[Løst] Hvorfor bruker en el.motor mer strøm ved høyere frekvens?

[Nedward]

Som tittel sier, så lurer jeg på hvorfor en el.motor bruker mer strøm og avgir mer effekt ved større frekvens. Dette er noe jeg i utgangspunktet har akseptert så lenge jeg har vært kjent med strøm, men for noen dager siden så kom jeg til å tenke på følgende:

 

Sett at XL = 2*pi*f*L så tilsier jo det at en motor skulle bruke mindre strøm jo høyere frekvensen blir, ikke omvendt. Så jeg er jo rimelig sikker på at det er noe jeg mangler. Dog vet jeg ikke hva jeg mangler.

 

Det forresten en asynkron kortsluttningsmotor jeg prater om.

[LightSabre]

Forenklet så er turtallet på motoren avhengig av frekvensen på strømmen. Dvs høyere frekvens gir høyere turtall, som igjen gir høyere motstand/belastning på lasten den driver. Feks trenger du mere krefter på å sykle i 30km/t enn i 10km/t.

[Nedward]

Jeg ser den.

Som kjent så er effekten på merkeskiltet til en motor avgitt effekt (under full last). Hvis man kjører en motor uten last, og øker frekvensen. Hva vil da skje?.

[Patz]

Godt mulig jeg tar feil her men;

 

Så vidt jeg forstår så øker impedansen i en induktiv last ved økende frekvens.

Så vidt jeg forstår vil da strømmen synke ved økende frekvens hvis man ikke tar hensyn til last/sakking.

 

En frekvensomformer endrer RMS-spenningen etter frekvensen.

En motor nom. 50Hz som kjøres på 10Hz får kanskje bare 180-200V fra VFD, dette er vel for å senke strømmen?

 

På mange nyere VFD reklameres det jo med 100% moment selv ved over 100% nominelt turtall på motor. Dette betyr kanskje at VFD gir ut høyere RMS-spenning enn 230V over 50Hz?

 

Vi hadde et eksempel på skolen;

En høyhastighets elektrospindel (høyhastighetsmotor) med nominell frekvens 400Hz, 230V, skulle kobles til og testkjøres.

Elevene slet med oppsett av VFD, og bestemte seg derfor for å koble den rett i veggen (50Hz 230V).

Resultat etter 5 sekund = brent lukt og røyk.

 

Hypotese: viklingene var designet for full spenning ved 400Hz. Når de da ble tilført full spenning ved 50Hz økte strømmen på grunn av lavere impedans ved 50Hz vs 400Hz.

[formann]

Siden det er metall i kjernen på motoren vil det induseres strøm i kjernen når magnetfeltet veksler. Jo oftere det veksler, jo mer strøm induseres det, og følgelig øker tapet.

Fenomenet kalles eddy currents eller Foucault currents.

[geir__hk]

Som tittel sier, så lurer jeg på hvorfor en el.motor bruker mer strøm og avgir mer effekt ved større frekvens.

Dette blir riktig dersom man forutsetter at frekvensomformeren også regulerer RMS-spenninga. Hvis ikke, så ender det opp med mer sakking etterhvert som frekvensen øker. Men så kommer det jo også an på hva type last man henger på motoren.

[toreae]

3-fase asynkron kortsluttningsmotorer som jeg kjenner til har samme merkestrøm på 50 og 60Hz. Men de har høyere spenning og effekt ved 60Hz.

 

Altså skal du øke frekvensen må du også øke spenningen. For innenfor et område vil motoren være 'selvregulerende', litt lavere spenning gir litt høyere strøm.

[Nedward]

Mange gode (og forskjellige) svar her. Det stemmer nok at spenningen økes (hvis man ser på merkeskiltet til motoren) når frekvensen øker, det er jo også dette en frekvensomformer gjør i de fleste tilfeller (med mindre man aktivt går inn for å endre dette). Tanken slo meg rett og slett ikke da jeg kikket på merkeskiltet.

Dog ser jeg jo at det ligger noe i dette med eddy-strømmer (hvis det er det korrekte norske ordet), men jeg forstår desverre ikke akkurat det så godt bortsett fra at det forårsaker tap i form av varme i en motor og tydeligvis er avhengi av større frekvens for å forårsake større tap. Hvis noen vet om noe bra norsk lesestoff på nettet om eddy-strømmer så er jeg taknemmelig.

Endret 6. april 2010 av Dj_eLmO

[formann]

Dog ser jeg jo at det ligger noe i dette med eddy-strømmer (hvis det er det korrekte norske ordet), men jeg forstår desverre ikke akkurat det så godt bortsett fra at det forårsaker tap i form av varme i en motor og tydeligvis er avhengi av større frekvens for å forårsake større tap. Hvis noen vet om noe bra norsk lesestoff på nettet om eddy-strømmer så er jeg taknemmelig.

 

 

Det kan se ut til at eddy strøm og virvelstrømmer blir brukt om hverandre. Jeg lette etter gode artikler om det på norsk uten å finne stort.

 

En induksjonstopp baserer seg på dette prinsippet. Fluksendringene resulterer i vekslende magnetfelt, som igjen genererer varme i bunnen av kjelen. Så lenge den magnetisk selvsagt

 

En annen applikasjon er bremser på berg og dalbaner og tog. Når en berg og dalbane kommer inn mot endestasjonen i hundre-og-fytti km/t er det som regel bare noen små magneter på størrelse med et CD-cover som står for nedbremsingen. Jo høyere hastighet magnetene møtes med, jo større blir motstanden.

Det kan sammenlignes med fluksendringene i en elektromotor, der raskere endring av fluks/høyere frekvens gir mer motstand.

Strømmene som indusereres i rotor genererer et magnetfelt som er motsatt av rotasjonsretningen.

Lenz lov sier at strømmene som induseres motsetter seg fluksendringen.

 

Dette er også grunnen til at en motor ikke går så raskt som "den skal". De motvirkende kreftene bremser den litt i forhold til magnetfeltet.

 

Denne linken var det beste jeg fant, og den er forsåvidt god nok.

 

http://www.elsiden.no/eltekn/magn/Kap%2052/5.HTM

 

 

Dette er ikke mitt fagfelt, og i tillegg foretrekker jeg å lese det meste på engelsk, så ikke bli overasket om du finner forklaringen min og bruk av begreper litt klønete når du først får taket på det.

Endret 15. april 2010 av formann

[Nedward]

Takker for svar!. Det var virkelig mye interessant lesestoff i den linken.

Jeg anser dermed spørsmålet som besvart (dog virker ikke "løst"-knappen i min nettleser).

[formann]

Takker for svar!. Det var virkelig mye interessant lesestoff i den linken.

Jeg anser dermed spørsmålet som besvart (dog virker ikke "løst"-knappen i min nettleser).

 

Det er en ting til som må nevnes, og det er hysteresetap. Også her øker tapet når frekvensen økes.

Til sammen utgjør eddy strømmer og hysteresetap det som på norsk vistnok kalles jerntap.

 

Ikke rart knappen ikke funket... Vi hadde bare halve svaret på bordet

 

 

Jeg kjent med hysterese, men jeg har aldri tenkt på det i forbindelse med trafoer og motorer.

Man lærer noe nytt hver dag.