemeten. Om aan de klemspanning te
komen werd deze verlaagd totdat de opgenomen stroom een waarde aanwees van 8,9 A. Deze
stroom werd gemeten met een amperemeter in de schakeling. De klemspanning werd gemeten
met een multimeter en het totaal opgenomen vermogen werd gemeten met de tweewattmeter
methode. Deze metingen werden gedaan zodat de cos φ en de slip berekend konden worden bij
kortsluiting evenals de stroom die zou vloeien bij nominale klemspanning en de
kortsluitweerstand en -impedantie. Dit werd gedaan voor de sterschakeling alsook de
driehoekschakeling volgens de volgende schakeling. Ook dit werd voor zowel de ster- als
driehoekschakeling gedaan volgens de meetopstelling in het figuur hierboven.
Ad4
Bij de belastingsproef werd aan de DASM een gelijkstroommachine gekoppeld. De
gelijkstroommachine werkte als generator, belast met weerstanden. De DASM werkte als motor.
Het aanlopen gebeurde bij deze proef in sterdriehoek. Hij werd eerst in ster geschakeld en werd
na enige tijd (als het toerental hoog genoeg was opgelopen) overgeschakeld naar de
driehoekstand. Voor 8 standen (0 t/m 7) van de belasting werden het in- en uitgaand vermogen
van de motor, de ingaande stroom en spanning, het toerental, en het koppel gemeten. Dit zodat
de slip, arbeidsfactor en het uiteindelijk rendement bij elke belasting bepaald konden worden. De
ingaande spanning werd met een multimeter gemeten. De ingaande stroom werd met een
amperemeter gemeten. Het toerental werd gemeten met een tachometer. Het koppel werd met
een koppelmeter gemeten. Tenslotte werd het totale ingaande vermogen gemeten door middel
van de tweewattmetermethode en was gelijk aan de som van de 2 gemeten vermogens. Het
uitgaande vermogen werd berekend met de gemeten waarden van het koppel en het toerental. De
metingen werden gedaan volgens de volgende meetopstelling:
Figure 3-4 Belastingsproef
4. Meetresultaten en verwerking
Resultaten voor de weerstandsmeting
Table 1 Weerstandsmeting
Ruv
4,4 Ω
1,3 Ω
Ster
Driehoek
Rvw
4,5 Ω
1,3 Ω
Rwu
4,5 Ω
1,3 Ω
Uit de resultaten van de weerstandsmeting kan het verband tussen de weerstand van de statorfase
bij sterschakeling en driehoekschakeling bepaald worden.
𝑅 π‘ π‘‘π‘’π‘Ÿ
4,5 Ω
=
= 3,46 Ω
𝑅 π‘‘π‘Ÿπ‘–π‘’β„Žπ‘œπ‘’π‘˜ 1,3 Ω
Deze waarde komt niet overeen met de theoretische waarde die gelijk was aan 3 Ω.
Resultaten voor de nullastproef
Table 2 Resultaten Nullastproef
Ster
I max=3,2 A
(tussen 40 en
60 V)
U0
(V)
0
20
30
40
I0 (A)
n (rpm)
Driehoek
U0 (V)
0
0,7
1,2
1,9
0
0
28,6
202,4
60
80
100
120
140
160
180
200
0,6
0,5
0,5
0,6
0,6
0,7
0,8
0,9
1729,2
1740,2
1746,8
1746,8
1751,2
1751,2
1753,4
1753,4
0
20
I max=5,5 A 30
(tussen 30
40
en 40 V)
60
80
100
120
140
160
180
200
I0 (A)
n (rpm)
0
3
4,3
0,8
0
312,4
543,4
1733,6
0,9
1,1
1,4
1,6
2
2,3
2,7
3,1
1749
1751,2
1753,4
1753,4
1753,4
1753,4
1755,6
1753,4
Uit de resultaten is waar te nemen dat de stroom waarden bij de sterschakeling kleiner zijn dan
bij de driehoekschakeling. Dit komt vanwege de grotere weerstand van de statorfase bij de
sterschakeling. Daardoor begint de motor bij de driehoekschakeling ook eerder (bij een lagere
spanning) te draaien dan bij de sterschakeling. Bij de sterschakeling begon de motor de draaien
bij een stroom van 3,2 A (dit gebeurde tussen 40 en 60 V). Bij de driehoekschakeling begon de
motor te draaien bij een stroom van 5,5 A (tussen 30 en 40 V).
Uit de resultaten is verder ook het verband tussen het toerental en de aangelegde spanning af te
leiden. Het toerental bij de sterschakeling was tijdens het aanlopen kleiner dan van de
driehoekschakeling. Eenmaal aangelopen liepen de toerental waarden bij zowel de ster- als
driehoekschakeling heel snel op bij toenemende spanningswaarden. Uiteindelijk werd een
toerental bereikt die voor beide schakelingen even groot was.
Resultaten voor de nullastproef (vervolg)
Table 3 Resultaten nullastproef
U0 (V)
Ster
220
Driehoek 220
I0 (A)
PR0 (W)
PT0 (W)
1
4
-80
-400
150
530
P0 totaal
(W)
70
130
n0 (rpm)
Cos φ0
S0 (%)
1753,4
1755,6
0,184
0,085
2,59
2,47
Vb berekening:
𝑃 π‘‘π‘œπ‘‘π‘Žπ‘Žπ‘™ = 𝑃(𝑅) + 𝑃(𝑇) = −80 + 150 = 70 π‘Š
cos φ =
𝑆=
π‘ƒπ‘‘π‘œπ‘‘
√3 βˆ™ π‘ˆ βˆ™ 𝐼
=
70
√3 βˆ™ 220 βˆ™ 1
= 0,184
𝑛𝑑 − π‘›π‘Ÿ 1800 − 1753,4
=
= 0,0259
𝑛𝑑
1800
Resultaten voor de kortsluitproef
Table 4 Resultaten kortsluitproef
Uk (V)
Ster
122,4
Driehoek 47,29
Ik (A)
8,9
8,9
PRk
(W)
0
-20
PTk
(W)
850
330
Pk totaal
(W)
850
310
Cos φk
Zk (Ω)
Rk (Ω)
Xk (Ω)
0,450
0,425
13,75
5,31
6,19
2,26
12,28
4,81
Bij de kortsluitproef wordt de rotor geblokkeerd. Hierdoor is het toerental van de rotor gelijk aan
0. De slip wordt daardoor gelijk aan 100%.
𝑆=
𝑛𝑑 − π‘›π‘Ÿ 1800 − 0
=
=1
𝑛𝑑
1800
De stroom die bij nominale klemspanning (220 V) zou vloeien wordt dan als volgt berekend:
πΌπ‘˜ (π‘ π‘‘π‘’π‘Ÿ) =
π‘ˆπ‘˜
220
=
= 16 𝐴
π‘π‘˜ 13,75
πΌπ‘˜ (π‘‘π‘Ÿπ‘–π‘’β„Žπ‘œπ‘’π‘˜) =
π‘ˆπ‘˜ 220
=
= 41,43 𝐴
π‘π‘˜ 5,31
Vb berekening:
𝑃 π‘‘π‘œπ‘‘π‘Žπ‘Žπ‘™ = 𝑃(𝑅) + 𝑃(𝑇) = −20 + 330 = 310 π‘Š
cos φ =
π‘ƒπ‘‘π‘œπ‘‘
√3 βˆ™ π‘ˆ βˆ™ 𝐼
π‘π‘˜ =
=
310
√3 βˆ™ 47,29 βˆ™ 8,9
= 0,425
π‘ˆπ‘˜ 47,29
=
= 5,31 Ω
πΌπ‘˜
8,9
π‘…π‘˜ = π‘π‘˜ βˆ™ π‘π‘œπ‘  φ = 5,31 βˆ™ 0,425 = 2,26 Ω
π‘‹π‘˜ = π‘π‘˜ βˆ™ 𝑠𝑖𝑛 φ = 5,31 βˆ™ 0,905 = 4,81 Ω
Resultaten voor de belastingsproef
Table 5 Resultaten Belanstingsproef
Stand Uin
(V)
0
214,5
1
214,3
2
214,0
3
213,8
4
213,6
5
213,5
6
213,3
7
213
Iin
(A)
4,8
4,9
5,0
5,2
5,4
5,5
5,8
6,0
PR
(W)
-200
-140
-60
0
40
90
160
210
PT
(W)
810
850
860
860
860
860
860
860
Pin
(W)
610
710
800
860
900
950
1020
1070
T
(Nm)
0,74
1,34
2,04
2,01
3,05
3,42
3,93
4,38
n
(rpm)
1790
1784
1774
1766
1772
1772
1769
1762
S
(%)
0,56
0,89
1,44
1,89
1,56
1,56
1,72
2,11
Pas
(W)
138,71
250,34
378,98
371,72
565,97
634,63
728,03
808,18
Cos
φk
0,342
0,390
0,432
0,447
0,450
0,467
0,476
0,483
η (%)
22,74
35,26
47,37
43,22
62,89
66,80
71,38
75,53
Uit de resultaten van de belastingsproef blijkt dat het toerental van de rotor bij toenemende
belasting steeds afneemt. Bij de kleinste belasting is het toerental namelijk 1790 rpm en bij de
grootste belasting is hij afgenomen tot 1762 rpm. Verder blijkt dat het koppel bij toenemende
belasting juist toeneemt.
Er is ook gebleken dat de slip bij toenemende belasting groter wordt. Dit komt doordat het
toerental van de rotor steeds afneemt en daardoor het verschil in snelheid tussen de rotor en
stator steeds groter wordt.
De arbeidsfactor wordt bij toenemende belasting ook steeds groter. Hij loopt op van 0,342 tot
een waarde van 0,483.
Uit de resultaten blijkt verder ook dat het rendement bij toenemende belasting ook toeneemt. Dat
wil zeggen dat de omzetting van vermogen het nuttigst plaatsvindt bij de grootste belasting. Het
rendement is daarbij enorm veel afhankelijk van de belasting. Het neemt namelijk toe vanaf 23%
tot een percentage van 76%. Bij de gelijkstroommotor lag het rendement tussen 86 en 97%. Bij
de DASM is het rendement dus veel lager.
Vb berekening:
𝑃 𝑖𝑛 = 𝑃(𝑅) + 𝑃(𝑇) = −200 + 810 = 610 π‘Š
𝑆=
𝑛𝑑 − π‘›π‘Ÿ 1800 − 1790
=
= 0,0056
𝑛𝑑
1800
𝑃 π‘Žπ‘  = 2πœ‹ βˆ™
πœ‚=
π‘›π‘Ÿ
1790
βˆ™ 𝑇 = 2πœ‹ βˆ™
βˆ™ 0,74 = 138,71 π‘Š
60
60
𝑃 π‘Žπ‘ 
138,71
βˆ™ 100% =
βˆ™ 100% = 22,74 %
𝑃 𝑖𝑛
610
cos φ =
𝑃𝑖𝑛
√3 βˆ™ π‘ˆ βˆ™ 𝐼
=
610
√3 βˆ™ 214,5 βˆ™ 4,8
= 0,342
5. Conclusie
De driefasige asynchrone machine (DASM) kan op 2 manieren geschakeld worden namelijk ster
en driehoek. Vanwege de constructie is de weerstand van de statorfase van de DASM bij ster
theoretisch 3 keer zo groot als de waarde bij driehoek. Dit maakt dat de stroom waarden bij de
sterschakeling kleiner zijn dan bij de driehoekschakeling. Daardoor begint de motor bij de
driehoekschakeling ook eerder (bij een lagere spanning) te draaien dan bij de sterschakeling.
Vanwege de grotere weerstand is het toerental van de sterschakeling tijdens het aanlopen ook
kleiner dan bij de driehoekschakeling. Eenmaal aangelopen lopen de toerentallen wel op tot een
waarde die voor beiden schakelingen hetzelfde is.
Door de rotor te blokkeren is er een kortsluiting gesimuleerd. De klemspanning is verlaagd en
met behulp van de berekende impedantie is geconcludeerd dat de stroom bij nominale
klemspanning gelijk is aan 16 A bij ster en 41,43 A bij driehoek.
Omdat er tijdens het aanlopen geen tegen-emk wordt geproduceerd, is het gevaarlijk om grote
motoren meteen in driehoek te schakelen. Daarom wordt er in de praktijk gekozen voor een
sterdriehoekschakeling waarbij de DASM eerst is ster wordt geschakeld voor een beperkte
aanloopstroom om na enige tijd over te gaan naar de driehoekschakeling.
De driefasige asynchrone machine verschilt van de synchrone machine in het feit dat er bij de
asynchrone machine sprake is van een snelheidsverschil tussen de rotor en het opgewekte
draaiveld in de stator. Dit verschil in draaisnelheid wordt uitgedrukt in de slip. Het is gebleken
dat de slip bij toenemende belasting groter wordt. Dit komt doordat het toerental van de rotor bij
toenemende belasting steeds afneemt en daardoor het verschil in snelheid tussen de rotor en
stator steeds groter wordt. Verder worden de arbeidsfactor en het rendement van de
vermogensomzetting bij toenemende belasting ook steeds groter. Daarbij kan het rendement
vanaf een percentage van 23% wel oplopen tot 76%.
Download