KompressorKoll

Elmotorer i kompressorer

De flesta kompressorer drivs av en asynkronmotor, enfas med kondensator upp till cirka 2,2 kW och trefas därovanför, medan de minsta oljefria maskinerna ofta har en universalmotor med kolborstar. Det som avgör hur kompressorn klarar start, värme och lång drift är motortypen och märkdata på typskylten, inte hästkrafterna på kartongen.

Av Redaktionen · Uppdaterad · Så arbetar vi

Snabbsvar

  • Små oljefria kompressorer: ofta universalmotor med kolborstar, högljudd och med begränsad intermittens.
  • Enfas 230 V upp till cirka 2,2 kW: asynkronmotor med drift- och ofta startkondensator.
  • Trefas 400 V: enkel och robust asynkronmotor utan kondensator, med bättre startmoment.
  • Varvtal vid 50 Hz: cirka 2 850 r/min för 2-poliga och cirka 1 450 r/min för 4-poliga motorer.
  • 1 kW är cirka 1,36 hk. Jämför alltid kW och märkström på typskylten.

Motorn är den del av kompressorn som köparen ofta tänker minst på, men den bestämmer vilken säkring som behövs, hur länge maskinen kan gå i sträck och vad som händer en kall morgon i garaget. Det finns fyra motortyper som är vanliga i kompressorer, och de har ganska olika egenskaper.

Fyra motortyper

Vanliga motortyper i kompressorer
MotortypFörekomstStyrkorSvagheter
Universalmotor (kolborstar)Små oljefria, direktdrivna kompressorerLätt, billig, högt varvtalLjudlig, kolborstar slits, kort tillåten gångtid
Enfas asynkron med kondensatorOljesmorda kolvkompressorer 230 V, upp till cirka 2,2 kWLång livslängd, fungerar i vanligt uttagHög startström, kondensatorer åldras, känslig för spänningsfall
Trefas asynkronRemdrivna kolvkompressorer och skruvkompressorerEnkel, robust, starkt startmomentKräver 400 V, rotationsriktningen måste kontrolleras
Permanentmagnetmotor (PM)Frekvensstyrda skruvkompressorerHög verkningsgrad även vid lågt varvtalKräver frekvensomriktare, dyrare

Enfasmotorn behöver en kondensator för att skapa ett roterande magnetfält. Driftkondensatorn sitter inkopplad hela tiden. Många kompressormotorer har dessutom en större startkondensator som kopplas bort av ett relä eller en centrifugalbrytare när motorn nått varvtal. En torkad startkondensator är en vanlig orsak till att motorn brummar utan att gå runt, se kompressorn startar inte. Trefasmotorn har inget sådant: tre faser ger det roterande fältet direkt. Valet mellan dem beskrivs i 230 V eller 400 V.

Läs typskylten

Typskylten på motorn säger mer än kartongen. Här är de uppgifter som spelar roll för en kompressor:

  • Effekt i kW. Axeleffekt i kontinuerlig drift. Hästkrafter på förpackningen är ibland ett toppvärde.
  • Spänning och koppling. 230 V enfas, eller till exempel 230/400 V Δ/Y eller 400/690 V Δ/Y för trefas. Det senare krävs för stjärntriangelstart.
  • Märkström (A). Utgångspunkten för säkring och motorskydd, se startström och säkringar.
  • Varvtal (r/min). Visar om motorn är 2- eller 4-polig.
  • cos φ och verkningsgrad. Behövs för att räkna ström och elförbrukning.
  • Driftslag. S1 betyder kontinuerlig drift. S3 med en procentsats, till exempel S3 50 %, betyder att motorn bara får vara belastad halva tiden i varje cykel.
  • IP-klass och isolationsklass. IP54 eller IP55 är vanligt. Isolationsklass F tål 155 °C i lindningen.

Samma uppgifter finns ofta i databladet, se läsa datablad.

Varvtal och drivning

En asynkronmotors synkrona varvtal är 120 × frekvensen ÷ antal poler. Vid 50 Hz blir det 3 000 r/min för en 2-polig och 1 500 r/min för en 4-polig motor. Eftersläpningen gör att verkligt varvtal blir några procent lägre. Direktdrivna kolvkompressorer har oftast 2-poliga motorer och kör blocket på motorns varvtal, vilket ger högt ljud och mycket värme. Remdrivna maskiner växlar ned till ett lägre blockvarvtal, vilket ger svalare drift och längre livslängd. Skillnaderna beskrivs i remdrift eller direktdrift och kylning och varvtal.

Kompressor Koll-analys: Driftslaget på typskylten förklarar många "trasiga" hobbykompressorer. En direktdriven maskin märkt S3 50 % är byggd för att gå några minuter och vila lika länge. Används den till sandblästring eller sprutmålning där den går nästan oavbrutet, når lindningen sin temperaturgräns och motorskyddet löser ut. Det är inget fel på motorn, utan fel maskin för uppgiften. Kontrollera driftslaget innan du väljer kompressor för ett luftkrävande verktyg.

Motorskydd

Nästan alla kompressormotorer har ett termiskt skydd. På små maskiner är det en bimetallbrytare i lindningen, ofta med en röd återställningsknapp. På större trefasmaskiner sitter ett motorskydd i startapparaten som löser ut på överström, och ibland termistorer i lindningen. Skyddet löser ut vid för hög temperatur eller ström: varmt rum, igensatta kylflänsar, för lång gångtid, låg spänning eller start mot tryck. Felsökningen beskrivs i överhettning.

Varning: Förbikoppla aldrig motorskyddet och öppna inte motorns kopplingslåda med strömmen påslagen. Kondensatorer kan behålla laddning en stund efter att sladden dragits ur. Arbete i fast installation och inkoppling av trefasmotorer ska göras av en elinstallatör.

Verkningsgrad och IE-klass

Trefasmotorer delas in i verkningsgradsklasser enligt IEC 60034-30-1: IE1 (standard), IE2 (hög), IE3 (premium) och IE4 (super premium). Inom EU gäller krav på minst IE3 för de flesta nya trefasmotorer i storlekarna som används i kompressorer. På stora maskiner med många drifttimmar märks skillnaden på elräkningen.

Räkneexempel: IE2 mot IE3 på en 7,5 kW-motor

En 4-polig 7,5 kW-motor har ungefär 88,7 % verkningsgrad i IE2 och 90,4 % i IE3. Vid full last tar IE2-motorn 7,5 ÷ 0,887 ≈ 8,46 kW från nätet och IE3-motorn 7,5 ÷ 0,904 ≈ 8,30 kW.

Skillnaden är cirka 0,16 kW. Vid 2 000 drifttimmar per år blir det omkring 320 kWh. Det är lite för en hobbymaskin men märks över en skruvkompressors livslängd. Räkna på din egen maskin med elkostnadsräknaren.

Vid kraftigt varierande luftbehov betyder sättet att reglera kompressorn mer än motorns IE-klass. Det beskrivs i frekvensstyrning, och hur stora motorer startas skonsamt beskrivs i mjukstart och stjärntriangel.

Vanliga frågor

Hur många hästkrafter är 1 kW?

1 kW motsvarar cirka 1,36 hk, och 1 hk är 0,736 kW. En motor på 2,2 kW är alltså ungefär 3 hk. Kontrollera att siffran gäller axeleffekt i kontinuerlig drift och inte ett toppvärde, det står på typskylten.

Varför har min kompressor en återställningsknapp på motorn?

Knappen hör till motorskyddet, ett termiskt skydd som bryter strömmen när lindningen blir för varm. Låt motorn svalna 15-30 minuter innan du trycker in den. Löser skyddet ut ofta finns en orsak, till exempel varmt rum, för lång gångtid, spänningsfall eller start mot tryck.

Kan jag byta en enfasmotor mot en trefasmotor?

Det går om axelhöjd, fläns, axeldiameter och varvtal stämmer och om det finns ett trefasuttag. Trefasmotorn har oftast bättre startmoment och saknar kondensatorer. Byte av motor och inkoppling mot fast installation bör göras av en elinstallatör eller annan behörig person.

Källor

  • IEC: IEC 60034-1 (märkdata, driftslag S1-S10 och isolationsklasser för roterande elmaskiner)
  • IEC: IEC 60034-30-1 (verkningsgradsklasser IE1-IE4 för elmotorer)
  • ABB: Technical guide, motor guide for low voltage motors (asynkronmotorns funktion och märkdata)
  • Atlas Copco: Compressed Air Manual (motorer och drivning av kompressorer)
  • Tillverkarnas instruktionsböcker för kolv- och skruvkompressorer (motorskydd och intermittens)