Onderstaande tekst is niet 100% betrouwbaar

IfMEfllfl uitziek

Electrische aandrijving van arbeidswerktuigen (I) Bij het inrichten van werkplaatsen heeft de invoering van directe electrische aandrijving van werktuigen, ook bekend als „eenheidsaandrijving”, steeds meer toepassing gevonden. Het bekende beeld vaneen fabrieksruimte met talloze drijfriemen, lopende op een gemeenschappelijke transmissie, dat niet alleen een goed overzicht van de werkplaats verhindert en daarbij een bron van gevaren oplevert, is echter in nog zeer vele gevallen gehandhaafd gebleven. Het moderniseren vaneen bestaande werkplaats vraagt grote financiële offers en dit vindt zijn oorzaak inde aanschaffing van nieuwe arbeidswerktuigen, daar de reeds bestaande machines niet of anders alleen met zeer hoge kosten zijn in te richten voor directe electrische aandrijving. Meestal zijnde oude machines de grote uitgaven ook niet waard. In vele gevallen heeft men zich tevreden gesteld om de bestaande aandrijving, door stoommachine of verbrandingsmotor, te vervangen door een overeenkomstig sterke electroxnotor. Voor kleine en middelgrote werkplaatsen varieerde het vermogen van de motor van 3—15 pk. en met de beperkte omvang van de toen bestaande stedelijke netten was men volgens de installatievoorschriften verplicht, deze motoren met sleepringankers uitte voeren. De ouderen onder ons herinneren zich ook nog, dat de toen geldende voorschriften ons veroorloofden inde nabijheid van de motor een wandcontactdoos te plaatsen, welke van de motorleiding was afgenomen. Deze contactdoos was uitsluitend bestemd voor een looplamp. Er is geen groot combinatievermogen voor nodig, om het verband te vinden tussen motor en contactdoos, als wij ons de herhaalde storingen aan de electromotor herinneren. Een volslagen omwenteling bracht de directe electrische aandrijving. Niet alleen het beeld van de fabrieksruimte veranderde door het verdwijnen van de transmissie, doch ook de constructie der arbeidswerktuigen wijzigde zich geheel door de nieuwe aandrijving. Het laatste was mede een gevolg van de eisen, die werden gesteld aan motoren voor intermitterend bedrijf. Als zodanig waren de motoren voor draai-, boor- en schaafbanken en fraismachines te beschouwen. Deze bepalingen verplichten ons de motoren boven 1 kW. vermogen uitte voeren met sleepringankers, daar het

aanzetten dan geen hinderlijke stroomstoten in het net veroorzaakt. Wat dit voorschift betekent voor de aandrijving van bovengenoemde werktuigen weet hij het beste, die gewend is met deze machines om te gaan. Bij het ontwerpen van nieuwe arbeidswerktuigen werd men dus ook geleid door de gedachte, deze bezwarende voorschriften te ondervangen. Voor directe electrische aandrijving gaf men de voorkeur aan de bekende draaistroom-kortsluitmotoren welke, behalve dat zij veel goedkoper zijn dan die met sleepringankers, ook voor het aanzetten geen ingewikkelde schakeltoestellen vereisen, ook niet, wanneer drukknopbediening verlangd wordt. Het herhaaldelijk aan- en afzetten van de motor was bij de nieuwe machines overbodig geworden, daar deze nu zelf waren voorzien vaneen mechanisch inschakelsysteem, waarmede men tevens de draairichting van het werktuig kon veranderen. Verhoudingen hij het aanzetten van motoren De draaistroom-kortslultmotor, die voor directe aandrijving de ideale motor is, heeft een onaangename eigenschap, die juist bij het aanzetten van doorslaggevend belang is. Een kortsluitmotor, die direct ingeschakeld wordt onder vollast, veroorzaakt een stroomstoot van het 6- tot 8-voudige van de normale stroom. In kleine netten zullen deze stroomstoten Invloed hebben op de lichtbelasting. Een spanningsvermindering van enkele procenten heeft tot gevolg een lichtsterkteverandering van 10 % en meer. Nu de vermogens van de centrales zoveel groter zijn, heeft men de beperkende bepalingen voor kortsluitmotoren ook wat soepeler gemaakt. Men heeft echter een middel om de aanloopstroom van de kortsluitmotor wat te drukken en wel met behulp van de ster-driehoekschakeling. In figuur 1 zien wijde drie-phasewikkelingen in driehoek en in ster geschakeld en de spanningen, welke aan de punten I, II en 111 zijn aangesloten. Bij het beschouwen van deze figuren moet men zich hoofdzakelijk bepalen tot de afzonderlijke phasewikkelingen. Wanneer wij inde driehoekschakeling de phasewikkeling tussen I en II als voorbeeld nemen en deze op de spanning e aansluiten, in ons geval dus 380 Volt, dan zal de phasewikkeling een zekere stroom opnemen. In punt II zijnde phasewikkelingen 1 en 2 met elkander verbonden; de lijn, die in II is aangesloten, zal dus de stroom van twee phasewikkelingen voeren.

Deze is 1/ 3 maal zo groot als de enkele phasestroom. Bekijken wij nu de sterschakeling, waar de phasewikkelingen 1 en 2 in serie op de lijnspanning zijn aangesloten. Wij verkleinen de phasestroom hierdoor in dezelfde mate als wijde phasespanning verkleinen. De phasespanning is 1/ 3 maal kleiner en dus ook de phasestroom. De netstroom is hier gelijk aan de phasestroom. Door de ster-driehoekschakeling maken wij de netstroom in sterschakeling 1/ 3 x 1/3 = 3 maal zo klein als in driehoekschakeling. Om de stroomstoten zo klein mogelijk te houden, moet de motor in sterschakeling zo veel mogelijk het normale toerental bereikt hebben, voordat op driehoek wordt overgeschakeld. Wij hebben hiermee dus een middel om de aanzetstroom bij kortsluitmotoren belangrijk te verminderen. Daarbij mag niet over het hoofd worden gezien, dat wij zeker moeten zijn, dat de motor in sterschakeling op toeren zal komen, daar anders de driehoekschakeling weer alles zou bederven. Als wij voor de vraag staan, om een ster-driehoek-schakelaar toe te passen, dan moeten wijde zekerheid hebben, dat bij het aanzetten ook niet de volle belasting van het werktuig is ingeschakeld. Meestal geschiedt het aanzetten onder nulast, dus waarbij het werktuig niet is ingeschakeld. Ook bij zwaarlopende zuigerpompen en overeenkomstige werktuigen zal de motor onbelast, moeten aanlopen en bij voldoend aantal toeren, dus bij een groter aanzetvermogen, wordt de belasting ingeschakeld. Het inschakelen van de belasting geschiedt gewoonlijk met gebruikmaking vaneen vaste en losse riemschijf of wel een wrijvlngskoppeling. Wij hebben reeds gezien, dat met gebruikmaking van de sterdriehoekschakeling ook het aanzetvermogen in sterschakeling belangrijk wordt verminderd. Hoewel dit in vele gevallen voor ons maar bijzaak is, worden wijdoor de G.E.W. dikwijls verplicht, deze toch toe te passen, wanneer de aanzetstroom, ook bij nullast, te hoog zou zijn. Ook kan besparing van leidingkoper voor ons zelf een reden zijn om de ster-driehoekschakelaar toe te passen. Met een hoge aanzetstroom zijn wij verplicht de smeltveiligheid hierbij aan te passen en bij gevolg de leidingdoorsnede weer groter te nemen. De kortsluitmotoren zijn alleen dan geschikt om onder belasting aan te lopen, wanneer het aanzetvermogen, nodig voor het werktuig, evenredig is met het aantal toeren. Deze voorwaarde zien wij o.a. vervuld bij eentrlfugaalpompen. Het aanzetten met voorschakelweerstanden wordt inde regel gecombineerd met het gebruik van de sterdriehoekschakelaar als de aanzetstroom in sterschakeling nog te hoog zou zijn. Ook hier is het van belang, dat wij weten dat het aanzetvermogen daarmee in niet geringe mate wordt verkleind. Het aanzetvermogen zakt quadratisch met de spanning. Geheel anders verhoudt zich de motor met sleepringanker; door inschakelen van weerstanden inde ankerstroomkring kan het aanzetvermogen beduidend opgevoerd worden, waarbij de stroom, die het net moet leveren, zich instelt naar het vereiste aanzetvermogen en doorgaans niet veel meer is dan de normale vollaststroom Behalve dat de voorschriften ons in bepaalde gevallen het gebruik van aanzetweerstanden voorschrijven, wordt het o.a vereist bij machines met veel beweeglijke delen, welke een te snelle opgang komen verhinderen. Met de uitvinding van de speciale kortsluitmotor (S.K.A.-motor) heb-

ben wijde kortsluitmotor in vele gevallen, waar deze om de hoge aanloopstroom moest geweerd worden, weer in ere kunnen herstellen. De rotor van deze motor heeft een twee- of meervoudige kooiwikkeling, is overigens geheel gelijk aan de normale kortsluitmotor en vraagt bij het aanzetten onder vollast het 2- tot 3-voudige van de normale vollaststroom. Door deze gunstige eigenschap is het dan ook mogelijk deze kortsluitmotoren tot vrij grote vermogens toe te passen; de Heemaf te Hengelo vervaardigt deze motoren zelfs tot boven 1000 pk. De gunstige eigenschappen van de S.K.A.-motor heeft weer tot gevolg gehad, dat bij sommige arbeidswerktuigen het dure en gecompliceerde inschakelwerk met omkeerinrichting kon vervallen en alle excersities nu met de motor worden verricht. Evenals bij de normale kortsluitmotor gebruiken wij bij de S.K.A. – motor dezelfde wijze van aanzetten, dus door middel vaneen gewone schakelaar of ster-driehoekschake-

Fig. 2 laar, de laatste al of niet gecombineerd met voorschakelweerstanden. Ook die werktuigen, waarvoor noodzakelijk een vertraagd aanlopen nodig is, heeft men in zeer veel gevallen met de S.K.A.-motor kunnen aandrijven. Om dit vertraagd aanlopen te bereiken, heeft men de methode toegepast om de rotorweerstand te verkleinen en daardoor een kleiner aanloopmoment te krijgen. Voor een bepaald werktuig moet deze verkleinde rotorweerstand dan ook aangepast zijn; het verkleinen van de weerstand bereikt men door de kortsluitringen van het kooianker iets dikker te maken. Een andere wijze om een kleiner aanloopmoment te krijgen, bestaat in het toepassen van twee gescheiden statorwikkelingen, welke door middel vaneen schakelaar in serie, tegen elkaar in of wel afzonderlijk verbonden kunnen worden (figuur 21. Voor kleine werktuigen, welke uitgerust zijn met éénphasige kortsluitmotoren, is voor het aanzetten een hulpwikkeling inde motor nodig. Deze hulpwikkeling wordt bij voldoend aantal toeren dooreen centrifugaalcontact uitgeschakeld en de motor loopt daarna op de z.g. werkwikkeling. Het omkeren der draairichting bereiken wijdoor middel van een omschakelaar, na eerst de motor te hebben gestopt. Schakelt men de motor onder bedrijf om, dan blijft de draairichting dezelfde, daar dan de hulpwikkeling buiten werking blijft en juist deze de draairichting moet inleiden Het nadeel van deze kleine motoren bestaat in het soms gevaarlijk warm worden tijdens de belasting en dar. is men genoodzaakt de motor een rustnanze te geven om weer wat af te koelen. G. J. M.

Sluiten