Hei Q,

Tusen takk for spørsmålene, og din interesse for faget.

1. Hva gjør at polariteten i magnetfeltet veksler

Her tror jeg at det enkleste er å linke til en Youtube-video. Jeg anbefaler deg å kikke på denne:

https://www.youtube.com/watch?v=AQqyGNOP_3o

Animasjons-videoen vil også vise deg hvorfor polariteten i magnetfeltet veksler om. Dette henger sammen med at vi i en "sekvens" spenningssetter tre individuelle statorviklinger (U, V og W). Disse er elektrisk 120 grader faseforskjøvet i forhold til hverandre. Dette gjør at det samlede magnetfeltet, satt opp av tre individuelle magnetfelt, skaper et roterende magnetfelt. Det er dette som gjør at Nordpol (N) og Sydpol (S) dreier rundt.

2. Forsyningsnett og komponenter

Et forsyningsnett har typisk driftsspenningene 230 VAC, 400 VAC eller 690 VAC. Og, en elektrisk motor må tilkobles riktig spenning (den spenning den er konstruert for); ellers blir den ødelagt eller ikke vil fungere.

Tilkobles den for høy spenning, vil det gå altfor høy strøm gjennom den. Varmeutviklingen skal bli så høy at isolasjonsmaterialet selvantenner, og motoren blir ødelagt.Tilkobles den for lav spenning, vil det gå altfor lav strøm gjennom den. Den vil rett og slett ikke orke å arbeide normalt. Vi får altfor lav ytelse ut av motoren, og den lasten som den elektriske motoren driver (for eksempel pumpe eller vifte) vil ikke gjøre jobben sin.

Så, har du et 230 VAC-anlegg, må motoren være konstruert for å driftes med 230 VAC. Og, har du et 400 VAC-anlegg, må den motoren som tilkobles i dette anlegget være konstruert for 400 VAC.

3. Motorfabrikanter

Som motorfabrikant ønsker du å produsere én motor med en viss fleksibilitet; en motor som ved en enkel omkobling kan brukes på enten 230 VAC- eller 400 VAC-anlegg. Dette er et bedre alternativ enn å produsere én motor som kun kan brukes på 230 VAC-anlegg, og en annen motor som kun kan brukes på 400 VAC-anlegg.

Vi er på 'jakt' etter fleksibilitet; en motorkonstruksjon som ved enkel konfigurasjon kan brukes på enten 230 VAC- eller 400 VAC-anlegg.

4. Konfigurasjon: Stjerne eller trekant?

En motorfabrikant kan for eksempel lage en elektrisk motor som kan brukes på både 230 VAC og 400 VAC; ved å gjøre enkle omkoblinger ved bruk av lasker på et klemmebrett.

På motorens klemmebrett tilkobler vi tilførselspenningen (230 VAC eller 400 VAC) inn på L1/L2/L3.

Hvis tilførselsspenningen er 400 VAC, som er den høyeste spenningen denne motoren er konstruert for, må fase-fase-spenningen tilkobles i det vi kaller for stjernekobling (vist til høyre på figuren). Da skal vi laske U!/V1/W1 sammen. I et gitt øyeblikk vil de 400 voltene legges over to statorviklinger, for eksempel U og V. Viklingsimpedansen blir da tilstrekkelig høy, og strømmen gjennom de to statorviklingene begrenses slik at ikke motoren brenner!Hvis tilførselsspenningen er 230 VAC, som er den laveste spenningen denne motoren er konstruert for, må fase-fase-spenningen tilkobles i det vi kaller for trekantkobling (vist til venstre på figuren). Da skal vi laske U1 til W1, og V1 til U2, og W1 til V2. I et gitt øyeblikk vil de 230 voltene legges over kun én statorvikling av gangen; for eksempel viklingen U. Viklingensimpedansen i én vikling er akkurat passe for 230 VAC slik at vi får riktig motorstrøm gjennom viklingen.

5. Strømubalanse i fasene ved feil

I utgangspunktet skal det for en 3-fasemotor gå samme strøm i de statorviklingene U/V/W. Men, det kan oppstå feil i anlegget/motoren som gjør at det oppstår en ubalanse i fasestrømmene. Og, det er ikke sikkert at denne feiltilstanden oppdages. Trekant- og stjerne-tilkoblede motor har ulike egenskaper å oppdage/beskytte seg selv mot slike feil.

For eksempel kan en feiltilstand føre til at:

strømmen i den ene fasen er kun 85 % av den nominelle strømmen,Strømmen i den andre fasen er hele 115 % av den nominelle strømmen, ogStrømmen i den tredje fasen er 100 %; det vil si lik den nominelle strømmen.

Enkelte anlegg krever derfor at det installeres faseubalansevern. For eksempel, hvis det er en ubalanse i fasestrømmene på mer enn 30 %, vil faseubanlasevernet trippe motoren for å verne den mot skadelige høy strøm i en eller flere av fasene i løpet av få sekunder (typisk 3 - 6 sekunder etter at feilen oppsto.

6. Ex 'e'-motor

Egenskapene til motor som er installert i eksplosjonsfarlige områder må vises spesiell oppmerksomhet. Motoren kan være en potensiell tennkilde for atmosfærer med eksplosjonsfarlige gasser, damper eller svevestøv.

Egenskapene til motor, som er konfigurert i trekant-tilkobling (også omtalt som delta-tilkobling) vil ved et eventuelt tap av én av de tre fasene vies spesiell oppmerksomhet! I motsetning til stjerneviklede motorer, kan tapet av én fase for trekant-tilkoblede motorer forbli uoppdaget, spesielt hvis dette forekommer under drift. Resultatet vil være strømubalanse i fasene under drift som vil medføre til økt oppvarming av trekant-tilkoblede motoren.

En trekant-tilkoblet motor med lav momentbelastning under oppstart kan også være i stand til å starte i denne feiltilstanden (én fase ute av drift), og derfor kan feilen forbli uoppdaget i lengre perioder. Derfor skal trekant-tilkoblede motorer ha faseubalansevern (differansevern) som oppdager motorubalanser før uønsket varmeutvikling oppstår.

7. Holde strømmen lav; redusere uønsket energitap i ledningsnettet

I noen sammenhenger er det en fordel å ha lav strøm i anlegget uten å kompromisse på antall watt som skal være tilgjengelig på motorakslingen.

Elektrisk effekt P = U * I. Så mange foretrekker å drifte en motor i stjernekobling, fordi dette gir en lavere strøm i motorkablene/anlegget enn om motoren driftes med lavere spenning og høyere strøm (som i trekant-tilkobling).

8. Oppsummert

Motorens grunndesign er å legge fase-fase-spenningen (for eksempel 230 VAC) over én statorvikling. Dette kaller vi for trekant. Ønsker vi å bruke motoren i anlegg med høyere fase-fase-spenning (for eksempel 400 VAC), må vi legge denne spenningen over to statorviklinger. Dette for å få strømmen gjennom statorviklingen til et sikkert, behagelig nivå.

Et tilsvarende scenario har vi for motor 400/690 VAC. I et 690 VAC-anlegg kobler vi laskene slik at fase-fase-spenningen nå må gå igjennom to statorviklinger. Og, hvis den samme motoren skal brukes i et 400 VAC-anlegg, ja da kobler vi laskene slik at fase-fase-spenningen legges over kun én statorvikling av gangen.