Hei Nils Håkon,

Tusen takk for spørsmålene, og din interesse for elektriske motrorer.

1. Drift av elektriske motorer

Vi tenker oss en elektrisk motor som vist nedenfor, og jeg har valgt en tilfeldig 3-fase motor.

På motorskiftet er det vanligvis oppgitt hvor mye effekt (P) motoren leverer ut på rotorakslingen. Vi kaller dette også for merkeeffekten. Vanligvis er denne effekten oppgitt i antall kilowatt (kW). Alternativt er effekten oppgitt i antall hestekrefter. Den aktive effekten er nytteeffekten i en elektrisk krets med tilførsel av vekselstrøm.

Motoren trenger også strøm for å kunne bygge opp og ned et magnetiseringsfelt. Denne magnetiseringsenergien kalles også reaktiv effekt (Q).

For å si det litt forenklet, er effekten (S) som motoren trekker fra fordelingsnettet summen av P og Q. Nå kan vi ikke legge sammen disse to verdiene sånn rett frem. Dette henger sammen med at strømmene innbyrdes er faseforskjøvet.

La meg ta et talleksempel:

Ut på akslingen (informasjon fra et motorskilt) leveres den aktive effekten P = 10 kW på rotorakslingen. Og, vi antar at magnetiseringsenergien for denne motoren er Q = 6 kVAr. Ved å sette opp dette i et vektordiagram, blir den effekten som motoren trekker fra forsyningsnettet beregnet til s = 11,7 kVA.

Det dannes en vinkel mellom den aktive affekten (P) og den tilsynelatende effekten (S).

2. Vinkel

Vinkelen mellom (P) og (S) kan beregnes slik:

I vårt tilfelle vil det være en vinkel cirka 31 grader mellom den aktive effekten (P) og den tilsynelatende effekten (S).

Vi kan vanligvis oppgi vinkelen på en annen måte, og det er å bruke Cosinus-uttrykket. I vårt tilfelle har vi:

Så, en motor som leverer 10 KW på rotorakslingen og som bruker 6 kVAr til magnetisering, har en cos phi lik 0,858.

3. Virkningsgrad

En elektrisk motor er et 'koblingsledd' mellom et elektrisk og mekanisk system. Når motoren er i gang, trekker den elektrisk energi fra forsyningsnettet og omdanner den til mekanisk energi.

Et interessant spørsmål for oss brukere av elektriske maskinen er maskinens virkningsgrad. Ideelt sett ønsker vi denne så nær opptil 100 prosent som mulig. I den praktiske verden er det alltid noe tap mellom den tilførte elektriske effekten til motoren og den utgående mekaniske effekten på rotorakslingen.

Forholdet mellom den utgående mekaniske effekten og den innkomne elektriske effekten er altså motorens virkningsgrad. Vi bruker den greske bokstaven 'Eta' for å grafisk symbolisere dette.

4. Oppsummering

Cos(phi) uttrykker vinkelen mellom den tilsynelatende effekten (S) og den aktive effekten (P). Virkningsgraden uttrykker hvor godt vi konverterer elektrisk energi over til mekanisk (rotasjons)energi.