Welk type elektromotor voor elektrisch varen

Welk type elektromotor voor elektrisch varen is een vraag die niet zomaar is te beantwoorden. Voor het elektrisch varen worden er verschillende type elektromotoren gebruikt, ieder met zijn eigen voor en nadelen.

Welk type elektromotor voor elektrisch varen

Hieronder zullen we deze verschillende type elektromotoren beschrijven:

• DC permanent magneet motor
• DC permanent magneet disc motor
• A-synchroon motor
• Synchroon motor

DC permanent magneet motor

Een gelijkstroommotor is een motor waarin elektrische energie in de vorm van een gelijkstroom, omgezet wordt in mechanische energie. De werking berust op de lorentzkracht die een stroomvoerende geleider ondervindt in een magnetisch veld. De werking van elektromotoren berust op een wisselend magnetisch veld. Bij een gelijkstroommotor wordt daarom mechanisch in de motor met behulp van de commutator (collector) de richting van het magnetisch veld veranderd. De belangrijkste eigenschap van de gelijkstroommotor is dat de rotatiesnelheid op een eenvoudige manier geregeld kan worden. Daardoor is zo'n motor met name geschikt voor regelbare elektrische aandrijvingen.

De DC permanent magneet motor heeft al een redelijk rendement, bij vollast zelfs 90%, maar bij lagere toerentallen gaat dit beduidend naar beneden. Hieronder aantal punten omtrent de DC permanent magneet motor:

• De motor heeft ook koolborstels, die slijten en die hoor je!
• Hoogtoerig 2000 tot 5500 rpm.
• Laag koppel daarom vaak hoogtoerig in combinatie met reductie kast
• De motor is ook niet dicht en daarmee dus gevoelig voor de inwerking van vocht
• Het af te geven vermogen (tot max 3,5 kW) is afhankelijk van het voltage, maar daarmee neemt ook evenredig het toerental toe. Dit betekent, dat om niet al te hoge toerentallen en kracht op de schroefas te krijgen, er altijd een reductie moet worden toegepast! De max 3,5 kW heeft voorts te maken, met begrenzingen van koeling, warmte ontstaat immers aan de binnenzijde(rotor).

DC permament magneet disc motor

 

De permanent magneet disco motor heeft een hoog rendement, bij vollast zelfs 91%, maar bij lagere toerentallen ligt dit beduidend lager; de motor heeft ook koolborstels welke slijten en die hoor je en moeten na ca. 3000 vaaruren worden vervangen.

• De grote motor diameter zorgt voor een hoog koppel .
• Motor maakt bij 24 Volt 1120 rpm en 36 Volt 1700 rpm, laagtoerig & geschikt voor elektrisch varen
• Het af te geven vermogen (tot max 7 kW) is afhankelijk van het voltage, maar daarmee neemt ook navenant het toerental toe. Dit betekent, dat om niet al te hoge toerentallen op de schroefas te krijgen, vanaf vermogens van + 4 kW een reductie wordt toegepast.
• De max 7,2 kW heeft voorts te maken, met begrenzingen bij de productie van de permanente magneten
• Motor is open en is zonder extra bescherming kwetsbaar voor vocht.

A-synchroon motor

 

De A-synchrone motor is een borstelloze asynchrone elektromotor, gevoed door een 3-fasenwisselspanningssysteem. De motor wordt ook wel draaistroommotor of omgekeerde synchrone motor genoemd. Een groot voordeel van dit type elektromotor is de onderhoudsvrije (geen koolborstels en commutator) en compacte constructie. Asynchrone motoren worden overal toegepast in de aandrijftechniek en ook bij zware machines en tractie-installaties van treinen,trams, metro's en trolleybussen maar ook voor het elektrisch varen is het een goede motor. Door hun aanloopgedrag (hoge aanloopstroom tot ca. 6 à 8 x nominaal) moeten hier dan wel speciale aanloopschakelingen worden toegepast bij het elektrisch varen gebruiken wij hiervoor de frequentieregelaars.

Aantal punten van de A-synchroon motor:

•  Motor heeft een rendement van ca. > 87%, (Afhankelijk van bouwgrote, Hoe groter de diameter / vermogen hoe hoger het rendement) dit gunstige rendement blijft over een groot deel van het toerenbereik gelijk.
• de AC- motor heeft geen koolborstels, en is daarmee volledig onderhoudsvrij en ook bijna helemaal stil!
• De motor is helemaal gesloten (IP54) en daarmee dus ongevoelig voor de inwerking van stof, zout en vocht
• Het af te geven vermogen is in principe onbegrensd
• De motoren zijn verhoudingsgewijs groter en zwaarder
• De motor (door toepassing van daarop gerichte wikkelingen) kan bij verhoudingsgewijs lage toerentallen (800 opm) al z'n volle vermogen leveren! Dit is met name voor elektrisch varen van belang omdat dit gunstig is voor het schroefrendement (als er geen reductie wordt gebruikt)

Synchroon motor

De synchroon motor is een elektrische draaistroommotor. De rotor draait in tegenstelling tot de asynchrone draaistroommotor (of inductiemotor) synchroon of in de pas met het opgewekte draaiveld in de stator. De synchrone motor wordt het meest gebruikt als generator in het stroomnet maar ook voor elektrisch varen kom je hem veel tegen.

 

 

 

Aantal punten betreffende de synchroon motor.

• Synchrone permanent magneet motor
• Een rendement tot wel 95% en de motor is verhoudingsgewijs zeer compact en licht van gewicht.
• Daarmee  zijn ze ook zeer geschikt voor toepassing in POD's
• Niet stil veroorzaken een hoge pieptoon die niet of nauwelijks weg kan worden gefilterd
• Motoren zijn hoogtoerig, reductie of halvering van capaciteit is vaak het gevolg
• Tevens gaat het voltage bij hoge vermogens omhoog op dit moment is 20Kw de grens bij 48Volt maar dient er wel een reductie van 3:1 te worden toegepast.
• Frequentie gestuurde toerenregeling is uiterst complex en dus nog kostbaar;
• De motoren zijn thans beschikbaar in vermogens tot en met ettelijke tientallen kW's;
• Bij vermogens vanaf + 10 kW worden ze veelal vloeistof gekoeld, en dienen te worden gecombineerd met een warmtewisselaar en 2 pompen (1 x Koelvloeistof en 1 x buiten water)

Om dit artikel over welk type elektromotor voor elektrisch varen te schrijven hebben wij diverse bronnen gebruikt. Wikipedia, Bellman, De stille boot.