Our solutions
Kompressorteknik
Solutions
Industriverktyg och monteringssystem
Solutions
Produkter
Industriverktyg och monteringssystem
Energiteknik
Solutions
Produkter
Energiteknik
Energilagringssystem
Atlas Copco Rental
Solutions
Produkter och lösningar
Solutions
Oljefria luft- och kväveboosters
Energilagringssystem
Produkter och lösningar

Elmotorn

Compressed Air Wiki Basic Theory Electricity

När luft ska omvandlas till tryckluft behövs det effekt. Effekten levereras i form av elektricitet som genereras av en elmotor. Den vanligaste elmotorn är en trefas, kortsluten asynkronmotor. Den här motortypen används i alla typer av industrier. Den är tyst och driftsäker och ingår därför i en mängd olika system, bland annat i kompressorer.

Vilka är de viktigaste delarna i en elmotor?

Elmotor
Elmotorn består av två huvuddelar, den stillastående statorn och den rörliga rotorn. Statorn alstrar ett roterande magnetfält och rotorn omvandlar denna energi till rörelse, det vill säga. mekanisk energi. Statorn är ansluten till elnätets tre faser. Strömmen i statorlindningarna ger upphov till ett roterande magnetfält som inducerar strömmar i rotorn och ger upphov till ett magnetfält även där. Interaktionen mellan statorns och rotorns magnetfält ger upphov till ett vridmoment som i sin tur får rotoraxeln att rotera.

Varvtal

formel för det synkrona varvtalet i varv/minut, nätets frekvens och antalet poler per fas
Om induktionsmotorns axel skulle rotera med samma hastighet som magnetfältet skulle den inducerade strömmen i rotorn vara noll. Genom olika förluster i till exempel lager så är detta omöjligt och varvtalet är alltid cirka 1–5 % lägre än magnetfältets synkrona varvtal (så kallad eftersläpning). (Permanentmagnetiserade motorer har ingen eftersläpning).

Verkningsgrad

formel för verkningsgraden, angiven effekt, axeleffekt (W), tillförd effekt (W)
Energiomvandlingen i en motor sker inte utan förluster. Dessa förluster beror bland annat på resistiva förluster, ventilationsförluster, magnetiseringsförluster och friktionsförluster.

Isolationsklasser

Isolationsmaterialen i motorns lindning är indelade i isolationsklasser i enlighet med IEC 60085, en standard som publiceras av Internationella elektrotekniska kommissionen. Varje klass har en bokstavsbeteckning som motsvarar den temperatur som är den övre gränsen för vad isolationsmaterialet tål. Om denna gräns överskrids med 10 °C under en längre tidsperiod förkortas isoleringens livslängd med ungefär hälften.

Isolationsklasser

B

F

H

Maxtemperatur °C

130

155

180

Omgivningstemperatur °C

40

40

40

Temperaturökning °C

80

105

125

Termisk marginal °C

10

10

15

Kapslingsklasser

Kapslingsklasserna enligt IEC 60034-5 anger hur motorn är skyddad mot beröring och vatten. De anges med bokstäverna IP och två siffror. Den första siffran anger skyddet mot beröring och inträngning av fasta föremål. Den andra siffran anger skyddet mot vatten.

Exempelvis så anger IP23: (2) skydd mot fasta föremål större än 12 mm, (3) skydd mot strilande vatten uppifrån inom 60° från lodlinjen. IP 54: (5) skydd mot damm, (4) skydd mot strilande vatten i alla riktningar. IP 55: (5) skydd mot damm, (5) skydd mot sprutande vatten i alla riktningar.

Kylmetoder

Kylmetoder enligt IEC 60034-6 specificerar hur motorn kyls. Metoderna betecknas med bokstäverna IC följt av en serie siffror som representerar kylningstypen (ej ventilerad, egen ventilation, tvingad kylning) och kylningsläget (intern kylning, ytkylning, kylning med sluten krets, vätskekylning osv.)

Monteringssätt

monteringssätt
Monteringssättet enligt IEC 60034-7 anger hur motorn ska monteras. Det anges med bokstäverna IM och fyra siffror. Till exempel anger IM 1001: två lager, en axel med fri tapp och en statorstomme på fötter. IM 3001: två lager, en axel med fri tapp, en statorstomme utan fötter och en stor fläns med frigående fästhål.

Monteringssättet enligt IEC 60034-7 anger hur motorn ska monteras. Det anges med bokstäverna IM och fyra siffror. Till exempel anger IM 1001: två lager, en axel med fri tapp och en statorstomme på fötter. IM 3001: två lager, en axel med fri tapp, en statorstomme utan fötter och en stor fläns med frigående fästhål.

Vad är Y-kopplingar och Δ-kopplingar?

En trefas elmotor kan kopplas på två sätt: med Y-koppling eller Δ-koppling. Lindningsfaserna i en trefasmotor är märkta U, V och W (U1-U2; V1-V2; W1-W2). Standarder i USA refererar till T1, T2, T3, T4, T5 och T6. Vid Y-koppling lägger man ihop ”slutet” på motorlindingens faser så att de bildar en nollpunkt, som ser ut som ett Y.

Över lindningen ligger det en fasspänning (fasspänning = huvudspänningen/√3; till exempel 400 V = 690/√3). Strömmen Ih in mot nollpunkten blir en fasström och det kommer alltså att flyta en fasström If = Ih genom lindningarna. Vid Δ-koppling förbinder man början och slut mellan olika faser, vilka därför bildar en triangel Δ. Det kommer då att ligga en huvudspänning över lindningarna. Strömmen Ih in till motorn är huvudströmmen och denna kommer att delas upp mellan lindningarna och ge en fasström genom dessa, Ih/√3 = If.

Samma motor kan anslutas som 690 V Y-kopplad eller 400 V Δ-kopplad. I båda fallen kommer spänningen över lindningen att vara 400 V. Strömmen in till motorn blir lägre med en 690 V Y-koppling än med en 400 V Δ-koppling. Förhållandet mellan strömnivåerna är √3. Det kan till exempel stå 690/400 V på motorskylten. Detta innebär att Y-koppling är avsedd för den högre spänningen och Δ-koppling för den lägre. Strömmen, som också finns angiven på skylten, visar det lägre värdet för Y-kopplad motor och det högre för Δ-kopplad.

Vad är vridmoment?

En elmotors vridmoment är ett uttryck för rotorns vridande förmåga. Varje motor har ett maximalt vridmoment. En belastning över detta vridmoment innebär att motorn inte orkar rotera. Vid normal belastning arbetar motorn långt under sitt maxmoment, men startögonblicket innebär en extra belastning. Motorns egenskaper presenteras vanligen i en momentkurva.

Relaterade artiklar

an illustration about a basic theory article in the atlas copco air wiki

Elkraft

Elkraft, eller elektricitet, spelar en viktig roll vid komprimering av luft. Läs mer om effekt och förhållandet mellan aktiv, reaktiv och skenbar effekt.