Den Tryckluftslösa Fabriken - Energihandbok

7.1.2 Växelströmsmotorer
Växelströmsmotorerna finns huvudsakligen i två varianter – asynkronmotorn
(induktionsmotorn) och synkronmotorn. I båda fallen alstras det vridande
momentet av ett roterande elektromagnetiskt fält, och den utan jämförelse bästa
lösningen att generera detta fält är att använda sig av trefas växelspänning.
För asynkronmotorn gäller att rotationshastigheten aldrig når upp till rotationshastigheten
hos det elektromagnetiska fältet – maskinens varvtal ligger några
procent under detta (eftersläpningen). Motorerna har ingen elektrisk förbindelse
mellan stator (den fasta delen, höljet) och rotor, och är därmed billiga och kräver
litet underhåll. Asynkronmotorn används företrädesvis i utrustningar där ett ungefär
konstant varvtal önskas, men kan idag också dessa varvtalsstyras via frekvensomriktare.
Synkronmotorn roterar å andra sidan lika fort som det elektromagnetiska fältet.
Större motorer har i regel en matning till rotorn (fältlindningen) via släpringar.
Släpringarna kräver betydligt mindre underhåll än en kommutator.
Linjära motorer
En specialvariant av asynkronmotorn är den linjära motorn. I stället för att ha en
roterande rörelse har man här ”skurit upp och brett ut” maskinen för att få en
linjär rörelse. Statorn består av ett antal lindningar i en rät linje och i denna glider
rotorn i form av en rak, lång aluminiumskena som sticker ut på bägge sidor om
statorn. Inne under statorn fungerar motorn med god approximation likvärdigt
med sin roterande motsvarighet, men vid statorns ändar uppträder randfenomen
som sänker verkningsgraden.
7.1.3 Permanentmagnetiserade motorer
Magnetlindningen i en likströmsmotor har som uppgift att alstra ett statisk
magnetfält, en uppgift som lika gärna kan skötas av en permanent magnet. Permanentmagneter
kan idag användas för likströmsmotorer upp till åtskilliga kW i
storlek, och har den fördelen att inga förluster sker i magnetiseringen.
I arbetet på att komma ifrån den underhållskrävande kommutatorn konstruerade
man ganska tidigt den borstlösa likströmsmotorn (BLDC). I en BLDC har man
flyttat magnetiseringen till rotorn (permanentmagneter) och har följaktligen
ankarlindningen (den lindning som för den stora strömmen i maskinen) i statorn.
Tricket är att ta reda på när man ska vända polariteten på strömmatningen så att
rotationen fortsätter åt samma håll som tidigare, något som kommutatorn automatiskt
sköter om i och med att borstarna har ett fast läge relativt statorn medan
strömmen genom rotorn successivt växlas över till nya delar av lindningen. För
avkänning av rotorns magnetfält i en BLDC använder man Hall-element, och med
informationen från dessa kan den matande strömmen polvändas i rätt ögonblick.
En lindning i en BLDC skall matas med en (i tiden) trapetsformad ström. Ju fler
härvor i lindningen en BLDC har, desto mindre varierar momentet med rotorns
vinkelläge (jämför en kommutator som i regel har ett stort antal lameller för detta
ändamål).
21