1. Welkom bij de cursus draaistroommotoren
Welkom bij de cursus draaistroommotoren. Je volgt deze cursus omdat je al met draaistroommotoren werkt of er in de toekomst mee gaat werken. En waar je mee werkt, daar moet je ook iets vanaf weten... toch? Draaistroommotoren lijken eenvoudig, maar schijn bedriegt. Er valt heel wat te weten over de werking en toepassing van deze motoren. Daarom volg je een cursus, maar eerst volg je deze p.p.t. cursus. Wel zo fijn, want dan ben je goed voorbereid. Aan het einde van deze cursus volgt een toets. Let dus goed op! En neem je tijd!

2. De draaistroommotor
Aan de rechterkant zie je een aantal draaistroommotoren, herken je deze uit je eigen werksituatie? Waarschijnlijk heb je een vergelijkbare motor al wel eens gezien. Sommige draaistroommotoren worden op maat gemaakt en er zijn apparaten zoals pompen waarbij de motor geïntegreerd is. Voor de meeste draaistroommotoren zijn de afmetingen echter gestandaardiseerd. Ook de manier waarop ze aangesloten worden op het werktuig dat wordt aangedreven, is gestandaardiseerd.
Draaistroommotoren worden ook wel de werkpaarden van de industrie genoemd omdat ze zoveel worden toegepast. Er zijn kleine draaistroommotoren zoals in een zaagtafel, maar er zijn er ook die meer dan 5000 kilo wegen en een vermogen van meer dan 1000 kW hebben! Ze worden bijvoorbeeld ingezet in fabrieken, bij drinkwaterbereiding en voor ventilatiesystemen, eigenlijk overal waar krachtige en betrouwbare motoren nodig zijn.
In deze cursus leer je hoe de draaistroommotor mechanisch en elektrisch is opgebouwd en hoe deze werkt. Ook leer je iets over het onderhoud van deze motoren. Verder bekijk je hoe je ze aansluit en aanstuurt.

3. Eigenschappen
De belangrijkste eigenschappen van de draaistroommotor komen in deze cursus voorbij. Hieronder staan ze nog even op een rij.
• Draaistroommotoren zijn robuust en bedrijfszeker.
• De mechanische constructie is eenvoudig.
• Draaistroommotoren zijn relatief goedkoop.
• Draaistroommotoren hebben weinig onderhoud nodig.
• Vocht en stof dringt niet gauw binnen in draaistroommotoren.
• Meestal zijn draaistroommotoren geschikt voor buitengebruik.

4. Inleiding
Je weet nu hoe een draaistroommotor eruit ziet, waar ze worden toegepast en wat de belangrijkste eigenschappen zijn. Als je echt met draaistroommotoren aan de slag wilt, zul je echter wat meer moeten weten. In dit deel van de cursus leer je meer over de mechanische en elektrische werking.
Om de elektrische werking van draaistroommotoren beter te begrijpen wordt eerst uitgelegd wat wisselspanning is en wat draaistroom is.
Daarna krijg je te zien uit welke mechanische onderdelen de draaistroommotor bestaat.
Dan begint het echte werk. Draaistroommotoren worden grofweg verdeeld in twee typen. Eerst leer je hoe de synchrone draaistroommotor werkt.
Daarna volgt uitleg over de werking van de meest voorkomende uitvoering, de a-synchrone draaistroommotor, een echte hersenkraker! Er wordt van je verwacht dat je actief meedenkt. Je beantwoordt vragen en opdrachten over de leerstof.

5. Wisselspanning
Als je een magneet langs een spoel of koperdraad beweegt ontstaat tussen de uiteinden van de draad tijdelijk een spanning. Zolang de magneet blijft bewegen ontstaat er spanning. Van dit principe wordt gebruik gemaakt in onze energiecentrales. Grote spoelen koperdraad worden in een cirkel om een (elektro)magneet heen geplaatst. De magneet wordt aan het draaien gebracht.
Doordat de (elektro)magneet afwisselend met zijn noord en zuidpool langs de spoel draait, loopt de stroom niet constant dezelfde richting op, maar wisselt deze tijdens het draaien. In de generator zit niet één spoel, maar meerdere paren.
De magneet is op een as gemonteerd en wordt aan het draaien gebracht. Dit gebeurt bijvoorbeeld met behulp van stoomturbines. De stoom wordt bijvoorbeeld opgewekt door verbranding van aardgas of kolen of met kernenergie.
In de afbeelding hiernaast zie je een schematische weergave van een draaistroomgenerator met meerdere paren spoelen. Eén paar spoelen is gemarkeerd. Bij dit paar hoort een grafiek waarin de spanning weergegeven is die deze spoelen op wekken.

6. 1. De generator Een versimpelde weergave van een generator
1. De generator Een versimpelde weergave van een generator. Alle mechanische delen zijn weggelaten. Slechts een schematische weergave van de spoelen en de magneet zijn te zien. 2. De fase Het andere uiteinde van de spoel vormt de fase. Ten opzichte van de nul is de fase een positieve of negatieve spanning. De gegolfde lijn in de grafiek is het spanningsverloop van één omwenteling van de magneet. Hij begint en eindigt bij 0 Volt. 3. De nul De nul wordt gevormd door één uiteinde van de spoeldraden. In de grafiek is de nul weergegeven als een horizontale lijn. 4. Maximale positieve waarde De maximale positieve spanning die een generator in het Nederlandse energienet bereikt. De spanning is dan 325 Volt ten opzichte van de nul. In de grafiek is dit de top van de golvende lijn. 5. Maximale negatieve waarde De maximale negatieve spanning die een generator in het Nederlandse energienet bereikt. De spanning is dan -325 volt ten opzichte van de nul. In de grafiek is dit het dal van de golvende lijn. 6. De Ueff De maximale positieve en negatieve waarde zijn slechts korte pieken in de golf. De Ueff ofwel de effectieve waarde ligt echter lager. De verhouding tussen de maximale waardes en de effectieve spanning is voor een sinusvormige spanning altijd 1,41. Dus 325V / 1,41=230V. Als iemand praat over een wisselspanning van 230 Volt, wordt dus de effectieve spanning bedoeld.

7. Spanningsverloop in de grafiek
Tot nu toe spreken we over wisselspanning als golf of van spanningsverloop.
Weet jij wat de correcte term is om deze “golf' te beschrijven?
Transiënt
Spanningsboog
Sinus
Spanning

8. Spanningsverloop in de grafiek
Tot nu toe spreken we over wisselspanning als golf of van spanningsverloop.
Weet jij wat de correcte term is om deze “golf' te beschrijven?
Transiënt
Spanningsboog
Sinus
Spanning
Toelichting
De juiste term is sinus, van nu af aan gebruiken we deze term

9. Wat weet jij over wisselspanning?
Je hebt nu heel wat te horen gekregen over wisselspanning. Je weet hoe deze wordt opgewekt en wat het verloop van sinus is. Hieronder staan een aantal uitspraken over de grafiek uit de afbeelding hiernaast.
Welke zijn correct?
Het deel van de sinus tussen punten A en B wordt een periode genoemd.
In één periode draait de magneet twee keer rond.
In één periode draait de magneet één keer rond.
In één periode loopt de spanning van 0 naar 325V, dan naar -325V en dan weer naar 0V.

10. Wat weet jij over wisselspanning?
Je hebt nu heel wat te horen gekregen over wisselspanning. Je weet hoe deze wordt opgewekt en wat het verloop van sinus is. Hieronder staan een aantal uitspraken over de grafiek uit de afbeelding hiernaast.
Welke zijn correct?
Het deel van de sinus tussen punten A en B wordt een periode genoemd.
In één periode draait de magneet twee keer rond.
In één periode draait de magneet één keer rond.
In één periode loopt de spanning van 0 naar 325V, dan naar -325V en dan weer naar 0V.
Toelichting
In de grafiek zie je de sinus van één omwenteling van de magneet. Telkens als de magneet ronddraait zal dezelfde sinus ontstaan. De sinus is daarom periodiek; dezelfde vorm wordt herhaald. Het punt tussen A en B is één periode. In één periode loopt de spanning van in de grafiek 0 naar 325V, dan door de nul naar -325V en dan weer naar 0V.

11. Periode en frequentie
Een generator heeft een bepaalde tijd nodig om één periode op te wekken. In Nederland werken we met een stelsel van 50 periodes per seconde. We zeggen ook wel dat Nederland een net met een frequentie van 50 Hertz ofwel Hz heeft. Eén periode duurt dan 0,020 seconden
In Amerika is de netfrequentie 60Hz. Hoelang duurt dan 1 periode?
0,014 seconden
0,017 seconden
0,020 seconden
0,010 seconden

12. Periode en frequentie
Een generator heeft een bepaalde tijd nodig om één periode op te wekken. In Nederland werken we met een stelsel van 50 periodes per seconde. We zeggen ook wel dat Nederland een net met een frequentie van 50 Hertz ofwel Hz heeft. Eén periode duurt dan 0,020 seconden
In Amerika is de netfrequentie 60Hz. Hoelang duurt dan 1 periode?
0,014 seconden
0,017 seconden
0,020 seconden
0,010 seconden
Toelichting
Bij een netfrequentie van 60Hz worden er 60 periodes in één seconde gemaakt.
Dat betekent dat elke periode 1 / 60 = 0,017 seconden duurt.
In Amerika en andere Angelsaksische landen wordt wisselspanning ook wel “Alternating Current” (letterlijk wisselstroom) genoemd, afgekort als AC. Een term die ook in Nederland veel gebruikt wordt.

13. Driefasen draaistroom
Je hebt nu de werking van één spoel uit een generator bekeken. In de meeste draaistroomgeneratoren worden drie van deze paren gebruikt. Op deze manier kunnen er drie spanningen in één omwenteling worden opgewekt.
Hiernaast zie je een schematische weergave van een generator met drie paar spoelen. Klik op de bolletjes voor meer informatie. Klik, als je klaar bent, de volgende alinea open.
Doordat de spoelparen gedraaid zijn gemonteerd, zal wanneer het magnetisch veld in de eerste spoel afneemt, het bij de volgende veld toenemen. Klik op "Verder" om te zien wat voor een gevolg dat heeft voor de spanning.

14. 1. Spoel L1 Het eerste paar spoelen. Deze worden aangeduid met L1. 2
1. Spoel L1 Het eerste paar spoelen. Deze worden aangeduid met L1. 2. Spoel L2 Het tweede paar spoelen is 120 graden gedraaid ten opzichte van spoelpaar L1. 3. Spoel L3 Het derde paar spoelen is 240 graden gedraaid ten opzichte van spoelpaar L1. 4. De magneet Het maakt niet of je hier een permanente magneet of een elektromagneet gebruikt.

15. Tussen fase en nul.
Bij een driefasen draaistroomgenerator worden de spoelen achtereenvolgens van magnetische energie voorzien. Dit heeft ook gevolgen voor het spanningsverloop van iedere spoel
Welke beweringen zijn volgens jou juist?
De sinussen van L1, L2 en L3 liggen gelijk met elkaar.
De sinussen van L1, L2 en L3 zijn verschoven ten opzichte van elkaar.
De effectieve spanning ten opzichte van de nul is voor elke spoel 230Volt.
De effectieve spanning ten opzichte van de nul is voor elke spoel 325 Volt.
Spoelen L1, L2 en L3 wekken dezelfde frequentie op.

16. Tussen fase en nul.
Bij een driefasen draaistroomgenerator worden de spoelen achtereenvolgens van magnetische energie voorzien. Dit heeft ook gevolgen voor het spanningsverloop van iedere spoel
Welke beweringen zijn volgens jou juist?
De sinussen van L1, L2 en L3 liggen gelijk met elkaar.
De sinussen van L1, L2 en L3 zijn verschoven ten opzichte van elkaar.
De effectieve spanning ten opzichte van de nul is voor elke spoel 230Volt.
De effectieve spanning ten opzichte van de nul is voor elke spoel 325 Volt.
Spoelen L1, L2 en L3 wekken dezelfde frequentie op.
Toelichting
Doordat de spoelen achtereenvolgens van energie worden voorzien lopen ook de sinussen niet synchroon, maar “achter elkaar aan”.
Voor elke spoel geldt wel dat de effectieve spanning 230V is ten opzichte van nul. Deze spanning tussen de nul en de fase wordt ook wel fasespanning genoemd. Spoelen L1, L2 en L3 wekken dezelfde frequentie op.

17. Lijnspanning
Omdat de sinussen van driefasen draaistroom niet gelijk oplopen kun je ook spanningsverschil meten tussen fasen onderling. In het schema hiernaast zie je weer de generator met drie spoelen en de drie, daarbij passende, sinussen weergegeven. Er staan ook drie verticale lijnen. Klik op het bolletje bij elke lijn voor meer uitleg. Ga daarna verder met de volgende alinea.
Zoals uit de uitleg hier links blijkt, bestaat er tussen twee van de drie fasen telkens een maximum verschil van 2 x 282V = 564V. Het is wat moeilijker te zien, maar de spanningsverschillen tussen de fasen hebben ook een sinusvorm.
Net als bij een één-fase wisselspanning ligt de effectieve spanning lager dan de topwaarde en gebruiken we weer de factor 1,41 om de effectieve waarde te vinden.
Bij de driefasen draaistroom is de effectieve spanning tussen de fasen 400V.
Er bestaat een spanningsverschil tussen L1 en L2, tussen L1 en L3 en tussen L2 en L3. Er staat dus niet één keer, maar drie keer 400V tot onze beschikking. Bovendien ligt ook het beschikbare ampérage hoger dan bij éénfase wisselspanning. Ideaal voor industriële toepassingen dus!
1. Meetpunt B
Op deze lijn is de spanning door spoel L1 0V. L2 is 282V positief, terwijl L3 282V negatief is.
2. Meetpunt A
Op deze lijn is de spanning door spoel L1 282V positief. L2 is 0V, terwijl L3 282V negatief is.
3. Meetpunt C
Op deze lijn is de spanning door spoel L1 282V negatief. L2 is 282V positief, terwijl L3 0V is.

18. De draaistroommotor mechanisch
Draaistroommotoren zijn grotendeels volgens hetzelfde principe opgebouwd. In dit deel van de les zie je wat die opbouw en de benaming van de verschillende belangrijkste onderdelen is. Behalve deze delen kunnen er nog opties aan zitten, zoals een rem of een encoder.
Zoals je weet is een van de belangrijkste eigenschappen van een draaistroommotor dat deze onderhoudsarm is. Dit komt doordat er, behalve de lagers, geen bewegende mechanische of slijtende delen in zitten. Dit is een groot voordeel ten opzichte van bijvoorbeeld gelijkstroommotoren met koolborstels
Hiernaast zie je een foto van een draaistroommotor.

19. 1. De klemmenkast In de klemmenkast zitten de aansluitklemmen waarop de voeding voor de motor wordt aangesloten. 2. De stator en wikkelingen De stator bestaat uit een blikpakket, bestaand uit ronde metalen plaatjes met uitsparingen. Hierin zijn spoelen van koperdraad gelegd. Dit blikpakket geleidt het magnetisme wanneer dit opgewekt wordt. In de stator wordt de rotor geschoven. 3. Lagers De lagers zorgen dat de as soepel in de behuizing draait. De meeste motoren bevatten lagers die een bepaald aantal bedrijfsuren (omwentelingen) mee gaan. Sommige lagers kunnen tussentijds worden gesmeerd. In andere gevallen moet het hele lager worden vervangen. 4. De waaier De waaier is op de as gemonteerd en zorgt voor koeling van de motor als deze draait. De waaierkap rondom de waaier zorgt ervoor dat de verplaatste lucht langs de buitenkant van de motor wordt geblazen 5. De rotor De rotor draait onder invloed van het elektromagnetische veld van de stator. Omdat de rotor op de as is gemonteerd draait de as mee en kan zo een belasting aandrijven. De tussenruimte tussen stator en rotor is klein, ongeveer 1-3 mm, afhankelijk van de motor. 6. As De as van de motor loopt door de gehele behuizing. Aan de voorkant wordt de belasting aan de as gemonteerd. Aan de achterkant is de waaier gemonteerd. In de motor zit op de as de rotor gemonteerd.

20. Welke van de onderstaande beweringen is correct?
Draaistroommotoren
Je hebt gezien uit welke onderdelen een draaistroommotor bestaat.
Welke van de onderstaande beweringen is correct?
De stator is het draaiende gedeelte van de motor.
De rotor is het draaiende gedeelte van de motor.
De stator en rotor draaien beide.
De stator en rotor draaien geen van beide.

21. Welke van de onderstaande beweringen is correct?
Draaistroommotoren
Je hebt gezien uit welke onderdelen een draaistroommotor bestaat.
Welke van de onderstaande beweringen is correct?
De stator is het draaiende gedeelte van de motor.
De rotor is het draaiende gedeelte van de motor.
De stator en rotor draaien beide.
De stator en rotor draaien geen van beide.
Toelichting
De rotor is het draaiende deel van de motor. De stator bestaat uit stilstaande spoelen waarmee het ronddraaiend elektromagnetisch veld wordt opgebouwd dat ervoor zorgt dat de rotor kan draaien.

22. De synchrone draaistroommotor
Draaistroommotoren zijn grofweg in te delen in twee soorten. De synchrone draaistroommotor en de a-synchrone draaistroommotor. Je bekijkt eerst de werking van de synchrone draaistroommotor. Beantwoord, voor je van start gaat, eerst de volgende vraag.
Waar komt de naam synchrone draaistroommotor vandaan?
De rotor draait op een constante snelheid.
De rotor draait synchroon met de aangedreven belasting.
De rotor volgt exact de bekrachtigde spoelen van de stator.
De rotor draait synchroon met elke fase van de draaistroom.

23. De synchrone draaistroommotor
Draaistroommotoren zijn grofweg in te delen in twee soorten. De synchrone draaistroommotor en de a- synchrone draaistroommotor. Je bekijkt eerst de werking van de synchrone draaistroommotor. Beantwoord, voor je van start gaat, eerst de volgende vraag.
Waar komt de naam synchrone draaistroommotor vandaan?
De rotor draait op een constante snelheid.
De rotor draait synchroon met de aangedreven belasting.
De rotor volgt exact de bekrachtigde spoelen van de stator.
De rotor draait synchroon met elke fase van de draaistroom.
Toelichting
De naam van de synchrone draaistroommotor is ontleend aan het feit dat de rotor synchroon draait met de bekrachtigde spoelen in de stator. Hoe dit alles precies in zijn werk gaat leer je in het volgende scherm.

24. Generator, draaistroom, motor
Een generator in het Nederlands energienet wekt draaistroom op van drie fasen van elk 400 volt. Deze draaistroom heeft een frequentie van 50Hz. In de animatie hiernaast zie je de generator. In de grafiek ernaast zie je de drie sinussen die de generator opwekt.
Met de driefasen draaistroom kan nu een draaistroommotor worden aangedreven. Hiernaast zie je een schematische weergave van een synchrone draaistroommotor. De rotor bestaat uit een permanente magneet of elektromagneet. In de stator zijn drie elektromagnetische spoelen opgenomen. Alle nullen van de spoelen zijn met elkaar verbonden.
Kijk nog eens goed naar de grafiek van de draaistroom. De drie fasen volgen elkaar op, weet je nog? Juist door deze eigenschap van draaistroom is het mogelijk dat de draaistroommotor werkt.

25. Elektrische werking
Bekijk de afbeeldingen hiernaast, Vink daarna hieronder de correcte stelling(en) aan.
Elke spoel in het schema is een elektromagneet en wordt gevoed door een eigen fase.
De fasen zijn zo aangesloten dat de spoelen achtereenvolgens elektromagnetisch worden.
Samen zorgen de spoelen voor een ronddraaiend elektromagnetisch veld.
De rotor van de motor volgt het ronddraaiend elektromagnetisch veld in de stator.
Toelichting
Alle vier de antwoorden zijn juist. De elektromagnetische spoelen in de stator worden achter elkaar van energie voorzien door de draaistroom. Dit gebeurt per seconde 50 keer, de draaistroom heeft immers een frequentie van 50Hz. Hierdoor ontstaat er een draaiend magnetisch veld, het draaiveld. De rotor zal dit veld direct volgen.

26. RPM en frequentie
In het schema hiernaast is iedere spoel van een synchrone draaistroommotor met een fase verbonden. De voedende frequentie is 50 Hz. De rotor draait dan 50 keer per seconde rond.
Hoeveel RPM is dat? En hoeveel RPM zou dat zijn als de frequentie van de draaistroom 60Hz zou zijn?
Bij 50Hz is dat 3000 RPM, bij 60Hz RPM.
Bij 50Hz is dat 3600 RPM, bij 60Hz RPM.
Bij 50Hz is dat 3000 RPM, en ook bij 60Hz RPM.

27. RPM en frequentie
In het schema hiernaast is iedere spoel van een synchrone draaistroommotor met een fase verbonden. De voedende frequentie is 50 Hz. De rotor draait dan 50 keer per seconde rond.
Hoeveel RPM is dat? En hoeveel RPM zou dat zijn als de frequentie van de draaistroom 60Hz zou zijn?
Bij 50Hz is dat 3000 RPM, bij 60Hz 3600 RPM.
Bij 50Hz is dat 3600 RPM, bij 60Hz 3000 RPM.
Bij 50Hz is dat 3000 RPM, en ook bij 60Hz RPM.
Toelichting
Bij 50 Hz worden de alle drie de spoelen 50 keer per seconde gemagnetiseerd. De rotor van een synchrone draaistroommotor zal dan ook 50 keer per seconde draaien. Dat is 50 x 60 = 3000 RPM (omwentelingen per minuut). Bij 60 Hz is dat 60 x 60 = 3600RPM

28. De eigenschappen op een rij We zetten de eigenschappen van de synchrone draaistroommotor nog eens op een rij. • De spoelen in de stator worden door driefasen draaistroom achtereenvolgens aangestuurd. • Het resulterende draaiende magnetische veld noemen we draaiveld. • De rotor loopt synchroon rond met het draaiveld. Het toerental van de motor is afhankelijk van de frequentie van de draaistroom. Synchrone draaistroommotoren kunnen worden uitgerust met een elektromagneet of permanente magneet in de rotor. In bijna alle gevallen is het verplicht om een frequentieregelaar of een soort start-inrichting te gebruiken omdat synchrone motoren niet zelfstandig kunnen starten. Dit lijkt heel onhandig maar voordeel van dit motoren is dat er een goed rendement kan worden gerealiseerd en dat ze heel precies de voedende frequentie volgen, omdat ze synchroon lopen. Synchrone draaistroommotoren werden van oudsher toegepast bij hoge vermogens (meer dan één MegaWatt) of juist bij lage vermogens (b.v. 100W). Vanwege een hoger rendement en strengere rendementseisen worden ze tegenwoordig vaker toegepast in de gewone vermogens die in de industrie worden gebruikt, bijvoorbeeld 10 of 20 kW. Deze nieuwe motoren lijken uiterlijk sterk op het a-synchrone type, soms is zelfs alleen de rotor anders. Beide motoren zijn echter niet uitwisselbaar, omdat ze een heel verschillende aansturing vereisen.

29. A-synchrone draaistroommotoren In het laatste deel van deze les kijk je naar de a-synchrone draaistroommotor. Deze motor wordt zoveel toegepast dat hij ook wel het werkpaard van de industrie genoemd wordt. De motor is haast onverslijtbaar door de simpele mechanische opbouw, terwijl hij toch veel kracht kan leveren. In dit deel van de les leer je vooral over de elektrische werking van de motor. In tegenstelling tot de eenvoudige mechanica van de motor is de elektrische werking complex en vernuftig. Hiernaast zie je een opengewerkte a-synchrone motor. De hoofdbestanddelen zijn hetzelfde als van andere typen draaistroommotoren. Tijdens bedrijf werken zowel de stator als de rotor als elektromagneten. Valt het je op dat de rotor op geen enkele manier spanning toegevoerd krijgt? De rotor kan dus werken als een elektromagneet die zonder mechanisch contact zoals koolborstels of sleepringen van energie wordt voorzien. De energie die nodig is om de rotor te magnetiseren wordt zonder draden overgebracht. Hoe dit nu precies werkt ga je zo dadelijk zien. Hierbij worden begrippen als inductie en slip uitgelegd.

30. De stator
In de foto hiernaast zie je de stator van een a-synchrone draaistroommotor weergegeven.
Wat valt je op?
De stator is gelijk aan die van een stator van een synchroonmotor.
De stator verschilt van de stator van een synchroonmotor.

31. De stator
In de foto hiernaast zie je de stator van een a-synchrone draaistroommotor weergegeven.
Wat valt je op?
De stator is gelijk aan die van een stator van een synchroonmotor.
De stator verschilt van de stator van een synchroonmotor.
Toelichting
De opbouw en werking van de stator van de a-synchrone en synchrone draaistroommotor zijn gelijk. De spoelen wekken, wanneer gevoed met draaistroom, een draaiend magnetisch veld op.

32. De rotor
Hiernaast zie je een rotor uit een a-synchrone motor. Zoals je kunt zien is dit geen permanente magneet of normale spoel. Maar wat is het dan wel
De kooi De holtes worden tijdens de productie opgevuld met vloeibaar aluminium of koperen staven. Zo ontstaat er in de hele buitenste laag van de rotor een traliewerk. Aan de beide uiteinden zijn alle staafjes verbonden met een ring. In de foto kun je zien dat de staafjes en de uiteinden samen een kooi vormen.
Blikpakket
De hele rotor bestaat uit gestapelde ronde blikken plaatjes. Dit blikpakket geleidt het magnetisme wanneer dit opgewekt wordt. In de plaatjes zijn één of meerdere cirkels met uitsparingen aangebracht. Door het blikpakket lopen in de lengterichting dus holtes.

33. Elektrische werking
Weet je nog wat er gebeurt als je een spoel of koperdraad langs een magneet beweegt? Dan ontstaat er spanning. Als je de spoel of koperdraad stilhoudt ontstaat er geen spanning. Het is van groot belang dat er beweging is. Dit geldt ook voor de staafjes in de rotor.
In de afbeelding is te zien hoe dat werkt. De staafjes staan dicht bij het wisselend elektromagnetisch veld van de stator. Hierdoor wordt er in de staafjes spanning opgewekt.
Weet je hoe deze manier van energieoverdracht heet?
Fusie
Elektromagnetisme
Inertie
Inductie

34. Elektrische werking
Weet je nog wat er gebeurt als je een spoel of koperdraad langs een magneet beweegt? Dan ontstaat er spanning. Als je de spoel of koperdraad stilhoudt ontstaat er geen spanning. Het is van groot belang dat er beweging is. Dit geldt ook voor de staafjes in de rotor.
In de afbeelding is te zien hoe dat werkt. De staafjes staan dicht bij het wisselend elektromagnetisch veld van de stator. Hierdoor wordt er in de staafjes spanning opgewekt.
Weet je hoe deze manier van energieoverdracht heet?
Fusie
Elektromagnetisme
Inertie
Inductie
Toelichting
Deze manier van energie overbrengen heet inductie. Hetzelfde principe wordt gebruikt om je draadloze elektrische tandenborstel op te laden en in inductiekookplaten

36. Dat is nog niet alles
Met het begrip inductie alléén is de werking van de a-synchrone draaistroommotor niet verklaard. De rotorstaven zijn aan beide uiteinden verbonden met elkaar. Ze worden kortgesloten. Hierdoor gaat er een flinke stroom door lopen. Deze stroom loopt door de rotorstaven en niet door het blikpakket omdat de weerstand van de rotorstaven lager is dan van de route dwars door het blikpakket.
De rotor gaat zich nu pas gedragen als een elektromagneet. De kooi is immers niets meer dan een spoel. Nu de rotor magnetisch is ontstaat er een magnetische kracht tussen stator en rotor. De rotor zal het draaiveld in de stator willen volgen.
Je ziet het draaiveld in de stator en hoe de kooi in de rotor daar op reageert. De rotor wordt magnetisch en begint te draaien. Maar nog is het verhaal niet klaar, er moet nog één term worden uitgelegd.

37. Slip
De elektromagnetische rotor zal gaan draaien in een poging in de pas te komen met het draaiveld in de stator. Dit ideaal wordt echter nooit bereikt. De rotor zal altijd een fractie langzamer draaien dan het draaiveld. Dit verschijnsel heet slip.
Welke beweringen over slip acht jij correct?
Wanneer de slip 0 zou zijn zou de motor niet werken.
De slip ligt meestal tussen de 1% en 10%
Belasting beïnvloedt de slip.
Slip is een ongewenst effect.

38. Slip
De elektromagnetische rotor zal gaan draaien in een poging in de pas te komen met het draaiveld in de stator. Dit ideaal wordt echter nooit bereikt. De rotor zal altijd een fractie langzamer draaien dan het draaiveld. Dit verschijnsel heet slip.
Welke beweringen over slip acht jij correct?
Wanneer de slip 0 zou zijn zou de motor niet werken.
De slip ligt meestal tussen de 1% en 10%
Belasting beïnvloedt de slip.
Slip is een ongewenst effect.
Toelichting
Wanneer de rotor synchroon zou draaien met het draaiveld wordt er geen spanning meer opgewekt in de rotor en verliest deze zijn magnetisme. De motor zou dan geen kracht meer hebben. De slip is daarom essentieel. De slip ligt tussen 1% en 10% afhankelijk van bijvoorbeeld het vermogen van de motor. Bij een hogere belasting wordt de rotor afgeremd en wordt de slip groter. Bij een lagere belasting gaat de rotor zelfs wat sneller draaien, maar niet sneller dan het magnetisch draaiveld.

39. RPM enzo
Tot nu toe hebben we de hele tijd gesproken over a-synchrone draaistroommotoren die rond de RPM en 2970 RPM maken.
Hoe komen we aan deze getallen?
Deze RPMs zijn prettig voor de industrie en zijn daarom zo gekozen.
Dit is de snelheid van het draaiveld minus 1% tot 10% slip.
De motoren draaien alleen stabiel rond deze RPM

40. RPM enzo
Tot nu toe hebben we de hele tijd gesproken over a-synchrone draaistroommotoren die rond de RPM en 2970 RPM maken.
Hoe komen we aan deze getallen?
Deze RPMs zijn prettig voor de industrie en zijn daarom zo gekozen.
Dit is de snelheid van het draaiveld minus 1% tot 10% slip.
De motoren draaien alleen stabiel rond deze RPM
Toelichting
Een frequentie van 50 Hz betekent dat het magnetisch draaiveld in de stator na 1/50 seconde één omwenteling heeft gemaakt. Dit betekent dat er iedere minuut 50x60=3000 omwentelingen wordt gemaakt. Voor het toerental van de rotor in een asynchrone motor haal je hier 1% tot 10% slip vanaf en je komt uit op 2700 tot 2970 RPM.

41. Het beestje moet een naam
Voor de asynchrone draaistroommotor zijn een aantal alternatieve namen.
Welke zijn juist?
De kooiankermotor.
Kortsluitankermotor.
Borstelloze servomotor.
Squirrelcage induction motor.

42. Het beestje moet een naam
Voor de asynchrone draaistroommotor zijn een aantal alternatieve namen.
Welke zijn juist?
De kooiankermotor.
Kortsluitankermotor.
Borstelloze servomotor.
Squirrelcage induction motor.
Toelichting
De term kooianker wordt gebruikt omdat het patroon van staven in de rotor, ofwel het anker, lijkt op een kooi. Hiervan is in het Engels ook 'Squirrelcage' (cage=kooi) vanaf geleid. De naam kortsluitanker wordt gebruikt omdat de staven in de rotor (anker) kortgesloten zijn tijdens bedrijf.

43. Alleen 2700 RPM?
De a-synchrone motoren die we tot nu toe hebben besproken draaien bijvoorbeeld op 2700 RPM, afhankelijk van de slip. Voor veel toepassingen is dit te snel. Natuurlijk is het mogelijk om een tandwielkast op de motor te monteren. Dit brengt extra kosten met zich mee en kost extra ruimte.
Het is ook mogelijk om asynchrone motoren in snelheid te regelen met een frequentieregelaar. Dit brengt wel extra kosten met zich mee voor aanschaf en installatie. Daarnaast is deze elektronica kwetsbaarder dan de motor zelf en moet bijvoorbeeld in een schakelkast of speciale behuizing worden gemonteerd als bescherming tegen vocht en stof.
Al vanaf het moment dat a-synchrone motoren werden uitgevonden is er gekeken naar een manier om lagere toerentallen te verkrijgen zonder allerlei extra elektronica. De oplossing werd snel gevonden en is eigenlijk vrij eenvoudig.

44. Pooltallen? Een draaistroommotor die langzamer draait kan worden bereikt door in plaats van drie spoelen een veelvoud hiervan te plaatsen. Het voorbeeld hiernaast zie je een a- synchrone draaistroommotor met twee spoelen per fase ofwel vier polen. Door de stand van de spoelen in de stator draait de motor half zo snel als de generator. Op deze manier wordt een motor die 1500 RPM draait verkregen. Ook voor a- synchrone draaistroommotoren werkt dit trucje en loopt de motor circa rpm. Dit is meteen ook de meest voorkomende uitvoering. De motoren zijn leverbaar tot 12 spoelen ofwel polen. Deze motor heeft een RPM van 500 (synchrone motor) of 480 (a- synchrone motor.).

45. De 4 pool motor en frequentie
Een 4-pool motor heeft 4 polen per fase hierdoor draait deze op een lager toerental dan een 2-pool motor. In Nederland draait deze motor op 1400/1500RPM. Stel je voor dat deze 4- pool motor in Amerika op een netfrequentie van 60Hz gebruikt wordt.
Op welk toerental draait deze dan?
Nog steeds 1400 – 1500 rpm
rpm
2000 – 2100 rpm

46. De 4 pool motor en frequentie
Een 4-pool motor heeft 4 polen per fase hierdoor draait deze op een lager toerental dan een 2-pool motor. In Nederland draait deze motor op 1400/1500RPM. Stel je voor dat deze 4-pool motor in Amerika op een netfrequentie van 60Hz gebruikt wordt.
Op welk toerental draait deze dan?
Nog steeds 1400 – 1500 rpm
rpm
2000 – 2100 rpm
Toelichting
In Amerika zal de motor vanwege de hogere netfrequentie sneller draaien dan in Nederland. De stator creëert een draaiveld van 60/2= 30 omwentelingen per seconde. Dit is 60x30=1800 omwentelingen per minuut. Haal hier 1% tot 10% slip vanaf. De rotor zal ongeveer tussen de 1700 en RPM draaien.

47. De eigenschappen op een rij We zetten de eigenschappen van de a-synchrone draaistroommotor nog eens op een rij. • De spoelen in de stator worden door driefasen draaistroom achtereenvolgens aangestuurd. • Het resulterende draaiende magnetische veld noemen we draaiveld. • De rotor is geen permanente magneet, maar tijdens bedrijf een elektromagneet. • De rotor wordt zonder mechanische verbindingen gevoed door inductie en wordt dan magnetisch. • De rotor loopt iets langzamer dan het draaiveld, dit komt door de slip. • De slip is afhankelijk van de belasting van de as. • De frequentie van de draaistroom bepaalt het toerental van de motor. Draaistroommotoren zijn ook te krijgen met lagere toerentallen. Dit wordt bereikt door meerdere polen in de stator te plaatsen. Verder zijn er allerlei maatwerkoplossingen mogelijk. Hiermee is een einde gekomen aan de les “Werking”

48. Inleiding Je weet nu hoe een draaistroommotor eruit ziet en kent de mechanische en elektrische werking. Ook weet je het verschil tussen synchrone en a-synchrone draaistroommotoren. In dit deel van de cursus leer je meer over het klemmenbord, het typeplaatje en het correct aansluiten van draaistroommotoren. Eerst bekijk je op welke manieren de spoelparen via het klemmenbord van voedingsspanning kunnen worden voorzien en welke manieren van aansluiten er zijn. De termen sterschakeling en driehoekschakeling worden uitgelegd. Vervolgens leer je het typeplaatje van een draaistroommotor aflezen. Afhankelijk van de gegevens op het typeplaatje en de voedingsspanning is er één correcte manier van aansluiten. Je leert wanneer je voor driehoek- of sterschakeling kiest. Tenslotte bekijk je welke overige gegevens er op het typeplaatje staan, zoals de nominale stroom, het RPM en het typenummer. Behalve uitleg krijg je ook in dit deel weer vragen die je probeert te beantwoorden.

49. Even opfrissen
In de les “werking” van deze e-learning heb je de verschillende onderdelen van een draaistroommotor bekeken. Hiernaast zie je een draaistroommotor.
Welk van de onderdelen is de klemmenkast?
(a)
(b)
(c)

50. Even opfrissen
In de les “werking” van deze e-learning heb je de verschillende onderdelen van een draaistroommotor bekeken. Hiernaast zie je een draaistroommotor.
Welk van de onderdelen is de klemmenkast?
(a)
(b)
(c)
Toelichting
Hotspot B is inderdaad de klemmenkast. De klemmenkast bevindt zich op de boven- of zijkant van de motor. De kast heeft een deksel die meestal wordt vastgezet met schroeven. In de kast bevinden zich de aansluitklemmen. De voedingskabel wordt de klemmenkast ingevoerd door een wartel zodat er geen stof en water de klemmenkast binnen kunnen komen.

51. In de klemmenkast In de klemmenkast sluit je de voedingsspanning aan op de aansluitklemmen. Daarnaast moet de motor geaard worden. In totaal zijn er zes aansluitklemmen. In het schema hiernaast zie je een draaistroommotor met 3 spoelparen. Klik op de knoppen in de afbeelding om te zien hoe de klemmen en spoelen verbonden zijn. Klemmen U1 en U2 Klemmen U1 en U2 zijn verbonden met de uiteinden van spoelpaar U.

52. Klemmen V1 en V2 Klemmen V1 en V2 zijn verbonden met de uiteinden van spoelpaar V.

53. Klemmen W1 en W2 Klemmen W1 en W2 zijn verbonden met de uiteinden van spoelpaar W.

54. De sterschakeling De verbindingsstrip
De klemmenkast bevat 6 aansluitingen. De voedingsspanning heeft drie fasen. De voedingsspanning en de motor kunnen op meerdere manieren met elkaar worden verbonden. Eén van die manieren is met een sterschakeling. Klik op de knoppen in de afbeelding hiernaast om te zien hoe dat in zijn werk gaat
De verbindingsstrip
Klemmen W2, U2 en V2 worden doorverbonden met een verbindingsstrip. De verbindingsstrip bestaat uit drie dunne strips die worden gestapeld. Alle spoelparen zijn nu met één uiteinde met elkaar verbonden.

55. De fasen
Hier zie je hoe de fasen aangesloten worden op aansluitingen U1, V1 en W1. De sterschakeling is nu compleet. Hoe verwacht je dat de stroom zal gaan lopen?
Hoe loopt de stroom?
In een driefasennet ontstaat er tussen twee fasen telkens een spanning van 400V. Hier zie je hoe de stroom in een sterschakeling loopt wanneer er 400V tussen fasen L1 en L3 komt te staan.

56. De sterschakeling
Hiernaast zie je een draaistroommotor die door middel van een sterschakeling is aangesloten op een driefasennet met een voedingsspanning van 400V. We kiezen een moment dat de spanning van L1 hoger is dan van L3 en kijken hoe de stroom door de motor loopt. Begin bovenaan bij L1 en volg met je muis de rode lijnen. Je ziet dat de stroom in de motor eerst van U1 naar U2 loopt en daarna van W2 naar W1. Tenslotte kom je bij L3.
Welke van de onderstaande stellingen zijn juist?
In een sterschakeling staan er telkens twee spoelparen in serie.
In een sterschakeling staat de voedingsspanning telkens over één spoelpaar.
In een sterschakeling wordt de voedingsspanning telkens verdeeld over 2 spoelparen.
In een sterschakeling is de spanning op één spoelpaar 400V

57. De sterschakeling
Hiernaast zie je een draaistroommotor die door middel van een sterschakeling is aangesloten op een driefasennet met een voedingsspanning van 400V. We kiezen een moment dat de spanning van L1 hoger is dan van L3 en kijken hoe de stroom door de motor loopt. Begin bovenaan bij L1 en volg met je muis de rode lijnen. Je ziet dat de stroom in de motor eerst van U1 naar U2 loopt en daarna van W2 naar W1. Tenslotte kom je bij L3.
Welke van de onderstaande stellingen zijn juist?
In een sterschakeling staan er telkens twee spoelparen in serie.
In een sterschakeling staat de voedingsspanning telkens over één spoelpaar.
In een sterschakeling wordt de voedingsspanning telkens verdeeld over 2 spoelparen.
In een sterschakeling is de spanning op één spoelpaar 400V
Toelichting
In een sterschakeling loopt de stroom telkens door twee spoelparen in serie. De voedingsspanning van 400V verdeelt zich daarom telkens over spoelparen U en V, of over V en W, of over U en W. Elk spoelpaar krijgt een deel van de voedingsspanning te verwerken. In de praktijk komt dat neer op 230V per spoelpaar.

58. De driehoekschakeling
De tweede manier om een draaistroommotor op een driefasennet aan te sluiten is met behulp van een driehoekschakeling. Klik op de knoppen in de afbeelding hiernaast om te zien hoe dat in zijn werk gaat.
De verbindingsstrip
Ditmaal worden drie verbindingsstrips gebruikt. Eén strip verbindt W2 met U1. Een tweede strip verbindt U2 en V1, een derde strip verbindt V2 en W1.

59. De fasen
Hier zie je hoe de fasen worden aangesloten op aansluitingen U1, V1 en W1.
Hoe loopt de stroom?
In een driefasennet ontstaat er telkens tussen twee fasen een spanning van 400V. Hier zie je hoe de stroom in een driehoek- schakeling loopt wanneer er 400V tussen fasen L1 en L3 komt te staan. Zie je het verschil met een sterschakeling?.

60. De driehoekschakeling
Hiernaast zie je een draaistroommotor die door middel van een driehoekschakeling is aangesloten op een driefasennet met een voedingsspanning van 400V. We kiezen een moment dat de spanning van L1 hoger is dan van L3 en kijken hoe de stroom door de motor loopt.
Begin bovenaan bij L1 en volg met je muis de rode lijnen. Je ziet dat de stroom in de motor van W2 naar W1 loopt. Tenslotte kom je bij L3
Welke van de onderstaande stellingen zijn juist?
In een driehoekschakeling staan er telkens twee spoelparen in serie.
In een driehoekschakeling staat de voedingsspanning telkens over één spoelpaar.
In een driehoekschakeling wordt de voedingsspanning telkens verdeeld over 2 spoelparen.
In een driehoekschakeling is de spanning op één spoelpaar 400V.

61. De driehoekschakeling
Hiernaast zie je een draaistroommotor die door middel van een driehoekschakeling is aangesloten op een driefasennet met een voedingsspanning van 400V. We kiezen een moment dat de spanning van L1 hoger is dan van L3 en kijken hoe de stroom door de motor loopt.
Begin bovenaan bij L1 en volg met je muis de rode lijnen. Je ziet dat de stroom in de motor van W2 naar W1 loopt. Tenslotte kom je bij L3
Welke van de onderstaande stellingen zijn juist?
In een driehoekschakeling staan er telkens twee spoelparen in serie.
In een driehoekschakeling staat de voedingsspanning telkens over één spoelpaar.
In een driehoekschakeling wordt de voedingsspanning telkens verdeeld over 2 spoelparen.
In een driehoekschakeling is de spanning op één spoelpaar 400V.
Toelichting
In een driehoekschakeling loopt de stroom telkens door één spoelpaar. Er staat dus 400V over één spoelpaar.

62. Ster of driehoek?
Je hebt nu gezien dat een motor op twee manieren op de voedingsspanning kan worden aangesloten. Maar wanneer kies je nu welke aansluitmethode?
Waar is die keuze volgens jou van afhankelijk? Kies het beste antwoord.
Van de voedingsspanning.
Van de spoelspanning.
Van geen van beiden.
Van de voedings- en spoelspanning.

63. Ster of driehoek?
Je hebt nu gezien dat een motor op twee manieren op de voedingsspanning kan worden aangesloten. Maar wanneer kies je nu welke aansluitmethode?
Waar is die keuze volgens jou van afhankelijk? Kies het beste antwoord.
Van de voedingsspanning.
Van de spoelspanning.
Van geen van beiden.
Van de voedings- en spoelspanning.
Toelichting
Wanneer je wil bepalen of een motor kan worden aangesloten en hoe hij moet worden aangesloten moet je de voedingsspanning weten. Daarnaast moet je weten welke spoelspanning de spoelen in de motor aan kunnen. Dit staat op typeplaatje van de motor. Daar staat trouwens nog veel meer informatie op. Hoe je het typeplaatje afleest leer je in het tweede deel van deze les.

64. Het typeplaatje Draaistroommotoren hebben een typeplaatje dat volgens een vaste indeling is opgebouwd. In dit deel van de les leer je dit typeplaatje lezen. De belangrijkste gegevens op het typeplaatje worden behandeld. Klik op de hotspots hiernaast voor meer informatie bij elk onderdeel. Zoals je ziet staan er heel wat gegevens op de motor. Over sommige gegevens valt wat meer te vertellen. Zo zijn de gegevens ook belangrijk wanneer je de motor met speciale stuurelektronica, zoals een frequentieregelaar, aan wil sturen. Wees dus zuinig op het typeplaatje en zorg dat het leesbaar blijft. De netfrequentie die op het typeplaatje staat is de frequentie waarop de motor zijn nominale prestaties levert. De motor werkt ook op andere frequenties, maar dan zal onder andere het vermogen en toerental veranderen.

65. 1. Fabrikantnaam De naam van de fabrikant van de motor 2
1. Fabrikantnaam De naam van de fabrikant van de motor 2. Type Fabrikanten geven hun motoren een typenummer mee. Motoren van hetzelfde type hebben dezelfde specificaties. Aan de hand van het typenummer zijn deze op te zoeken 3. Nominale spanning De voedingsspanning waarop de motor werkt. Hier staat ook informatie over ster- of driehoek schakelen. 4. Frequentie De netfrequentie waar de motor op werkt. In Nederland en Europa is dit meestal 50Hz 5. Nominale stroom De stroom die de motor verbruikt. Meestal aangegeven voor zowel ster- als driehoek schakeling. 6. Nominaal vermogen Het vermogen dat de motor aan de as kan leveren in W of kW. Let op dit is niet hetzelfde als het opgenomen vermogen. 7. Toerental Het aantal omwentelingen per minuut (revolutions per minute) bij nominale belasting. Wordt de motor onderbelast dan zal deze sneller draaier en bij overbelasting draait de motor langzamer.

66. Nominale spanning
Kijk nog eens naar het typeplaatje op de foto hiernaast. Er staat 400/690V bij de nominale spanning. In dit soort gevallen kijken we naar het getal links van de schuine streep. Dit is de spanning die één spoelpaar mag hebben. Stel je voor dat je deze motor op een voedingsspanning van 400V aan wil sluiten.
Hoe moet deze motor dan worden aangesloten, voor een optimale werking?
Met een sterschakeling
Met een driehoekschakeling

67. Nominale spanning
Kijk nog eens naar het typeplaatje op de foto hiernaast. Er staat 400/690V bij de nominale spanning. In dit soort gevallen kijken we naar het getal links van de schuine streep. Dit is de spanning die één spoelpaar mag hebben. Stel je voor dat je deze motor op een voedingsspanning van 400V aan wil sluiten.
Hoe moet deze motor dan worden aangesloten, voor een optimale werking?
Met een sterschakeling
Met een driehoekschakeling
Toelichting
In een driehoekschakeling krijgt elk spoelpaar de volledige voedingsspanning te verwerken. De spoelparen in deze motor zijn voor 400V gemaakt. Deze motor mag dus in driehoek worden aangesloten. Sluit je de motor in ster aan dan wordt de voedingsspanning verdeeld over twee spoelen, waardoor ieder spoelpaar 'slechts' 230V gevoed krijgt. De motor zal veel te weinig vermogen leveren.

68. Andere notaties Hiernaast zie je weer het typeplaatje van dezelfde motor als uit het vorige scherm. Behalve het getal 400V vóór de schuine streep zie je ook het getal 690V na de schuine streep. Dit tweede getal is het voltage waarop de motor in sterschakeling optimaal draait. Heb je dus een driefasen voedingsspanning van 690V dan moet de motor in ster aangesloten staan. Behalve twee getallen gescheiden door een schuine streep kunnen de nominale voltages ook op een andere manier vermeld staan. Zo zou er op het typeplaatje van de motor hiernaast ook het volgende kunnen staan: ∆400V. De driehoek staat symbool voor de driehoekschakeling. De notatie 400VD komt ook voor. D staat voor Delta en dat staat voor driehoek. Een derde manier van noteren voor deze motor is de volgende: Y 690V. De Y staat voor de sterschakeling. De notatie 690VY komt ook voor.

69. Nominale spanning
Kijk naar het typeplaatje van de motor hiernaast. Je ziet 230/400. De voedingsspanning is driefasen 400V.
Hoe moet deze motor dan worden aangesloten, voor een optimale werking?
Met een sterschakeling
Met een driehoekschakeling

70. Nominale spanning
Kijk naar het typeplaatje van de motor hiernaast. Je ziet 230/400. De voedingsspanning is driefasen 400V.
Hoe moet deze motor dan worden aangesloten, voor een optimale werking?
Met een sterschakeling
Met een driehoekschakeling
Toelichting
In een sterschakeling krijgt elk spoelpaar slechts een deel voedingsspanning te verwerken. De spoelparen in deze motor zijn voor 230V gemaakt. Deze motor moet dus in ster worden aangesloten. Sluit je deze motor in driehoek aan op 400v dan raakt deze defect.

71. Nu zelf!
Kijk naar het typeplaatje van de motor hiernaast. Je ziet ∆230V.
Welke van de volgende stellingen zijn waar?
Op de motor had ook 230 VD kunnen staan.
Op de motor had ook 400/690V kunnen staan.
Deze motor mag op een driefasennet met 230V tussen de fasen in driehoek worden aangesloten.
Deze motor mag op een driefasennet met 400V tussen de fasen in ster worden aangesloten.

72. Nu zelf!
Kijk naar het typeplaatje van de motor hiernaast. Je ziet ∆230V.
Welke van de volgende stellingen zijn waar?
Op de motor had ook 230 VD kunnen staan.
Op de motor had ook 400/690V kunnen staan.
Deze motor mag op een driefasennet met 230V tussen de fasen in driehoek worden aangesloten.
Deze motor mag op een driefasennet met 400V tussen de fasen in ster worden aangesloten.
Toelichting
Deze motor heeft spoelparen die 230V kunnen verwerken. In driehoek mogen ze dus met 230V gevoed worden. In ster zouden ze op 400V optimaal werken. Op de motor had dus ook 230/400 kunnen staan.

73. Wat is dat?
Kijk naar het typeplaatje van de motor hiernaast.
Welke van de volgende stellingen zijn waar?
Deze motor mag op een driefasennet van 230V in driehoek worden aangesloten.
Deze motor mag op een driefasennet van 400V in ster worden aangesloten.
Dit is geen asynchrone draaistroommotor.

74. Wat is dat?
Kijk naar het typeplaatje van de motor hiernaast.
Welke van de volgende stellingen zijn waar?
Deze motor mag op een driefasennet van 230V in driehoek worden aangesloten.
Deze motor mag op een driefasennet van 400V in ster worden aangesloten.
Dit is geen asynchrone draaistroommotor.
Toelichting
Dit is geen asynchrone draaistroommotor, maar een permanente magneet motor. Deze motor en andere synchrone motoren kunnen niet rechtstreeks op het voedingsnet worden geschakeld. Typeplaten zijn nog niet gestandaardiseerd. Je herkent deze motoren als volgt:
-Vermelding van een KE factor en KT factor.
-Vermelding : synchroonmotor of permanentmagneet motor.
-Nominaal toerental is precies 1000, 1500 of 3000 rpm.
Dit was de laatste vraag van deze les.

75. Inleiding Draaistroommotoren bevatten weinig tot geen mechanische delen die kunnen slijten. Dit maakt ze betrouwbaar en onderhoudsarm. Mede hierdoor zijn ze populair in de industrie. Toch is het belangrijk om draaistroommotoren periodiek te controleren op de juiste werking. In dit deel van de cursus leer je hoe je draaistroommotoren onderhoudt en bekijk je de meest voorkomende storingen. Hiernaast zie je een foto van een draaistroommotor in een praktijksituatie. Zoals je ziet is de motor vuil. Het vuil hoopt zich op tussen de koelribben en in de koelventilator. Hierdoor kan de motor zichzelf niet goed meer koelen. Oververhitting is op lange termijn de grootste vijand van de draaistroommotor. Doordat de stator en rotor oververhit raken, kunnen de wikkelingen van de spoelen beschadigen, met uiteindelijk het falen van motor of zelfs brand in de installatie als gevolg. Bij het periodiek onderhoud is het schoonhouden van de koelribben, maar ook van de waaier en de waaierkap, belangrijk. De motor en koelribben kunnen met perslucht of met een borstel gereinigd worden. Wanneer de waaier en waaierkap vuil zijn dient de waaierkap te worden gedemonteerd en beide te worden gereinigd. Zorg ook voor voldoende vrije ruimte vóór de waaierkap zodat de motor voldoende koellucht kan aanzuigen.

76. Oververhitting?
Hiernaast zie je een motor die oververhit is geraakt.
Wat kunnen volgens jou oorzaken zijn van oververhitting?
Vuil op de koelribben of waaier.
De motor is niet goed aan de ondergrond gemonteerd.
De motor wordt gevoed met een te hoge spanning.
De motor wordt gevoed met een te lage spanning.
De motor wordt te zwaar belast.

77. Oververhitting?
Hiernaast zie je een motor die oververhit is geraakt.
Wat kunnen volgens jou oorzaken zijn van oververhitting?
Vuil op de koelribben of waaier.
De motor is niet goed aan de ondergrond gemonteerd.
De motor wordt gevoed met een te hoge spanning.
De motor wordt gevoed met een te lage spanning.
De motor wordt te zwaar belast.
Toelichting
Dat vuil een reden is voor oververhitting dat wist je al. Maar ook het overbelasten van de motor kan oververhitting veroorzaken. Bij een lichte overbelasting zal de motor nog een tijdje goed werken, maar uiteindelijk de geest geven. Een te hoge of te lage voedingsspanning is ook reden voor oververhitting. Spoelen die gevoed worden met een te hoge spanning zullen warmte ontwikkelen. De motor zal snel oververhitten. Een te lage voedingsspanning kan koelingsproblemen veroorzaken. Een foutieve voedingsspanning komt vaak doordat er niet goed gekeken is of de motor in ster of in driehoek moet worden aangesloten.

78. Trillen en lawaai?
Een draaistroommotor die trilt en lawaai maakt? Dat kan nooit goed zijn.
Wat zijn volgens jou mogelijke oorzaken?
De motor is niet goed uitgelijnd ten opzichte van het werktuig.
De motor is niet goed aan de ondergrond gemonteerd.
Defecte lagers.
De motor wordt gevoed met een te lage spanning.
Een defecte waaier of waaierkap.

79. Trillen en lawaai?
Een draaistroommotor die trilt en lawaai maakt? Dat kan nooit goed zijn.
Wat zijn volgens jou mogelijke oorzaken?
De motor is niet goed uitgelijnd ten opzichte van het werktuig.
De motor is niet goed aan de ondergrond gemonteerd.
Defecte lagers.
De motor wordt gevoed met een te lage spanning.
Een defecte waaier of waaierkap.
Toelichting
Wanneer de motor trilt en/of lawaai maakt moet eerst gecontroleerd worden of de motor correct is gemonteerd. Verkeerde uitlijning van de motor met het werktuig zorgt voor trilling en lawaai. Ook de lagers van de motor kunnen defect zijn. Dit kan komen door normale slijtage, maar het kan ook komen door een verkeerde belasting van de as door bijvoorbeeld verkeerde uitlijning. Vervang dus niet zomaar de motor maar controleer ook de aansluitende installatie. Tenslotte kan een defecte waaier of waaierkap ook trilling of lawaai veroorzaken.

80. De motor staat stil?
De motor wordt ingeschakeld maar komt niet op gang?
Wat zijn volgens jou mogelijke oorzaken?
De motor is niet goed aan de ondergrond gemonteerd.
De voeding is defect of losgeraakt.
De motor is defect.
De motor wordt te zwaar belast.
Het werktuig is geblokkeerd.

81. De motor staat stil?
De motor wordt ingeschakeld maar komt niet op gang?
Wat zijn volgens jou mogelijke oorzaken?
De motor is niet goed aan de ondergrond gemonteerd.
De voeding is defect of losgeraakt.
De motor is defect.
De motor wordt te zwaar belast.
Het werktuig is geblokkeerd.
Toelichting
De motor kan te zwaar belast zijn, of hij is geblokkeerd. Het kan namelijk zomaar zijn dat, niet de motor, maar de rest van de installatie vast is gelopen. Ook het ontbreken van een correcte voedingsspanning zorgt ervoor dat de motor stopt.
Er moet gecontroleerd worden of de voedingsspanning nog aanwezig is. Ten slotte kan de motor zelf ook defect zijn geraakt.

82. De motor komt langzaam op gang?
De motor wordt ingeschakeld maar komt langzaam op gang?
De motor wordt ingeschakeld en komt slechts heel langzaam op gang? Wat zijn volgens jou mogelijke oorzaken?
De voedingsspanning is te laag.
De startbelasting is te hoog.
De motor is defect.
De motor mist een voedende fase.

83. De motor komt langzaam op gang?
De motor wordt ingeschakeld maar komt langzaam op gang?
De motor wordt ingeschakeld en komt slechts heel langzaam op gang? Wat zijn volgens jou mogelijke oorzaken?
De voedingsspanning is te laag.
De startbelasting is te hoog.
De motor is defect.
De motor mist een voedende fase.
Toelichting
De motor draait, dus er is sprake van voedingsspanning, maar deze voedingsspanning kan bijvoorbeeld te laag zijn. De voedingsspanning moet gecontroleerd worden. Een mogelijke oorzaak van een lage voedingsspanning is spanningsval over de kabels door te lange of te dunne kabels. Ook kan de motor een voedende fase missen door bijvoorbeeld een los contact of defecte kabel. Naast problemen met de voedingsspanning kan ook de startbelasting te hoog zijn, of er kan een deel van de motor defect zijn geraakt.

84. De motor draait verkeerd om?
De motor draait de verkeerde kant op?
Wat zijn volgens jou mogelijke oorzaken?
De voedingskabels zijn defect of losgeraakt.
De motor is defect.
De motor is verkeerd op de voedingsspanning aangesloten.
De voedingsspanning is niet correct.

85. De motor draait verkeerd om?
De motor draait de verkeerde kant op?
Wat zijn volgens jou mogelijke oorzaken?
De voedingskabels zijn defect of losgeraakt.
De motor is defect.
De motor is verkeerd op de voedingsspanning aangesloten.
De voedingsspanning is niet correct.
Toelichting
Wanneer de motor de verkeerde kant op draait dan is de voedingsspanning verkeerd aangesloten. Wissel 2 fasen op de klemmen om. Bijvoorbeeld U1 en V1, U1 en W1 of V1 en W1. Hierdoor keert het draaiveld en de draairichting van de motor om.
Je hebt nu de meest voorkomende storingen en oorzaken bekeken. Nog één belangrijk punt: neem, voordat je aan een motor of elektrische installatie gaat werken, de juiste veiligheidsprotocollen in acht. Werk nooit aan een installatie die nog onder spanning staat!

86. Inleiding Tot nu toe zijn we er van uitgegaan dat draaistroommotoren rechtstreeks op het driefasennet aangesloten worden. Dit is echter niet altijd het geval. Er zijn meestal elektrische componenten aanwezig om de motoren en gebruikers te beschermen. In veel gevallen wordt er ook elektronica toegepast om de motor te schakelen en/of te regelen. In dit deel van de e- learning kijk je naar de eigenschappen van vier veelgebruikte manieren van inschakelen. Hiernaast zie je een proefopstelling van componenten om een draaistroommotor te beveiligen en te schakelen. Iedere draaistroommotor hoort in ieder geval beveiligd te zijn tegen kortsluiting. Dit gebeurt bijvoorbeeld met smeltpatronen, zekeringen, of automaten. De meeste draaistroommotoren worden ook beveiligd tegen overbelasting. Zekeringen bieden hiervoor niet voldoende beveiliging. Deze treden pas in werking bij kortsluiting. De overbelastingsbeveiliging zorgt ervoor dat de motor bij overbelasting tijdig wordt afgeschakeld. In de rest van deze les gaan we niet verder op beveiliging in, maar kijk je naar het schakelen en regelen van de motoren.

87. Direct inschakelen Een motor kan direct geschakeld worden zoals bijvoorbeeld een lamp bij je thuis. De schakelaar is driepolig uitgevoerd. Dat wil zeggen dat alle drie de fasen bij het schakelen gelijktijdig onderbroken of juist verbonden worden. Hiernaast zie je zo'n schakelaar. De schakelaar op de afbeelding heeft ook een ingebouwde beveiliging tegen overbelasting. Direct schakelen wordt veel gebruikt in de industrie. Voor veel apparaten is deze manier van schakelen voldoende. Neem bijvoorbeeld een afzuiginstallatie, deze kan aan of uit, verdere regeling is minder belangrijk. Deze manier van schakelen is goedkoop en bedrijfszeker. Er zijn ook nadelen. Een draaistroommotor trekt bij het opstarten veel stroom. Bij het direct inschakelen van grote motoren kan het zijn dat het spanningsnet niet voldoende kan leveren met een gedeeltelijk inzakken of wegvallen van de voedingsspanning tot gevolg. Dit kan weer tot verstoring bij andere apparaten leiden. Ook is het bij direct inschakelen niet mogelijk om het toerental van de motor te regelen.

88. Ster/driehoek schakelen Een motor die in driehoek op de voedingsspanning moet worden aangesloten zal minder startstroom vragen wanneer deze tijdelijk in ster op dezelfde spanning wordt aangesloten. Van deze eigenschap wordt gebruik gemaakt bij een ster/driehoekschakelaar. Hiernaast zie je zo'n schakelaar. Er zijn 3 standen: uit, ster en driehoek. Vanaf de schakelaar gaan er 6 draden naar de motor, de verbindingsstrips worden weggelaten. Door de ster/driehoekschakelaar kan een motor “rustig” opgestart worden. Het voedend net wordt minder belast. Ook de aangedreven belasting kan rustig op gang komen waardoor er minder slijtage ontstaat. Bovendien is de ster/driehoekschakelaar relatief goedkoop. Nadelen zijn er ook. De ster/driehoekschakelaar is mechanisch opgebouwd, er kan dus slijtage ontstaan. Daarnaast is de ster/driehoek schakelaar alleen inzetbaar bij werktuigen die de motor niet teveel belasten bij het op gang komen. Wanneer, bij handbediende ster/driehoekschakelaars, vergeten wordt om van ster naar driehoek te schakelen kan bovendien de motor door oververhitting beschadigen. Een toerenregeling is met ster/driehoekschakelaars niet mogelijk.

89. Softstarter
Een softstarter is een elektronisch apparaat dat er voor zorgt dat een asynchrone draaistroommotor tijdens het starten tijdelijk een lagere spanning krijgt. Hierdoor zal de startstroom ook lager worden, net zoals bij de ster-driehoekschakelaar.
Als de motor eenmaal begint te draaien, zal de softstarter de spanning geleidelijk verhogen tot de volledige voedingsspanning op de motorklemmen staat. De motor is dan volledig op toeren en de softstarter heeft geen functie meer en wordt om die reden vaak overbrugd.
De softstarter zorgt voor een rustige start van de motor. Het voedend net wordt minder belast. Ook de aangedreven belasting kan rustig op gang komen waardoor er minder slijtage ontstaat. Softstarters hebben vaak een aantal instelmogelijkheden voor bijvoorbeeld de startspanning en de tijdsduur waarin de spanning oploopt naar de volle spanning. In sommige gevallen kan de softstarter ook een “soft-stop” uitvoeren zodat het werktuig rustig tot stilstand komt.
Een softstarter is alleen toepasbaar op werktuigen die redelijk makkelijk op gang komen, zoals pompen of ventilatoren. Wanneer een asynchrone draaistroommotor een verlaagde spanning ontvangt zal niet alleen de startstroom dalen maar ook de beschikbare kracht, het koppel. Net als bij de ster/driehoekschakelaar kan een softstarter het toerental van een motor niet regelen

90. De frequentieregelaar Met behulp van een frequentieregelaar kan het toerental van een draaistroommotor zeer precies worden geregeld. Dit doet de regelaar door een slim trucje toe te passen. Je hebt geleerd dat het toerental van een motor afhankelijk is van de netfrequentie. In Nederland is deze netfrequentie 50Hz. De frequentieregelaar kan de frequentie van de spoelspanning echter regelen en op die manier het toerental beïnvloeden. De frequentieregelaar biedt volledige controle over het toerental, ook een rustige start van de motor kan de regelaar automatisch uitvoeren. Bovendien zijn veel regelaars uitgerust met temperatuurbeveiliging, toerental weergave en aansluitingen om de regelaar op afstand te sturen. Een frequentieregelaar is een stuk elektronica dat natuurlijk ook defect kan raken. Bovendien zijn deze regelaars relatief prijzig, al zijn de prijzen de laatste jaren sterk gedaald. Al met al is de frequentieregelaar op dit moment de beste manier om volledige controle over een draaistroommotor te verkrijgen. Dit was de laatste les van deze cursus. Maak de toets.

91. 20 TOETSVRAGEN
Je kunt hier nu beginnen met de toets. Het gaat om 20 meerkeuzevragen met ieder vier keuzemogelijkheden, waarvan er telkens maar één de juiste is.
Succes.
VRAAG 1
Het draaiende deel van een kortsluitanker- draaistroommotormotor wordt genoemd:
Stator
Rotor
Commutator
Collector
VRAAG 2
In een Nederlands driefasen net is de frequentie:
45Hz
50Hz
60Hz
afhankelijk van de transformator
VRAAG 3
Welke bewering over de waaierkap is correct?
De waaierkap is een afscherming zodat je de waaier niet kunt aanraken
De waaierkap zorgt voor geleiding van de koellucht door de koelribben
De waaierkap verlaagt het geluidsniveau
Het typeplaatje wordt op de waaierkap gemonteerd

92. VRAAG 4
In een Nederlandse driefasen net vind je als gebruiker de volgende spanningen:
230 V tussen fase en nul; 400 V tussen de fasen onderling
400 V tussen fase en nul; 230 V tussen de fasen onderling
400 V tussen fase en nul en ook 400 V tussen de fasen onderling
230 V tussen fase en nul en ook 230 V tussen de fasen onderling
VRAAG 5
Welke bewering is juist?
De effectieve spanning is lager dan de topspanning van een wisselspanning
De effectieve spanning is hoger dan de topspanning van een wisselspanning
De effectieve spanning is de spanning die je afrekent met het energiebedrijf
De effectieve spanning is niet belangrijk
VRAAG 6
Bij een synchrone draaistroommotor:
draait de rotor even snel als het draaiveld en is er geen slip
is de slip iets minder dan bij een kortsluitanker- draaistroommotor
draaien stator en rotor even snel
heeft de waaierkap een onderscheidende kleur
VRAAG 7
Bij een kortsluitanker-draaistroommotor wordt het toerental bepaald door:
de aangesloten spanning en de belasting
het pooltal, de voedende frequentie en de belasting
het pooltal en de spanning
de aangesloten spanning

93. VRAAG 8
Een 2-pool kortsluitanker-draaistroommotor draait bij een voeding van 50 Hz:
meestal tussen 2900 en 3000 rpm
meestal tussen 3500 en 3600 rpm
meestal tussen 900 en 1000 rpm
meestal tussen 800 en 900 rpm
VRAAG 9
Bij een lijnspanning van 400 V moet een motor met aanduiding 230V /400V als volgt worden aangesloten om het nominale vermogen te kunnen leveren :
In ster
In driehoek
Zowel ster als driehoek is mogelijk, dit maakt eigenlijk geen verschil
Geen van beiden, de motor kan niet op dit net worden gebruikt.
VRAAG 10
Een 4-pool kortsluitanker-draaistroommotor draait bij een voeding van 50 Hz:
meestal tussen 1400 en 1500 rpm
meestal tussen 3500 en 3600 rpm
meestal tussen 900 en 1000 rpm
meestal tussen 1500 en 1600 rpm
VRAAG 11
Bij een lijnspanning van 400 V moet een motor met aanduiding 400VD/690VY als volgt worden aangesloten om hetnominale vermogen te kunnen leveren :
In ster
In driehoek
Zowel ster als driehoek is mogelijk, dit maakt eigenlijk geen verschil
Geen van beiden, de motor kan niet op dit net worden gebruikt.

94. VRAAG 12
Welke bewering over het begrip “slip” is juist?
De slip van een kortsluitanker-draaistroommotor wordt veroorzaakt door te hoge spanning
De slip van een kortsluitanker-draaistroommotor wordt veroorzaakt door te hoge startbelasting
De slip van een kortsluitanker-draaistroommotor is noodzakelijk, anders levert de motor geen koppel
Als een kortsluitanker-draaistroommotor slip heeft, is reparatie nodig
VRAAG 13
De slip van een kortsluitanker-draaistroommotor
is altijd hetzelfde; deze kan worden uitgerekend met behulp van het typeplaatje
verandert met de belasting; bij een hogere belasting wordt de slip groter
verandert met de belasting; bij een hogere belasting wordt de slip kleiner
geeft aan dat deze onderhoud nodig heeft
VRAAG 14
Als je bij een kortsluitanker-draaistroommotor drie voedende fasen hebt aangesloten en je wisselt er twee om:
draait de motor harder
keert de draairichting om
gaat de motor kapot
ontstaat er kortsluiting
VRAAG 15
Een kortsluitanker-draaistroommotor die rechtstreeks op de netvoeding wordt geschakeld:
trekt bij het starten ongeveer 5-7 maal zoveel stroom als bij normaal bedrijf
trekt bij het starten geen extra stroom
heeft eigenlijk geen beveiliging nodig omdat de motor direct op het net draait
zal niet starten

95. VRAAG 16
Als een kortsluitanker-draaistroommotor gewoon draait en de motor krijgt plotseling twee fasen in plaats van drie fasen:
draait de motor gewoon door
stopt de motor
draait de motor alleen door als de belasting heel gering is, anders stopt de motor
heeft de motor ongeveer 10% minder vermogen
VRAAG 17
Als een draaiende elektromotor begint te trillen:
is de frequentie niet goed
is er meestal een probleem met de montage of de uitlijning
is de waaier versleten
is de stator niet goed gemonteerd
VRAAG 18
Welke bewering is correct?
Als een kortsluitanker-draaistroommotor trilt kan brand ontstaan
Een sterk vervuilde motor wordt warmer en soms kan er daardoor zelfs brand ontstaan
Een sterk vervuilde motor trekt meer stroom
Een sterk vervuilde motor heeft een beter rendement
VRAAG 19
Door het correct instellen van een softstarter:
Krijgt de motor extra kracht bij het starten
Kan de startstroom verlaagd worden en start de motor rustiger
Een softstarter is niet instelbaar
Kun je het motortoerental regelen

96. Met een frequentieregelaar:
VRAAG 20
Met een frequentieregelaar:
Kun je het toerental van een kortsluitanker-draaistroommotor regelen en kun je de motor ook rustig laten starten
Kun je de frequentie regelen waardoor de motor stiller wordt
Kun je de frequentie aanpassen, maar niet het toerental van een elektromotor
Kun je ook gelijkstroommotoren regelen

97. Antwoorden op de volgende pagina

98. Antwoorden:
Vraag 1: 2
Vraag 2: 2
Vraag 3: 2
Vraag 4: 1
Vraag 5: 1
Vraag 6: 1
Vraag 7: 2
Vraag 8: 1
Vraag 9: 1
Vraag 10: 1
Vraag 11: 2
Vraag 12: 3
Vraag 13: 2
Vraag 14: 2
Vraag 15: 1
Vraag 16: 1
Vraag 17: 2
Vraag 18: 2
Vraag 19: 2
Vraag 20: 1