Voor het genereren van perslucht gebruikt een elektromotor van een luchtcompressor energie om stroom te produceren. Het meest voorkomende type is een driefasige kooianker inductiemotor, die in alle soorten industrieën wordt gebruikt. Hij is stil en betrouwbaar en maakt daarom deel uit van de meeste systemen, waaronder compressoren.
Een elektromotor bestaat uit twee hoofdonderdelen, de vaste stator en de draaiende rotor. De stator produceert een draaiend magnetisch veld en de rotor zet deze energie om in beweging, d.w.z. mechanische energie. De stator is aangesloten op de driefasige netvoeding.
De stroom in de statorwikkelingen wekt een roterend magnetisch krachtenveld op, dat stromen induceert in de rotor en een magnetisch veld teweegbrengt. De interactie tussen de magnetische velden van de stator en de rotor creëert een draaimoment, waardoor de rotoras gaat draaien.
Als de as van de inductiemotor met dezelfde snelheid zou draaien als het magnetische veld, zou de geïnduceerde stroom in de rotor nul zijn. Door verschillende verliezen in bijvoorbeeld de lagers is dit echter onmogelijk. Daarom bedraagt de snelheid altijd ca. 1-5% onder het synchrone toerental van het magnetische veld ('slip' genoemd). (Permanentmagneetmotoren produceren helemaal geen slip.)
Energieomzetting in een motor vindt niet plaats zonder verliezen. Deze verliezen zijn het resultaat van o.a. ohmse verliezen, ventilatieverliezen, magnetisatieverliezen en wrijvingsverliezen.
Het isolatiemateriaal in de motorwikkelingen is verdeeld in isolatieklassen volgens IEC 60085, een norm van de Internationale Elektrotechnische Commissie (IEC). Een letter die overeenkomt met een temperatuur, namelijk de bovengrens voor het isolatietoepassingsgebied, duidt elke klasse aan. Als de bovenste limiet gedurende een langere periode wordt overschreden met 10 °C, wordt de levensduur van de isolatie ongeveer met de helft verkort.
Isolatieklasse |
B |
F |
H |
Max. wikkelingtemp. °C |
130 |
155 |
180 |
Omgevingstemperatuur °C |
40 |
40 |
40 |
Temperatuurstijging °C |
80 |
105 |
125 |
Thermische marge °C |
10 |
10 |
15 |
Beschermingsklassen volgens IEC 60034-5 geven aan hoe de motor wordt beschermd tegen aanraking en water. Ze worden aangeduid met de letters IP en twee cijfers. Het eerste cijfer staat voor de bescherming tegen aanraking en penetratie door een massief object, en het tweede cijfer staat voor de bescherming tegen water. Zie hieronder voor wat elke klasse vertegenwoordigt.
IP 23: (2) bescherming tegen objecten groter dan 12 mm (3) bescherming tegen directe waterstralen met een invalshoek tot 60° van de verticale as.
IP 54: (5) bescherming tegen stof, (4) bescherming tegen spatwater vanuit alle richtingen.
IP 55: (5) bescherming tegen stof, (5) bescherming tegen stralen water onder lage druk uit alle richtingen.
Koelmethoden volgens IEC 60034-6 geven aan hoe de motor wordt gekoeld. Dit wordt aangeduid met de letters IC gevolgd door een reeks cijfers die staan voor het type koeling (niet-geventileerd, zelfgeventileerd, geforceerde koeling) en de bedrijfsmodus van de koeling (interne koeling, oppervlaktekoeling, gesloten koelcircuit, vloeistofkoeling enz.).
De installatiemethode, volgens IEC 60034-7, geeft aan hoe de motor moet worden geïnstalleerd. Dit wordt aangeduid met de letters IM en vier cijfers. Hieronder staan twee voorbeelden van wat dit betekent.
IM 1001: twee lagers, een as met een vrij tapeinde en een statorlichaam met poten.
IM 3001: twee lagers, een as met een vrij tapeinde, een statorlichaam zonder poten en een grote flens met effen bevestigingsgaten.
Een driefasige elektromotor kan op twee manieren worden aangesloten: ster (Y) of driehoek (Δ). De wikkelingsfasen in een driefasige motor zijn gemarkeerd met U, V en W (U1-U2; V1-V2; W1-W2). Normen in de Verenigde Staten verwijzen naar T1, T2, T3, T4, T5, T6. Met de steraansluiting (Y) worden de 'uiteinden' van de motorwikkelingsfasen met elkaar verbonden, een nulpunt vormen. Visueel ziet het eruit als een ster (Y).
Een fasespanning (fasespanning = netspanning/√3; bijvoorbeeld 400 V = 690/√3) ligt over de wikkelingen. De stroom Ih in richting het nulpunt wordt een fasestroom en bijgevolg stroomt er een fasestroom If = Ih door de wikkelingen. Bij de driehoekaansluiting (Δ) zijn de beginpunten en uiteinden verbonden tussen de verschillende fasen, die dan een driehoek (Δ) vormen. Daardoor is er een netspanning over de wikkelingen.
De stroom Ih in de motor is de netstroom en deze wordt verdeeld tussen de wikkelingen zodat er een fasestroom van Ih/√3 = If doorheen gaat lopen. Dezelfde motor kan worden aangesloten als een 690 V sterschakeling of 400 V driehoekschakeling. In beide gevallen is de spanning over de wikkelingen 400 V.
De stroom naar de motor is lager bij een 690 V-steraansluiting dan bij een 400 V-driehoekaansluiting. De relatie tussen de stroomniveaus is √3. Op de motorplaat kan bijvoorbeeld 690/400 V zijn vermeld. Dit betekent dat de steraansluiting bestemd is voor de hogere spanning en de driehoekaansluiting voor de lagere. De stroom, die ook kan worden aangegeven op het plaatje, toont de lagere waarde voor de motor met steraansluiting en de hogere voor de motor met driehoekaansluiting.
Het draaikoppel van een elektromotor is een uitdrukking van de draaicapaciteit van de rotor. Elke motor heeft een maximumkoppel. Een belasting boven dit koppel betekent dat de motor niet de mogelijkheid heeft om te draaien. Bij een normale belasting werkt de motor beduidend onder het maximale koppel, maar bij de startsequentie komt extra belasting kijken. De kenmerken van de motor worden meestal weergegeven met een koppelcurve.
30 juni, 2022
Waarborg veilige, betrouwbare werking van uw elektrische compressorsysteem. Ontdek met welke essentiële factoren u rekening moet houden bij elektrische installaties, van motoren tot circuitbescherming.
30 juni, 2022
Ontdek hoe energie uit restwarmte wordt teruggewonnen in watergekoelde en luchtgekoelde persluchtsystemen. We bekijken de terugwinningsmogelijkheden en de verschillende energieterugwinningsmethoden.
5 september, 2022
Elektriciteit speelt een grote rol bij de compressie van lucht. Lees meer over elektrisch vermogen en de relatie tussen actief, reactief en schijnbaar vermogen.
