Lektion Elkraft: Dagens innehåll Ställverk 5MT000: Automation - Lektion 5 - Elkraft och elsäkerhet p. 1
Lektion Elkraft: Dagens innehåll Ställverk Elektriska maskiner 5MT000: Automation - Lektion 5 - Elkraft och elsäkerhet p. 1
Lektion Elkraft: Dagens innehåll Ställverk Elektriska maskiner Likströmsmaskinen 5MT000: Automation - Lektion 5 - Elkraft och elsäkerhet p. 1
Lektion Elkraft: Dagens innehåll Ställverk Elektriska maskiner Likströmsmaskinen Växelströmsmotorn - asynkronmotorn 5MT000: Automation - Lektion 5 - Elkraft och elsäkerhet p. 1
Lektion Elkraft: Dagens innehåll Ställverk Elektriska maskiner Likströmsmaskinen Växelströmsmotorn - asynkronmotorn Exempel på märkplåt 5MT000: Automation - Lektion 5 - Elkraft och elsäkerhet p. 1
Lektion Elkraft: Dagens innehåll Ställverk Elektriska maskiner Likströmsmaskinen Växelströmsmotorn - asynkronmotorn Exempel på märkplåt Elsäkerhet 5MT000: Automation - Lektion 5 - Elkraft och elsäkerhet p. 1
Lektion Elkraft: Dagens innehåll Ställverk Elektriska maskiner Likströmsmaskinen Växelströmsmotorn - asynkronmotorn Exempel på märkplåt Elsäkerhet Skyddsjord 5MT000: Automation - Lektion 5 - Elkraft och elsäkerhet p. 1
Lektion Elkraft: Dagens innehåll Ställverk Elektriska maskiner Likströmsmaskinen Växelströmsmotorn - asynkronmotorn Exempel på märkplåt Elsäkerhet Skyddsjord Säkerhetsbrytare 5MT000: Automation - Lektion 5 - Elkraft och elsäkerhet p. 1
Lektion Elkraft: Dagens innehåll Ställverk Elektriska maskiner Likströmsmaskinen Växelströmsmotorn - asynkronmotorn Exempel på märkplåt Elsäkerhet Skyddsjord Säkerhetsbrytare Säkring 5MT000: Automation - Lektion 5 - Elkraft och elsäkerhet p. 1
Lektion Elkraft: Dagens innehåll Ställverk Elektriska maskiner Likströmsmaskinen Växelströmsmotorn - asynkronmotorn Exempel på märkplåt Elsäkerhet Skyddsjord Säkerhetsbrytare Säkring Likriktning 5MT000: Automation - Lektion 5 - Elkraft och elsäkerhet p. 1
Lektion Elkraft: Dagens innehåll Ställverk Elektriska maskiner Likströmsmaskinen Växelströmsmotorn - asynkronmotorn Exempel på märkplåt Elsäkerhet Skyddsjord Säkerhetsbrytare Säkring Likriktning 5MT000: Automation - Lektion 5 - Elkraft och elsäkerhet p. 1
Lektion Elkraft: Dagens innehåll Ställverk Elektriska maskiner Likströmsmaskinen Växelströmsmotorn - asynkronmotorn Exempel på märkplåt Elsäkerhet Skyddsjord Säkerhetsbrytare Säkring Likriktning 5MT000: Automation - Lektion 5 - Elkraft och elsäkerhet p. 1
Lektion Elkraft: Sveriges elkraftnät 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Källa Svenska Kraftnät p. 2
Lektion Elkraft: Elkraft transmission 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Källa Svenska Kraftnät p. 3
Lektion Elkraft: Ställverk med transformator Stamnätet, 220kV, 400kV, 800kV. 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Källa Svenska Kraftnät p. 4
Lektion Elkraft: Ställverk med transformator Stamnätet, 220kV, 400kV, 800kV. Regionnät, 50kV, 70kV, 130kV. 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Källa Svenska Kraftnät p. 4
Lektion Elkraft: Ställverk med transformator Stamnätet, 220kV, 400kV, 800kV. Regionnät, 50kV, 70kV, 130kV. Distributionsställverk, 230V, 400V. 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Källa Svenska Kraftnät p. 4
Lektion Elkraft: Ställverk med transformator Stamnätet, 220kV, 400kV, 800kV. Regionnät, 50kV, 70kV, 130kV. Distributionsställverk, 230V, 400V. Höga spänningar minskar förlusterna i ledningar, Ohms lag. 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Källa Svenska Kraftnät p. 4
Lektion Elkraft: Likströmsmotorns delar Stator Likströmsmotorns olika delar 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 5
Lektion Elkraft: Likströmsmotorns delar Stator Likströmsmotorns olika delar Rotor - magnetiseras elektriskt 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 5
Lektion Elkraft: Likströmsmotorns delar Likströmsmotorns olika delar Stator Rotor - magnetiseras elektriskt Hudvudpol, kraftig magnet. 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 5
Lektion Elkraft: Likströmsmotorns delar Likströmsmotorns olika delar Stator Rotor - magnetiseras elektriskt Hudvudpol, kraftig magnet. Rotorn magnetiseras när ström går igenom den. 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 5
Lektion Elkraft: Likströmsmotors delar Elmotorns olika delar. Rotorn riktar in sig i magnetfältets riktning. 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 6
Lektion Elkraft: Likströmsmotors delar Elmotorns olika delar. Rotorn riktar in sig i magnetfältets riktning. Rotorn byter polriktning vid rotation. 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 6
Lektion Elkraft: Likströmsmotors delar Elmotorns olika delar. Rotorn riktar in sig i magnetfältets riktning. Rotorn byter polriktning vid rotation. Effekten M ω. Strömmen ger moment, spänning varvtal. 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 6
Lektion Elkraft: Startmotorns konstruktion Kolen vid (8) Startmotors olika delar 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 7
Lektion Elkraft: Startmotorns konstruktion Kolen vid (8) Solenoid vid (9) Startmotors olika delar 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 7
Lektion Elkraft: Startmotorns konstruktion Startmotors olika delar Kolen vid (8) Solenoid vid (9) Stator (6), rotor (7), batteri (11) 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 7
Lektion Elkraft: Några bilkomponenter En typisk bilgenerator En bilgenerator och en startmotor 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 8
Lektion Elkraft: Några bilkomponenter En typisk bilgenerator En bilgenerator och en startmotor Startmotor, kugghjulet för ingrepp syns 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 8
Lektion Elkraft: Några bilkomponenter En bilgenerator och en startmotor En typisk bilgenerator Startmotor, kugghjulet för ingrepp syns Viktig komponent för en bil 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 8
Lektion Elkraft: Växelströmsmotorn - asynkronmotorn Exempel på kortsluten asynkronmotor. Vanlig i verkstäder, och maskiner 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 9
Lektion Elkraft: Växelströmsmotorn - asynkronmotorn Exempel på kortsluten asynkronmotor. Vanlig i verkstäder, och maskiner Robust och enkel konstruktion 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 9
Lektion Elkraft: Växelströmsmotorn - asynkronmotorn Exempel på kortsluten asynkronmotor. Vanlig i verkstäder, och maskiner Robust och enkel konstruktion Varvtalet minskar med belastningen (asynkron) 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 9
Lektion Elkraft: Växelströmsmotorn - asynkronmotorn Exempel på kortsluten asynkronmotor. Vanlig i verkstäder, och maskiner Robust och enkel konstruktion Varvtalet minskar med belastningen (asynkron) Har en kortsluten rotor, och statorlindningar 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 9
Lektion Elkraft: Växelströmsmotorn - asynkronmotorn Exempel på kortsluten asynkronmotor Nätfrekvensen, f, i Sverige är 50 Hz 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 10
Lektion Elkraft: Växelströmsmotorn - asynkronmotorn Exempel på kortsluten asynkronmotor Nätfrekvensen, f, i Sverige är 50 Hz Poltalet, p, är antalet statorlindningar i motorn 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 10
Lektion Elkraft: Växelströmsmotorn - asynkronmotorn Exempel på kortsluten asynkronmotor Nätfrekvensen, f, i Sverige är 50 Hz Poltalet, p, är antalet statorlindningar i motorn Varvtalet ges av formeln n(s) = 120 f p (1 s) 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 10
Lektion Elkraft: Växelströmsmotorn - asynkronmotorn Exempel på kortsluten asynkronmotor Nätfrekvensen, f, i Sverige är 50 Hz Poltalet, p, är antalet statorlindningar i motorn Varvtalet ges av formeln n(s) = 120 f p Och s är eftersläpningen,????? (1 s) 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 10
Lektion Elkraft: Exempel på en märkplåt Exempel på märkplåt för en kortsluten asynkronmotor Y-inkoppling, 400V, 0.55A, 0.17hp (380 0.55/736) 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 11
Lektion Elkraft: Exempel på en märkplåt Exempel på märkplåt för en kortsluten asynkronmotor Y-inkoppling, 400V, 0.55A, 0.17hp (380 0.55/736) D-koppling, 230V, 0.96A, 0.17hp 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 11
Lektion Elkraft: Exempel på en märkplåt Exempel på märkplåt för en kortsluten asynkronmotor Y-inkoppling, 400V, 0.55A, 0.17hp (380 0.55/736) D-koppling, 230V, 0.96A, 0.17hp Effektfaktor, cosϕ = 0.62. Märkeffekt: 0.17hp 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 11
Lektion Elkraft: Exempel på en märkplåt Exempel på märkplåt för en kortsluten asynkronmotor Y-inkoppling, 400V, 0.55A, 0.17hp (380 0.55/736) D-koppling, 230V, 0.96A, 0.17hp Effektfaktor, cosϕ = 0.62. Märkeffekt: 0.17hp Poltal 4, märkvarvtal 1380 rpm (Varvtal vid märkeffekt) 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 11
Lektion Elkraft: En till märkplåt Märkplåt för en kortsluten asynkronmotor. Y-inkoppling, 380V, 1A, 0.5hp 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 12
Lektion Elkraft: En till märkplåt Märkplåt för en kortsluten asynkronmotor. Y-inkoppling, 380V, 1A, 0.5hp D-koppling, 220V, 1.7A, 0.5hp 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 12
Lektion Elkraft: En till märkplåt Märkplåt för en kortsluten asynkronmotor. Y-inkoppling, 380V, 1A, 0.5hp D-koppling, 220V, 1.7A, 0.5hp Effektfaktor, cosϕ = 0.84. Märkeffekt: 0.37kW 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 12
Lektion Elkraft: En till märkplåt Märkplåt för en kortsluten asynkronmotor. Y-inkoppling, 380V, 1A, 0.5hp D-koppling, 220V, 1.7A, 0.5hp Effektfaktor, cosϕ = 0.84. Märkeffekt: 0.37kW Poltal 2, märkvarvtal, 2800 rpm 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 12
Lektion Elkraft: Asynkronmotorns momentkurva 40 30 20 10 Moment 0 10 20 30 40 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Eftersläping,s s k M(s) = 2M max s 2 + k 2 Synkrona varvalet nås då eftersläpning är 0, s = 0 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 13
Lektion Elkraft: Asynkronmotorns momentkurva 40 30 20 10 Moment 0 10 20 30 40 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Eftersläping,s M(s) = 2M max s k s 2 + k 2 Synkrona varvalet nås då eftersläpning är 0, s = 0 Ökad eftersläpning, s, ger ökat moment, s = n s n n 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 13
Lektion Elkraft: Asynkronmotorns momentkurva 40 30 20 10 Moment 0 10 20 30 40 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Eftersläping,s M(s) = 2M max s k s 2 + k 2 Synkrona varvalet nås då eftersläpning är 0, s = 0 Ökad eftersläpning, s, ger ökat moment, s = n s n n Kippmomentet (Momentmaximum), M max => k == s 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 13
Lektion Elkraft: Asynkrongenerator - momentkurva 40 30 20 10 Moment 0 10 20 30 40 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Eftersläping,s s k M(s) = 2M max s 2 + k 2 Asynkronmotorn är också en asynkrongenerator 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 14
Lektion Elkraft: Asynkrongenerator - momentkurva 40 30 20 10 Moment 0 10 20 30 40 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Eftersläping,s s k M(s) = 2M max s 2 + k 2 Asynkronmotorn är också en asynkrongenerator Blir generator då s < 0 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 14
Lektion Elkraft: Asynkrongenerator - momentkurva 40 30 20 10 Moment 0 10 20 30 40 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Eftersläping,s s k M(s) = 2M max s 2 + k 2 Asynkronmotorn är också en asynkrongenerator Blir generator då s < 0 Mekanisk effekt Mω blir då elektriskt effekt,ui 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 14
Lektion Elkraft: Elsäkerhet Exempel som visar PEN ledaren från sekundärsidan. DY-transformator, sekundärsida Y-kopplad. 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 15
Lektion Elkraft: Elsäkerhet Exempel som visar PEN ledaren från sekundärsidan. DY-transformator, sekundärsida Y-kopplad. Nolledaren ut från transformatorn. 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 15
Lektion Elkraft: Elsäkerhet Exempel som visar PEN ledaren från sekundärsidan. DY-transformator, sekundärsida Y-kopplad. Nolledaren ut från transformatorn. PEN - delas upp i N och PE. 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 15
Lektion Elkraft: Elsäkerhet Exempel som visar PEN ledaren från sekundärsidan. DY-transformator, sekundärsida Y-kopplad. Nolledaren ut från transformatorn. PEN - delas upp i N och PE. PE ansluts till höjet på maskiner. 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 15
Lektion Elkraft: Skyddsjord Kontakt med skyddsjord. PE - Skyddjord är ansluten till höljet 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 16
Lektion Elkraft: Skyddsjord Kontakt med skyddsjord. PE - Skyddjord är ansluten till höljet Skyddsjorden är randig, gul/grön 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 16
Lektion Elkraft: Skyddsjord Kontakt med skyddsjord. PE - Skyddjord är ansluten till höljet Skyddsjorden är randig, gul/grön Vid kortslutning till skyddsjord skall säkring gå 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 16
Lektion Elkraft: Skyddsjord Kontakt med skyddsjord. PE - Skyddjord är ansluten till höljet Skyddsjorden är randig, gul/grön Vid kortslutning till skyddsjord skall säkring gå Strömmen tillbaka normalt via nolledaren 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 16
Lektion Elkraft: Säkringsskåp Nytt resp. gammalt säkringsskåp 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 17
Lektion Elkraft: Säkerhetsbrytare En säkerhetsbrytare om räddar många liv Säkerhetsbrytaren funktion är att upptäcka krypströmmar 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 18
Lektion Elkraft: Säkerhetsbrytare En säkerhetsbrytare om räddar många liv Säkerhetsbrytaren funktion är att upptäcka krypströmmar Säkerhetsbrytaren bryter vid 30mA 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 18
Lektion Elkraft: Likriktarbrygga Exempel på likriktarbrygga med fyra dioder. Liknar Graetz bryggan i hydrauliken 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 19
Lektion Elkraft: Likriktarbrygga Exempel på likriktarbrygga med fyra dioder. Liknar Graetz bryggan i hydrauliken Gör negativa delar positiva 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 19
Lektion Elkraft: Likriktarbrygga Exempel på likriktarbrygga med fyra dioder. Liknar Graetz bryggan i hydrauliken Gör negativa delar positiva Hela sinussignalen utnyttas 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 19
Lektion Elkraft: Likriktarbrygga Exempel på likriktarbrygga med fyra dioder. Liknar Graetz bryggan i hydrauliken Gör negativa delar positiva Hela sinussignalen utnyttas Observera att vi får 100Hz pulsation från f=50hz 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 19
Lektion Elkraft: Glättningskondensator Likriktarbrygga med glättningskondensator Kondensatorn används för att lagra energi 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 20
Lektion Elkraft: Glättningskondensator Likriktarbrygga med glättningskondensator Kondensatorn används för att lagra energi Kondensatorn är ofta på flera tusen µf 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 20
Lektion Elkraft: Glättningskondensator Likriktarbrygga med glättningskondensator Kondensatorn används för att lagra energi Kondensatorn är ofta på flera tusen µf Urladdning enlig formel u c (t) = Ûe t RC 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 20
Lektion Elkraft: Glättningskondensator Likriktarbrygga med glättningskondensator Kondensatorn används för att lagra energi Kondensatorn är ofta på flera tusen µf Urladdning enlig formel u c (t) = Ûe t RC Ripplets storlek beror på tidskonstanten τ = RC 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 20
Lektion Elkraft: Frågor? 5MT000: Automation - Lektion Elkraft: - Elkraft och elsäkerhet p. 21