Vakbegrippen elektromotoren handig op een rij

Bill Bertram, managing director bij Regal C&I Europe, verklaart de technische termen over industriële elektromotoren. In een overzichtelijk lijst zet hij de meest voorkomende vakbegrippen elektromotoren handig op een rij.

Regal is fabrikant van elektrische en mechanische componenten voor de bewegingscontrole, die zeer uiteenlopende markten bedient: van de zware industrie tot de high tech. De fabrieken en servicepunten van Regal Beloit zijn wereldwijd gevestigd.

De lijst zoals hij is gepubliceerd:

Arreteerpositie: rotorstand waarin het koppel nul is.

Askoppel: het koppel dat de motor levert met spanning erop en een geblokkeerde of niet-draaiende as. Ook wel blokkeerkoppel van de motor genoemd.

Axiale flux: het magnetisch veld dat in axiale richting over de luchtspleet tussen de rotor en stator beweegt.

Back-EMF (BEMF): de opgewekte spanning als een permanente magneetmotor draait. Deze is evenredig aan het motortoerental en zal aanwezig zijn ongeacht de bekrachtiging van de motorwikkelingen.

BLAC-motor: Brushless AC-motor (borstelloze wisselstroommotor), ook bekend als permanente magneet synchroonmotor (PMSM); lijkt op een borstelloze DC-motor omdat het magnetisch veld van de rotor van permanente magneten afkomstig is en niet van elektromagneten. Maar de statorwikkelingen van de borstelloze AC-motoren zijn sinusvormig verdeeld, terwijl een borstelloze DC-motor uitstekende veldspoelen heeft.

BLDC-motor: Brushless DC-motor (borstelloze gelijkstroommotor), dit is een synchrone elektromotor, gevoed met gelijkstroom (DC), die een elektronische commutatie heeft en geen mechanische collector met borstels. De BLDC-motor wordt beschreven in termen als koppelconstante en back-EMF-constante. In BLDC-motoren staan stroomsterkte en koppel, maar ook spanning en koppel in een lineaire verhouding.

Cogging (cogging-koppel): beschrijft een ongelijkmatige hoeksnelheid. Cogging uit zich in schokken, vooral bij lage toerentallen.

Commutatie: het bekrachtigen en stroomloos maken van de motorwikkelingen om een bruikbaar koppel te ontwikkelen.

Curietemperatuur: ook wel Curiepunt, verwijst naar een kenmerkende eigenschap van een ferromagnetisch of piëzo-elektrisch materiaal.

Demagnetiseringsstroom: stroomsterkte waarbij de motormagneten beginnen te demagnetiseren. Dit is een onomkeerbaar verschijnsel, dat de motoreigenschappen verandert en de prestaties verlaagt. Ook wel bekend als piekstroom.

Direct Drive technologie: motoren die hun kracht direct op de toepassing overbrengen zonder tandwielen, poelies, kettingen of riemen.

Down Framing: de mogelijkheid om meer motorvermogen in een kleinere framegrootte te zetten.

Dynamisch remmen: een passieve techniek om een motor te stoppen. De wikkelingen worden onderling kortgesloten via een weerstand.

ECM-motor: Electrically Commutated Motor, een borstelloze motor met een externe voeding voor de commutatie van de stilstaande koperen statorwikkeling. Dit veranderende statorveld drijft de permanent magneetrotor aan.

Effectief koppel (RMS): het effectieve koppel (RMS-waarde) van een intermitterend geschakelde toepassing is gelijk aan het constante koppel dat een even sterke motorverwarming zou veroorzaken.

Efficiëntie (systeem): de totale efficiëntie van motor, aansturing, stroomkabels, aandrijflijn en aangedreven installatie. Wordt bepaald door de rendementen van de individuele componenten met elkaar te vermenigvuldigen.

Encoder: een feedback-apparaat dat mechanische beweging in elektronische signalen vertaalt. Een encoder is bijv. een wiel met 1.000 beurtelings doorzichtige en ondoorzichtige strepen, afgelezen door optische sensoren om een digitaal uitgangssignaal af te geven.

Ferrieten: chemische verbindingen, voornamelijk bestaande uit keramiek met ijzer(III)oxide Fe2O3. Het zijn vaak magnetische materialen.

Fluxdichtheid: de dichtheid van het magnetisch veld op een punt in de ruimte.

Geconcentreerde wikkelingen: wikkelingen die fysiek van de andere fasewikkelingen zijn geïsoleerd.

Gemeenschappelijk koppel: zie uitlijnkoppel.

Gesloten kring: een veelgebruikte term voor elk systeem waarin de output wordt gemeten en vergeleken met de input. De output wordt vervolgens aangepast om de gewenste toestand te bereiken. Bij een bewegingsregeling gaat het meestal om een systeem dat een snelheids- en/of positiesensor gebruikt om correctiesignalen voor de gewenste parameters te maken.

Hall-sensor: een feedback-apparaat dat in een borstelloze motor wordt gebruikt om informatie aan de versterker te geven, die de motor elektronisch bekrachtigd.

Herhaalbaarheid: de mate waarin een parameter, zoals de positie of snelheid, kan worden herhaald.

Hysterese: een weerkaatsende eigenschap van een magnetisch materiaal, dat energieverliezen kan veroorzaken.

Inductantie: weerstand in een elektrisch circuit tegen veranderingen in de stroomsterkte.

Inside-out motor: een motor waarvan de stator binnen in de rotor zit.

Interne permanente magneet (IPM): de permanente magneten zijn verzonken in de stalen structuur. Dit maakt een fluxconcentratie mogelijk, verhoogt de constructieve stevigheid, laat hogere toerentallen toe en verbreedt het toerengebied door de veldverzwakking te regelen.

Kern: een bepaalde vorm uit ferromagnetisch materiaal, die de magnetische flux geleidt.

Kernverliezen: de opgetelde verliezen door hysterese en wervelstromen in een materiaal.

Koppel/traagheid-verhouding: het houdkoppel van de motor, gedeeld door zijn rotortraagheid. Hoe hoger de verhouding, des groter de maximale versnelling.

Koppel: een hoekkracht waardoor een draaiende beweging ontstaat.

Koppelconstante: de mate waarin het koppel hoger wordt als de stroomsterkte toeneemt.

Magnetische anisotropie: de richtingsgebondenheid van magnetische eigenschappen van een materiaal. Een magnetisch isotroop materiaal heeft geen voorkeursrichting voor zijn magnetische koppel in een nulveld, terwijl een magnetisch anisotroop materiaal zijn koppel op één lijn met een optimale as zal brengen.

Magnetische flux: een maateenheid van magnetisme, die de kracht en het bereik van een magnetisch veld uitdrukt.

Magnetische prominentie: de verandering van de inductantie op de motoraansluiting naar gelang de rotorpositie. Wordt ook wel inductantieverandering genoemd.

Magnetomotorische kracht (MMK): elke fysieke kracht die een magnetische flux voortbrengt.

Max Guard: een isolatiesysteem dat een corona-bestendige magneetdraad met een gepatenteerde, laagbelaste wikkelingsopstelling combineert.

Neodymiummagneet: momenteel het sterkste type permanente magneet.

Pancake-motor: een axiale fluxmotor met radiaal lopende wikkelingen.

Permanente magneet synchroonmotor (PMSM): een wisselstroommotor waarvan de rotor en de spoelen met dezelfde frequentie langs de magneten draaien als de frequentie van de wisselstroom en het bijbehorende magnetische veld dat de rotor aandrijft. Wordt ook borstelloze AC-motor of permanente magneet AC-motor genoemd.

Permeabiliteit: beschrijft hoe gemakkelijk magnetische velden door een materiaal stromen.

Piekkoppel: het maximumkoppel dat een permanente magneetmotor korte tijd kan leveren.

Radiale flux: het magnetisch veld dat in radiale richting over de luchtspleet tussen de rotor en stator beweegt.

Reluctantie (magnetisch): vergelijkbaar met de weerstand in een elektrisch circuit, maar in plaats van energie te verdelen wordt magnetische energie opgeslagen.

Reluctantiekoppel: geleverd door permanente magneten of alleen werkende wikkelingsstromen.

Rendement (motor): verhouding tussen de mechanische output en elektrische input, d.w.z. de effectiviteit waarmee de motor elektrische energie in mechanische energie omzet.

Resolver: een elektromagnetisch feedback-apparaat dat hoekposities van een as in analoge signalen vertaalt.

Scheefstand: opstelling van de lamellen of magneten in een rotor, waardoor een licht diagonaal patroon in de gleuven ontstaat.

Stijfheid: het vermogen weerstand aan een beweging te bieden, die ontstaat door een uitgeoefend koppel.

Traagheid: weerstand van een voorwerp tegen een snelheidsverandering.

Traagheidsmatch: om een motor efficiënt te maken, moet de traagheid van de last gelijk zijn aan de traagheid van de rotor.

Trapeziumvormige golf: als de back-EMF trapeziumvormig is, is de motor een borstelloze gelijkstroommotor.

Uitlijnkoppel: ontstaat door de interactie van magnetische velden, geproduceerd door permanenten magneten en spoelstromen; wordt ook gemeenschappelijk koppel genoemd.

Ultra Efficient: een aanzienlijk hoger efficiëntieniveau dan Nema Premium, voldoet aan IE4.

Vectorbesturing: een erg nauwkeurig besturingsmethode voor de gesloten regelkring van een motor.

Vectorsnelheid: snelheid en richting.

Veldverzwakking: term gebruikt voor de vectorbesturing, waarbij de motorstromen moeten worden verhoogd voordat de bijbehorende pieken van hun back-EMF optreden. Dit wordt gedaan door de motorstromen in fase ten opzichte van hun back-EMF te vervroegen.

Verdeelde wikkelingen: zijn verdeeld of vervlochten met andere fasewikkelingen om een sinusgolf na te bootsen.

Vermogen: de snelheid waarmee de arbeid wordt verricht, is gelijk aan koppel vermenigvuldigd met snelheid.

Vermogensdichtheid: verhouding tussen vermogen en gewicht van een motor.

Verzadiging: non-lineaire eigenschap die het steeds moeilijker maakt om nog meer magnetische flux door een materiaal te duwen.

Wervelstroom: plaatselijke stromen in een ijzeren kern, opgewekt door een wisselende magnetische flux. Deze veroorzaken verliezen (warmte).