Asynkronmaskin

Från Wikipedia
(Omdirigerad från Induktionsmotor)
Hoppa till navigering Hoppa till sök
Asynkronmotorer för trefas
Animering av en asynkronmotor
Roterande trefasigt magnetfält
Vridmomentet som funktion av eftersläpningen
Exempel på vridmomentet som funktion av varvtalet för en induktionsmotor

En asynkronmaskin är en elektrisk maskin för vilken rotorns varvfrekvens är asynkron med den tillförda växeleffektens frekvens. Den kallas också asynkronmotor eller asynkrongenerator beroende på om den förbrukar eller producerar effekt.

Asynkronmotorn är mycket viktig inom industrin där den har omfattande användningsområden. Den används bland annat till att driva pumpar, fläktar och transportband. På grund av sin robusta konstruktion och att den är förhållandevis billig att tillverka, är asynkronmotorn den dominerande motortypen inom industrin. Asynkrongeneratorn är inte lika vanlig.

Verkningssätt[redigera | redigera wikitext]

Asynkronmotorn benämns även induktionsmotor då upphovet till rotorns magnetfält är elektromagnetisk induktion. Elektromagnetisk induktion uppkommer då en ledare befinner sig i ett tidsvarierande magnetfält. Genom att ansluta statorns terminaler till en trefas växelspänning uppstår ett roterande magnetfält runt rotorn. Fältets frekvens är lika med nätfrekvensen dividerat med halva antalet poler (det vill säga antalet pol-par) och benämns den synkrona frekvensen.

Det roterande magnetfältet ger upphov till en ström i rotorns ledare som enligt Lenz lag orsakar ett vridmoment kring rotorns axel vilket strävar att minska skillnaden mellan statormagnetfältets frekvens (den synkrona frekvensen) och rotorns rotationsfrekvens.

Om rotorns rotationsfrekvens är lika stor som den synkrona frekvensen förekommer ingen induktionsverkan och det genereras inget vridmoment som bidrar till rotationsrörelsen. I en asynkronmaskin helt utan förluster skulle detta vara sluttillståndet för en obelastad maskin, men på grund av oundvikliga förluster (värmeutveckling) kommer rotationsfrekvensen att alltid understiga den synkrona frekvensen.

Synkrona varvtalet[redigera | redigera wikitext]

Det synkrona varvtalet, det varvtal med vilket motorns magnetfält roterar i varv per minut är

där f är nätfrekvensen och p är antalet poler.

Eftersläpning[redigera | redigera wikitext]

Beroende på belastningens storlek kommer asynkronmotorn att rotera med ett lägre varvtal n för vilket en eftersläpning s är definierad som[1]

Eftersläpningen är normalt 3-4%.

Varvtal[redigera | redigera wikitext]

Asynkronmotorns varvtal n, i varv per minut, bestäms av synkrona varvtalet och eftersläpningen enligt

Konstruktion[redigera | redigera wikitext]

En asynkronmotors stator kan lindas till att ha i princip ett godtyckligt antal polpar; endast praktiska överväganden bestämmer vad som är möjligt. Faserna lindas på kärnor som oftast är gjorda av järn.[2]

Rotorledningar i form av en bur, uppfunnen av Michail Dolivo-Dobrovolskij omkring 1890 Trefas asynkronmotor med ena sidokåpan borttagen
Rotorledningar i form av en bur, uppfunnen av Michail Dolivo-Dobrovolskij omkring 1890
Trefas asynkronmotor med ena sidokåpan borttagen
Ett vanligt sätt att linda en tvåpolig 3-fas asynkronmotors stator. Förutom fasanslutningarna L1, L2 och L3 finns i detta fall även en neutralledare

Rotorn har vanligen ledare utformade som en bur av ett material med en hög elektrisk ledningsförmåga såsom koppar och aluminium. Motorn benämns kortsluten. Rotorns kärna består oftast av tunna järnplåtar monterade vinkelrätt mot rotorns axel och som är elektriskt isolerade från varandra, vilket leder till att de axiellt riktade inducerade strömmarna koncentreras till burlindningen. Burlindningens stavar är snedställda relativt motorns axel vilket reducerar rotorns vibrationer.[2]

Om de rotorlindningarna är åtkomliga via släpringar på axeln har vi en släpringad eller faslindad motor. Vid normal drift är de kortslutna.[2] Med yttre motstånd mellan faserna kan man få ett startmoment och samtidigt en låg startström.[3]


Start av en asynkronmotor[redigera | redigera wikitext]

Direkt start av en asynkronmotor ger upphov till en startström på mellan 2,5 och 8 gånger märkströmmen. Därför använder man sig av olika metoder för att reducera denna.

Y/Δ-start[redigera | redigera wikitext]

Vid starten har man lindningarna Y-kopplade och sedan byter man till Δ-kopplade lindingar. Då reduceras strömmen och därmed momentet till en tredjedel. Denna metod passar då man startar motorn obelastad. Därför är det inte bra för pumpar och fläktar som börjar arbeta direkt vid start.[4]

Asynkrongenerator[redigera | redigera wikitext]

Om asynkronmotorns rotor tillförs mekanisk energi genom att kopplas ihop med en drivande maskin (till exempel ett vindkraftverk) och denna har en rotationsfrekvens som överstiger den synkrona frekvensen kommer den mekaniska energin att omvandlas till elektrisk energi som kan distribueras via elnätet. För att använda asynkronmotorn som generator utan elnät krävs att statorn magnetiseras. Detta kan åstadkommas med en strömbegränsad likström genom separata anslutningar till statorn.

Se även[redigera | redigera wikitext]

Referenser[redigera | redigera wikitext]

Noter[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ Alfredsson 2011, s. 191.
  2. ^ [a b c] Alfredsson 2011, s. 190.
  3. ^ Alfredsson 2011, s. 201.
  4. ^ Alfredsson 2011, s. 194.

Källor[redigera | redigera wikitext]

Externa länkar[redigera | redigera wikitext]