Hoofdindex » Pictures » België » Divers » Bois du Cazier » Electrische machines
Bois du Cazier
Nijverheidsmuseum: electrische machines
Fotografie


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

De site van le Bois du Cazier bevat een nijverheidsmuseum (één toegangskaart is geldig voor de volledige site). In dit gedeelte van het museum zal je talrijke electrische machines terugvinden: motoren, alternatoren en dynamo's. Er staat eveneens een alternator in de machinezaal (daar waar de electrische centrale ne de compressoren zaten) en een motor in het extractiegebouw (liftbediening).

Bezoek ook het gedeelte over electriciteit voor meer informatie (verschil dynamo en alternator, enz).

De industriële revolutie begint dankzij de stoommachine die gebruikt wordt om verschillende produktiemachines aan te drijven. Dankzij de electriciteit kan het vermogen van de stoommachine overal op de werkvloer gebruikt worden. De electrische verlichting zorgt ervoor dat er langer geproduceerd kan worden, desnoods met een ploegenstelsel: de dure machines moeten namelijk zo optimaal benut worden.

Foto 1:
Een typische electriciteitscentrale van het interbellum (zicht op de generatoren). Er zijn verschillende stoommachines die alternatoren aandrijven. De alternator zit eigenlijk op het vliegwiel, de rotor bevat de veldwikkeling en de stator bevat de stroomwikkeling. Aangezien een stoommachine relatief traag draait (zo'n 100 omwentelingen per minuut) moet de alternator veel polen hebben (in ons voorbeeeld 60 polen).

Op het voorplan is één van de eerste stoomturbines te zien. Die zal gaandeweg de stoommachine vervangen. Een stoomturbine heeft een hoger rendement, is kleiner en vergt minder onderhoud. De turbine drijft de alternator direct aan.

Maar we keren eerst terug naar de dynamo, die gebruikt werd voor de alternator omdat de gebruikers liever met gelijkstroom werkten (en er toen geen gelijkrichters bestonden).

Fotos 2 à 5:
Stoommachine die een dynamo aandrijft. Het betreft een tweetraps stoommachine die gebruikt wordt als een hoog vermogen nodig is. Een stoommachine is ideaal om een dynamo aan te drijven, want beiden werken liefst op een relatief lage snelheid. De machine draait aan 140 omwentelingen per minuut en levert een stroom van 761A bij 230V (vermogen van 175kW), wat niet mis is voor die tijd. De stoommachine in het museum Stoom en stroom in Izegem heeft een dynamo van 575kW.

Omdat de stroom die geleverd wordt zeer hoog is, is de collector breed en heeft die talrijke koolborstels. De dynamo heeft 10 polen en de positieve en negatieve polen zijn in parallel geschakeld om een hogere stroom te kunnen leveren.

Aan de andere kant hebben we de veldwikkeling (stator). Het betreft een compound-dynamo (zoals de meeste dynamos), die de uitgangspanning redelijk constant kan houden ongeacht de belasting. Iedere pool heeft dus twee wikkelingen: één in parallel gevoed (dunne draden) en één in serie met de belasting (een paar dikke draden). Al de stroom die door de dynamo geleverd wordt loopt door de seriewikkeling.

De commutatiepolen moeten de ankerstroom compenseren, want die veroorzaakt een verschuiving van de neutrale lijn. De commutatiepolen zijn de dunne polen tussen de hoofdpolen. Deze worden eveneens in serie met de belasting gevoed.

Fotos 6 à 8:
Als men wisselspanning nodig heeft, dan gebruikt men een alternator (zie voorbeeld op de eerste foto). Hier ziet men achtereenvolgens de twee delen van de stator (met een gedeelte waar er nog een paar koperen wikkelingen zitten) en de rotor die de veldwikkelingen bevatten. Door het aantal polen te tellen kan men de rotatiesnelheid van de machine berekenen. De stoommachine en de alternator zitten op één as, waardoor er minder verliezen zijn.

Deze restanten zijn te vinden op het grasperk achteraan het museum. Op wikipedia frans wordt verkeerdelijk vermeld dat dit een motor voor een compressor zou zijn.

Dit zijn meettoestellen die gebruikt worden in een electriciteitscentrale als twee netten met elkaar gekoppeld moeten worden. De meeste meters zijn dubbel uitgevoerd: één meter is verbonden met de alternator en de andere meter met het electriciteitsnet. Er zijn twee frekwentiemeters, twee voltmeters, een synchroscoop en een verschilvoltmeter.

Fotos hierboven:
In plaats van de directe koppeling met de stoommachine te gebruiken kan men ook een dikke snaar gebruiken voor de koppeling. De alternator kan nu sneller draaien en heeft een meer normale vorm. Hier ook betreft het een tweetraps stoommachine.

De alternator heeft een aparte exciter die op dezelfde as gemonteerd staat. Omdat de hoofdveldwikkeling gelijkstroom nodig heeft is de exciter een dynamo. De stroom wordt door middel van koolborstels afgetapt en dan overgebracht op de veldwikkeling van de altermator door glijcontacten. Dit was een normale constructie voor alternatoren na de tweede wereldoorlog (voor dat er efficiente gelijkrichters beschikvaar waren).

Deze alternator staat in de oude electriciteitscentrale (tevens ook compressorzaal). De alternator is waarschijnlijk nooit verplaatst geweest. Alle andere motoren en generatoren staan in het museum.

Een andere alternator waarbij de exciter goed zichtbaar is. Er is een schakelaar voorzien om de veldwikkeling van de hoofdalternator in te schakelen. De alternator heeft een schakelbord om de alternator te configureren, en dus de uitgangsspanning in te stellen: ster of driehoek, parallel of serie. De alternator heeft 6 wikkelingen, dus 12 aansluitingen zoals een moderne alternator. De overblijvende aansluitingen vormen de uitgang: drie faseaansluitingen en een neutre.

In plaats van een dynamo gebruikt men tegenwoordig een kleine alternator (met gelijkrichter op de rotor zelf), waardoor de lamellen, de koolborstels en de glijcontacten komen te vervallen (brushless alternator).

Fotos 9 à 11:
Een gelijkstroommotor lijkt veel op een dynamo, en inderdaad een dynamo die stroom krijgt gedraagt zich als een motor, en omgekeerd. Nochtans zijn er enkele technische verschillen tussen beide.

Als de motor gebouwd is om te werken met een constante belasting, dan zijn er geen compensatiepolen nodig. De stroom is immers constant, en dus ook de verschuiving van de neutrale lijn. De motor is uitgerust met een mechanisme om de borstels te verdraaien (een heldel of een wiel).

De juiste posite van de borstels is de positie waarbij de vonken minimaal zijn (er is dan een lagere spanningsval tussen de opeenvolgende lamellen). Deze positie is enkel goed voor een bepaalde belasting en de motor gaat sterk vonken als men die onbelast laat draaien. Dit heeft als gevolg dat de lamellen van de collector en de koolborstels vroegtijdig sneuvelen.

De veldwikkeling is meestal in serie met het anker: deze motoren hebben een sterke aanloopkoppel en worden het meest gebruikt.

Een wisselstroommotor heeft geen collector en borstels nodig en kan compacter gebouwd worden. Deze motoren vragen ook nauwelijks onderhoud, maar het zal jaren duren vooraleer men op wisselspanning zal overschakelen, want wisselspanningsmotoren werken enkel efficient op een driefasig net.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's