ELEKTROMOTORENS TURTALL |
|||||
|
Når vi setter strøm på en spole,
vil det danne seg magnetiske poler i spolen. Disse polene vil skifte
polaritet når vi endrer strømretninga. Dersom vi setter inn en
permanent magnet i et slikt, skiftende magnetfelt, så vil denne magneten begynne
å dreie rund like fort som strømretningen skifter. |
||||
I løpet av en periode vil strømmen gå fram og
tilbake. Derfor vil den magnetismen som strømmen lager, dra magneten rundt en
gang for hver periode av vekselspenningen. Dersom det kommer 50 slike
perioder i sekundet, så vil magneten rotere med en hastighet på 50
omdreininger pr. sekund. Når man prater om motorens turtall, er man mer
orientert mot hvor mange omdreiinger motoren gjør i løpet av et minutt.
(RPM). |
|||||
* En elektrisk motor er i prinsippet bygget opp
av en jernkrans som danner en sirkel rundt et hull. Denne jernkransen kaller
vi for stator. I statoren har vi montert elektriske
viklinger. Når vi setter strøm på viklingene, så vil disse bygge opp en
magnet i statoren. Polariteten på denne magneten er avhengig av retningen på
strømmene slik som disse kommer inn i viklingen. |
|||||
|
I denne figuren ser vi en stjernekoblet stator med tre
viklinger. De tre viklingene er koblet til en trefasespenning. Statorfluksen er tegnet slik som denne vil
bli når trefasesystemet leder strømmen inn på fase L1, og når denne strømmen
føres tilbake til fase L2 og L3 med like stor verdi på begge fasene. Vi har
tidligere sett at det alltid går like mye strøm inn i en kobling, som det
samtidig går ut av koblingen. Dermed ser vi at tre viklinger i en slik stator vil sette
opp en magnetisk fluks med en nordpol og en sydpol tvers gjennom statoren.
Denne magneten får et par med poler. ( Nordpol og Sydpol.) |
||||
Det er selvfølgelig mulig å lage en slik stator slik at
den får flere viklinger. Dersom vi lager statoren med 6 viklinger, så vil den
kunne sette opp to forskjellige magneter. |
|||||
|
En slik stator vil få to polpar. Disse to polparene dreier
rundt statoren med den samme hastigheten som frekvensen til trefasespenningen
legger opp til. Det er selvsagt mulig å bygge en slik stator slik at den
får flere polpar. Legger vi inn 9 viklinger, så vil statoren få 3 polpar.
Lager vi 12 viklinger, så vil statoren få 4 polpar. Slik kan vi fortsette… |
||||
Motoren blir selvsagt mer komplisert, og dyrere jo flere
polpar vi bygger inn. Dersom vi nå setter inn en magnet i statoren, så ser vi at
denne magneten vil dreie rundt sammen med trefasespenningen. Alt dette ser vi
lettest der hvor statoren bare har 1 polpar. |
|||||
Statoren setter opp en magnetisk fluks som stråler tvers
igjennom denne. I figuren ser vi hvordan
denne fluksen er orienter mot nord. Dersom vi setter inn en permanent magnet i hulrommet i
denne statoren, så vil denne magneten følge statorfluksen rundt når denne
begynner å dreie. |
|
||||
Legg merke til hvordan magnetismen i statoren ”stiger” mot
nord, og mot syd. Selv om magneten her får sin egentlige nordpol nede, så vil
innersiden av statoren oppe bli mer nord enn utsiden av statoren er. På denne
måten vil statoren danne en magnet oppe, og en magnet nede. |
|||||
|
Når vi setter disse to bildene sammen, ser vi at magneten
i rotoren vil låse seg til den fluksen som statoren bygger opp. Nordpolen i statoren
vil låse seg til sydpolen i magneten, og sydpolen i statoren vil låse seg til
nordpolen i magneten. Dersom statorfluksen nå begynner å dreie rundt, så vil
magneten følge med i denne rotasjonen. De to magnetene vil nå være så
opphengt i hverandre at de må følge hverandre helt nøyaktig, helt rundt..
Hastigheten på denne rotasjonen bestemmes av frekvensen på den spenningen som
dreier statorfluksen. |
||||
Statorfluksen gjør en omdreining rundt statoren for hver
periode av den vekselspenningen som driver den. Det innebærer at en slik
motor som blir drevet rundt av en frekvens på 50 Hz, vil gjøre 50
omdreininger i sekundet. Dersom
frekvensen blir høyere, så vil motoren svive fortere. Vanligvis måles turtall i omdreininger pr minutt. Dersom vi
ganger frekvensen med 60 sekunder, så vil vi få turtallet på statorfluksen
uttrykket i omdreininger pr. minutt. Som benevning for turtall brukes den
engelske forkortelsen rpm. Det synkrone turtallet for en statorfluks med 1 enkelt
polpar, kan derfor beregnes med formelen: |
|||||
|
Dersom vi lager statoren slik at den kan sette
opp flere polpar, så ser vi her hvordan dette blir. Magneten i rotoren vil stille
seg inn i et balansepunkt mellom de to polene. Når statorfluksen begynner å
dreie, vil magneten følge med rundt. Men i dette tilfellet vil den bare gjøre
½ omdreining for hver gang statorfluksen roterer helt rundt. Det synkrone
turtallet for en motor med flere polpar, kan beregnes med formelen: |
||||
* |
|
||||
Dersom vi setter inn en motor med en permanent
magnet i rotoren, så vil denne motoren ta et turtall som følger frekvensen
nøyaktig. En slik motor kaller vi for en synkronmotor. Vanligvis lager vi rotoren av jern. Da blir
rotoren magnetisert av den magneten som roterer i statoren. Rotoren i en slik
motor vil prøve å følge rotasjonen på statormagneten, men den vil henge litt
etter hele tiden. En slik motor kaller vi for en Asynkronmotor. Asynkronmotorene sviver litt senere enn
turtallet på statorviklingens magnetfelt. |
|||||