En motor-generator (en M-G, M-G-set eller en dynamotor för dynamo-motor) är en anordning för att omvandla elektricitet från en form till en annan. Den består av en elektrisk motor som är mekaniskt ihopkopplad med en generator som avger elektricitet. På detta sätt kan fullständig isolation uppnås och en omvandling ske mellan olika spänningsslag. Sådan omvandling sker i ökande utrsträckning med halvledarteknik, men fortfarande kan tekniken med M-G-set vara lämplig för vissa tillämpningar, och äldre installationer finns kvar på många ställen.

Motorgenerator för radiostation, för konvertering från låg- till högspännings elkraftsförsörjning. Denna enhet kallas också umformer. Dübendorf Museum för militärflyg
Omformaruppsättning: till vänster likströmsmaskin, till höger trefasmaskin

TillämpningarRedigera

AC (fast frekvens) -> DC -> AC (variabel frekvens)Redigera

I många industriella tillämpningar är det önskvärt att använda robusta och miljötåliga asynkronmotorer vars varvtal följer frekvensen hos den matande växelspänningen, men ändå kunna reglera varvtalet. Genom att likrikta ingående växelspänning och låta denna driva en likströmsmotor med möjlighet till varvtalsreglering, och låta denna driva en växelströmsgenerator kan en ingående växelspänning med fast frekvens 50 eller 60 Hz omvandlas först till en likspänning, och sedan till en utgående växelspänning med en varierande frekvens, vilket i sin tur ger ett variabelt varvtal hos de matade asynkronmotorerna.

I denna tillämpning kan M-G-setet vara placerat i ett eget rum med kontrollerad miljö avseende på fukt, temperatur, brännbara eller korrosiva gaser och liknande, medan den matade asynkronmotorn kan vara placerad i utmanande industriella miljöer men köras med variabelt varvtal. Detta arrangemang förekommer i kärnkraftverk av kokvattentyp (BWR), vars huvudcirkulationspumpar under drift regleras inom ett stort varvtalsområde.[1]

I och med tillgång till billigare och kraftfullare halvledarteknik har tekniken med M-G-set i ökande utsträckning ersatts med frekvensomformare med halvledarteknik.[1]

AC 50 Hz -> AC 60 Hz och omväntRedigera

Nätfrekvensen i till exempel USA och delar av Japan är 60 Hz, medan den i de flesta andra länder är 50 Hz. Anordningar som till exempel innehåller asynkronmotorer konstruerade för den ena frekvensen kommer att få ett varvtal som avviker med cirka 20 procent vid anslutning till "fel" nätfrekvens, vilket kan ge undermålig eller utebliven funktion. Vid måttliga krav på korrekt frekvens kan omvandlingen göras genom att ha ett M-G-set med en asynkronmotor som ansluts via en växellåda eller remdrift med lämplig utväxling till en synkrongenerator.[2]

Vid höga krav på korrekt frekvens kan omvandlingen anordnas genom att via en gemensam axel koppla ihop en 10-polig synkronmotor med en 12-polig synkrongenerator eller omvänt.[2][3] Liknande roterande omformare finns för omvandling av växelström från 50 till 16 2/3 Hz till kontaktledningar för järnvägar i bland annat Sverige, Tyskland, Österrike, Norge, Schweiz och USA, men har alltmer kommit att ersätta med frekvensomformare.

Elektrisk isolation mot yttre nätRedigera

Vissa utrustningar kan vara känsliga för spänningsvariationer och störningar i det matande elnätet. Ett M-G-set med en elmotor fast sammankopplad med en generator kan då förbättra situationen genom att till exempel spänningsvariationer inte ger motsvarande hastighetsvariationer i elmotorn och på detta sätt filteras bort. Om M-G-set:et kompletteras med ett svänghjul kan anordningen mata ut ström även vid kortare spänningsavbrott, så kallad "ride-through".[4]

ReferenserRedigera

  1. ^ [a b] James W. Morgan (31 oktober 2010). ”Retrofitting BWR Recirculation Pumps with Adjustable-Speed Drives”. Power - News & Technology for the Global Energy Industry. https://www.powermag.com/retrofitting-bwr-recirculation-pumps-with-adjustable-speed-drives/. 
  2. ^ [a b] ”A motor-generator set used to convert power from 60 Hz to 50 Hz”. Horlick Company. 2017. https://www.horlick.com/faqs/60-hz-to-50-hz-converter/. Läst 1 mars 2020. 
  3. ^ ”50-60 Hz Frequency Conversion”. Horlick Company. 2017. https://www.horlick.com/products/motor-generators/50-60-hz-conversion/. Läst 1 mars 2020. 
  4. ^ ”Motor-Generator Sets”. Kato Engineering. 2020. https://acim.nidec.com/generators/kato-engineering/products/motor-generator-sets. Läst 1 mars 2020. 

Se ävenRedigera