Как определить мощность электродвигателя – Определение мощности электродвигателя по току, размерам, диаметру вала

Как узнать мощность электродвигателя

Прежде чем рассматривать вопрос о том, как же определить мощность электродвигателя, следует разобраться, чем обуславливается актуальность подобного вопроса.

Прежде всего, следует понимать, что это наиболее весомая и значимая техническая характеристика электродвигателя. Ведь обладая известным значением мощности, открывается возможность:


  • Подбирать подходящие по номиналам тепловые реле и автомат;
  • Определять пропускную способность и сечение электрических кабелей;
  • Эксплуатировать двигатель в оптимальных условиях с максимальной производительностью;
  • Возможность избегания перегрузок.

Следует отметить, что ни КПД, ни частота вращения, а также иные параметры не отличаются такой важностью, как показатель мощности. Поэтому для тех ситуаций, когда данные были утеряны, а технический паспорт не сохранен в надежном месте, ниже в этой статье приводятся некоторые способы определения мощности. Каждый из них подходит под любой конкретный случай, но одинаково результативен и даёт возможность максимально эффективно и безопасно эксплуатировать устройство.


Наиболее простым и доступным способом является вычисление необходимых значений по показаниям счётчика электричества.

Для выполнения подобного расчёта понадобится осуществить следующий ряд действий:


  • Необходимо предварительно отсоединить от конкретного прибора учёта все прочие электрические устройства и осветительные элементы;
  • Убедиться в том, что счётчик не крутится;
  • Далее подключается электродвигатель;
  • Теперь двигатель запускается под нагрузкой на период в пять-семь минут;

Современные модели счётчиков выдают показатели нагрузки в киловаттах, а соответственно полученное значение и является искомым.

В случае, если используется индукционный счётчик, то следует помнить о том, что он ведет учёт в размерности кВт/ч.

Для индукционного счётчика потребуется:


  • Предварительно записать показания до момента включения мотора;
  • После чего, мотор включается ровно на десять минут, причём рекомендуется использовать точный хронометр, например секундомер;
  • Далее снимаются новые показания с прибора учёта;
  • Путём вычитания определяется разница, которая в дальнейшем умножается на число шесть и будет в размерности кВт предоставлять искомое значение.

В случае маломощных двигателей для более высокой точности измерения рекомендуется произвести подсчёт оборотов диска. При этом, следует учитывать, что при увеличении длительности замера пропорционально увеличивается и точность.

Время измерения всегда должно быть кратно полной минуте.

К примеру:

За шестьдесят секунд диск совершил десять оборотов, причём на счётчике указано, что 1200 оборотов равняется одному кВт/ч. Теперь десять оборотов умножаются на шестьдесят минут и получается значение в шестьсот оборотов за час. Далее число 1200 делится на шестьсот и получается пятьсот Ватт или же 0,5 кВт.


Расчёт необходимых данных по таблице также является одним из способов решения рассматриваемого вопроса.

Для осуществления расчёта понадобится заполучить целый ряд данных:


  • Диаметр вала;
  • Частота вращения вала;
  • Число полюсов;
  • Диаметр фланца, в случае фланцевого двигателя;
  • Высота до центра вала;
  • Длина мотора без учёта выступающей части вала;
  • Расстояние до оси.

Крайне важно, правильно измерить детали и получить чистый результат без погрешностей, так как любые отклонения могут повлечь неприятные последствия.

Имея такие данные, можно определить к какой серии устройств относится конкретный мотор. Исходя из этой информации, можно отыскать технические характеристики, в том числе и мощность. При этом допустимо использовать не только интернет, но также специализированные каталоги и сортаменты.

Примечательно то, что в глобальной сети имеется возможность отыскать параметры даже наиболее старых моделей моторов, что весьма сподручно.


Подобный способ вычисления искомой величины подразумевает выполнение таких действий:


  1. Измерение диаметра сердечника по внутренней части в статоре.
  2. Измерение длины с учётом отверстий вентиляции.
  3. Вычисление частоты сети, в которой работает электродвигатель.
  4. Определение синхронной частоты валового вращения.
  5. Выяснить показатель полюсного деления: диаметр сердечника умножается на синхронную частоту вращения вала, а итог умножается на число 3,14 и делится на показатель частоты сети, умноженный на число сто двадцать.

Касательно пункта №5 можно вывести такую формулу:

(3.14*D*n/(120*f))

, где

D – диаметр сердечника;

n – синхронная частота вращения вала;

f – показатель частоты сети.


Применение данного способа определения мощности электродвигателя связано с визуальным определением числа обмоток статора. Дополнительно потребуется задействование специализированных приборов: миллиамперметр или тестер. Они пригодятся для распознавания количества полюсов.

Выполнение этих условий даёт возможность избежать разборки мотора.

Далее измерительный прибор необходимо подключить к одной из обмоток. При этом следует обеспечить равномерное и постепенное вращение вала. Отклонение стрелки будет указывать на количество полюсов.

Следует учитывать, что частота вращения вала при подобном способе определения мощности окажется немного меньше полученного результата.


Предварительным этапом к применению рассматриваемой формулы является выполнение таких действий:


  • Определение числа полюсов, для чего частота тока умножается на число шестьдесят и делится на частоту валового вращения;
  • Полученное значение умножается в два раза, после чего выявляется необходимый показатель путем использования таблицы по определению зависимости константы от числа полюсов;
  • Рассчитанная постоянная величина умножается на квадрат диаметра сердечника, а ещё длину вала и частоту его вращения, после чего результат умножается по формуле приведенной ниже.

Вышеупомянутая формула может приобретать следующую запись:

10^ (-6)(P=С*В2*l*n*10^(-6))

,где

P – постоянное полюсное значение;

C – рассчитанная постоянная величина;

D – диаметр сердечника;

l – длина вала;

n – частота вращения вала.

Полученное значение будет иметь размерность в кВт.


В некоторых ситуациях актуальным является вопрос определения объёма потребляемого тока. В ситуациях, когда вычисление объёма потребляемого тока имеет большее значение можно поступать несколькими способами. Основополагающим моментом является определение количества фаз.

В случае, если сеть однофазная, то показатель мощности следует разделить на значение напряжения. Для трёхфазных двигателей механизм подсчёта упрощается, поскольку необходимо только удвоить значение мощности, а затем полученному числу присвоить размерность в Амперах.


www.ttaars.ru

FAQ по электродвигателям

Какие электродвигатели применяются чаще всего?
Какие способы управления электродвигателями используются?
Как прозвонить электродвигатель и определить его сопротивление?
Как определить мощность электродвигателя?
Как увеличить или уменьшить обороты электродвигателя?
Как рассчитать ток и мощность электродвигателя?
Как увеличить мощность электродвигателя?
Каковы потери мощности при подключении трехфазного двигателя к однофазной сети?
Какие исполнения двигателей бывают?
Зачем электродвигателю тормоз?
Как двигатель обозначается на электрических схемах?
Почему греется электродвигатель?
Типичные неисправности электродвигателей

1. Какие электродвигатели применяются чаще всего?

Наиболее распространены асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Они имеют сравнительно простую конструкцию и относительно недороги.

Для работы асинхронного двигателя требуется трехфазное напряжение, создающее на обмотках статора вращающееся магнитное поле. Это поле приводит в движение ротор двигателя, который передает крутящий момент на нагрузку, например, на пропеллер вентилятора или редуктор конвейера. Изменяя конфигурацию обмоток статора, можно менять основные характеристики привода – частоту оборотов и мощность на валу. В случае работы асинхронного электродвигателя в однофазной сети применяют фазосдвигающие и пусковые конденсаторы.

Также в настоящее время находят применение двигатели постоянного тока. Данные приводы имеют щетки, подверженные износу и искрению. Кроме того, необходима обмотка подмагничивания (возбуждения), на которую подается постоянное напряжение. Несмотря на эти недостатки, электродвигатели постоянного тока используются там, где необходимо быстрое изменение скорости вращения и контроль момента, а также при мощностях более 100 кВт.

В быту также применяют коллекторные (щеточные) электродвигатели переменного тока, которые имеют низкую надежность по сравнению с асинхронными.

2. Какие способы управления электродвигателями используются на практике?

Управление электродвигателем подразумевает возможность изменения его скорости и мощности. Так, если на асинхронный двигатель подать напряжение заданной величины и частоты, он будет вращаться с номинальной скоростью и сможет обеспечить мощность на валу не более номинала. Если же нужно понизить или повысить скорость электродвигателя, используют преобразователи частоты. ПЧ может обеспечить нужный режим разгона и торможения, а также позволит оперативно управлять частотой работы.

Для обеспечения требуемого разгона и торможения без изменения рабочей частоты применяют устройство плавного пуска (УПП). Если нужно управлять только разгоном двигателя, используют схему включения «звезда-треугольник».

Для запуска двигателей без ПЧ и УПП широко применяются контакторы, которые позволяют дистанционно управлять пуском, остановом и реверсом.

3. Как прозвонить электродвигатель и определить его сопротивление?

Асинхронный электродвигатель, как правило, имеет три обмотки. У каждой обмотки есть по два вывода, которые должны быть обозначены в клеммной коробке двигателя. Если выводы обмоток известны, то можно легко прозвонить каждую из них и сравнить величину сопротивления с остальными обмотками. Если величины сопротивлений отличаются не более, чем на 1%, то скорее всего, обмотки исправны.

Сопротивление обмоток электродвигателя измеряется с помощью омметра, как и сопротивление обмоток трансформатора. Чем больше мощность двигателя, тем меньше сопротивление его обмоток, и наоборот.

4. Как определить мощность электродвигателя?

Проще всего определить номинальную мощность электродвигателя по шильдику. На нем указана механическая мощность (мощность на валу), значение которой всегда меньше потребляемой мощности за счет потерь на трение и нагрев. Однако, если шильдик на корпусе двигателя отсутствует, можно очень приблизительно оценить характеристики привода по его габаритам. При одинаковой мощности двигатель с бо́льшим диаметром вала будет иметь более высокую мощность на валу и меньшую частоту оборотов.

Также мощность можно определить по нагрузке и по настройкам защитных устройств, через которые питается двигатель (мотор-автомат, тепловое реле).

Еще один способ – включаем двигатель на номинальную мощность, обеспечив нужную нагрузку на валу. После этого измеряем токоизмерительными клещами ток, который должен быть одинаков по всем обмоткам. Для приблизительной оценки мощности асинхронного двигателя, подключенного по схеме «звезда», нужно разделить номинальный измеренный ток на 2.

5. Как увеличить или уменьшить обороты электродвигателя?

Управление скоростью вращения двигателя необходимо в трех режимах работы – при разгоне, торможении, и в рабочем режиме.

Наиболее универсальный способ управления оборотами — использование частотного преобразователя. Настройками ПЧ можно добиться любой частоты вращения в пределах технической возможности. При этом можно управлять и другими параметрами электродвигателя, а также следить за его состоянием во время работы. Частоту можно менять и плавно, и ступенчато.

Управление оборотами двигателя в режиме разгона и торможения возможно при использовании УПП. Это устройство позволяет значительно снизить пусковой ток за счет плавного разгона с медленным увеличением оборотов.

6. Как рассчитать ток и мощность электродвигателя?

Бывает так, что известен ток асинхронного двигателя (по измерениям в номинальном режиме или по шильдику), но неизвестна его мощность. Как в таком случае рассчитать мощность? Обычно используют следующую формулу:

Р = I (1,73·U·cosφ·η)

где:
Р – номинальная полезная мощность на валу двигателя в Вт (указывается на шильдике),
I – ток двигателя, А,
U – напряжение питания обмоток (380 В при подключении в «звезду», 220 В при подключении в «треугольник»),

cosφ, η – коэффициенты мощности и полезного действия для учета потерь (обычно 0,7…0,8).

Для расчета тока по известной мощности пользуются обратной формулой:

I = P/(1,73·U·cosφ·η)

Для двигателей мощностью 1,5 кВт и более, обмотки которых подключены в «звезду» (это подключение используется чаще всего), существует простое эмпирическое правило – чтобы приблизительно оценить ток двигателя, нужно умножить его мощность на 2.

7. Как увеличить мощность электродвигателя?

Номинальная мощность на валу, которая указывается на шильдике двигателя, обычно ограничивается допустимым током, а значит – нагревом корпуса привода. Поэтому при увеличении мощности необходимо предпринять дополнительные меры по охлаждению электродвигателя, установив отдельный вентилятор.

При использовании преобразователя частоты для повышения мощности можно изменить несущую частоту ШИМ, однако следует избегать перегрева ПЧ. Мощность также можно увеличить с помощью редуктора или ременной передачи, пожертвовав количеством оборотов, если это допустимо.

Если приведенные советы неприменимы – придётся менять двигатель на более мощный.

8. Каковы потери мощности при подключении трехфазного двигателя к однофазной сети (380 на 220)?

При таком подключении используются пусковой и рабочий фазосдвигающие конденсаторы. Номинальную мощность на валу в данном случае получить не удастся, и потери мощности составят 20-30% от номинала. Это происходит из-за невозможности обеспечить отсутствие перекоса по фазам при изменении нагрузки.

9. Какие исполнения двигателей бывают?

В зависимости от исполнения электродвигатели классифицируются по способу монтажа, классу защиты, климатическому исполнению. Существует два основных способа монтажа асинхронных электродвигателей – на лапах и через фланец. Оба варианта исполнения в различных комбинациях показаны в таблице ниже.

Виды климатического исполнения предполагают использование двигателя в определенных климатических зонах: умеренный климат (У), холодный климат (ХЛ), умеренно-холодный климат (УХЛ), тропический климат (Т), общеклиматическое исполнение (О), общеклиматическое морское исполнение (ОМ), всеклиматическое исполнение (В). Также различают категории размещения (на открытом воздухе, под навесом или в помещении и т.д.).

Класс защиты обозначает характер защиты двигателя от попадания пыли и влаги. Наиболее часто встречаются приводы с классами IP55 и IP55.

10. Зачем электродвигателю тормоз?

В некоторых устройствах (лифтах, электроталях, лебедках) при остановке двигателя необходимо зафиксировать его вал в неподвижном состоянии. Для этого применяют электромагнитный механический тормоз, который входит в конструкцию двигателя и располагается в его задней части. Управление тормозом осуществляется с помощью частотного преобразователя или схемы на контакторах.

11. Как двигатель обозначается на электрических схемах?

Электродвигатель обозначается на схемах с помощью буквы «М», вписанной в круг. Также на схемах могут быть указаны порядковый номер двигателя, количество фаз (1 или 3), род тока (переменный или постоянный), способ включения обмоток ( «звезда» или «треугольник»), мощность. Примеры обозначений показаны ниже.

12. Почему греется электродвигатель?

Двигатель может нагреваться по одной из следующих причин:

  • износ подшипников и повышенное механическое трение
  • увеличение нагрузки на валу
  • перекос напряжения питания
  • пропадание фазы
  • замыкание в обмотке
  • проблема с обдувом (охлаждением)

Нагрев двигателя резко снижает его ресурс и КПД, а также может приводить к поломке привода.

13. Типичные неисправности электродвигателей

Выделяют два вида неисправностей электродвигателей: электрические и механические.

К электрическим относятся неисправности, связанные с обмоткой:

  • межвитковое замыкание
  • замыкание обмотки на корпус
  • обрыв обмотки

Для устранения этих неисправностей требуется перемотка двигателя.

Механические неисправности:

  • износ и трение в подшипниках
  • проворачивание ротора на валу
  • повреждение корпуса двигателя
  • проворачивание или повреждение крыльчатки обдува

Замена подшипников должна производиться регулярно с учетом их износа и срока службы. Крыльчатка также меняется в случае повреждения. Остальные неисправности устранению практически не подлежат, и единственный выход — замена двигателя.

Если у вас есть вопросы, ответы на которые вы не нашли в данной статье, напишите нам. Будем рады помочь!

Другие полезные материалы:
Выбор электродвигателя
Выбор преобразователя частоты

tehprivod.ru

Как узнать мощность электродвигателя 🚩 определить мощность электродвигателя 🚩 Естественные науки

Автор КакПросто!

В том случае, если при внимательном осмотре корпуса электродвигателя не удалось найти значение его мощности, рассчитайте ее самостоятельно. Для расчета потребляемой мощности измерьте силу тока на обмотках ротора и с помощью формулы найдите потребляемую электродвигателем мощность. Можно определить мощность электродвигателя, зная его конструкцию и габариты. Для расчета полезной мощности электродвигателя найдите частоту вращения его вала и момент силы на нем.

Статьи по теме:

Вам понадобится

  • источник тока, амперметр, линейка, таблица зависимости постоянной двигателя С от числа полюсов, динамометр на стенде.

Инструкция

Определение мощности двигателя по токуПодключите двигатель к источнику тока и известным напряжением. После этого, включая в цепь каждой из обмоток амперметр, измерьте рабочий ток двигателя в амперах. Найдите сумму всех измеренных токов. Полученное число умножьте на значение напряжения, результатом будет потребляемая мощность электрического двигателя в ваттах. Определение мощности электродвигателя по его габаритамИзмерьте внутренний диаметр сердечника статора и его длину вместе с вентиляционными каналами в сантиметрах. Узнайте частоту сети переменного тока, в которую подключен двигатель, а также синхронную частоту вращения вала. Для определения постоянной полюсного деления произведение диаметра сердечника на синхронную частоту вала умножьте на 3,14 и последовательно поделите на частоту сети и число 120 (3,14•D•n/(120•f)). Это будет полюсное деление машины. Найдите количество полюсов, умножив на 60 частоту тока в сети и поделив результат на частоту вращения вала. Результат умножьте на 2. По эти данным в таблице для определения зависимости постоянной двигателя С от числа полюсов найдите значение константы. Эту константу умножьте на квадрат диаметра сердечника, его длину и синхронную частоту вращения, а результат умножьте на 10^(-6) (P = C•D²•l•n•10^(-6)). Значение мощности получите в киловаттах.

Определение мощности, выдаваемой электродвигателемНайдите собственную скорость вращения вала двигателя тахометром в оборотах в секунду. Затем с помощью динамометра определите тяговое усилие двигателя. Для получения значения выходной мощности в ваттах умножьте частоту вращения на число 6,28, на значение силы и радиус вала, который измерьте линейкой или штангенциркулем.

Видео по теме

Источники:

  • как определить мощность двигателя

Совет полезен?

Статьи по теме:

www.kakprosto.ru

Как Узнать Мощность Двигателя В Квт ~ SIS26.RU

Как найти мощность и ток электродвигателя

Все электронные движки выпускаются с табличками на корпусе, из которых можно выяснить главные свойства электродвигателя: его марку, потребляемый номинальный рабочий ток и мощность, частоту вращения, тип мотора, КПД и cos(fi). Так же эти данные указаны в паспорте к устройству.

Из всех параметров более принципиальное значение для подключения имеют: мощность электродвигателя и потребляемый ток, не стоит его путать с пусковым. Конкретно эти данные позволяют нам найти достаточность мощности для привода, нужное сечение кабеля для подключения мотора и подобрать подходящие по номиналу для защиты автомат и термическое реле.

Но бывает, что нет паспорта либо таблички и для определения этих величин необходимо будет сделать измерения. Как выяснить мощность, рабочий ток и понизить пусковой, Вы узнаете дальше из этой статьи.

Как определить мощность электродвигателя

Проще всего поглядеть на табличку и отыскать величину в кв. К примеру, на картинке она равна 45 кВт.

Учтите, что данная величина на табличке показывает на потребляемую активную мощность из электросети. Полная же мощность будет равна сумме активной и реактивной мощности. Электронные счетчики в доме либо гараже считают только расход активной электроэнергии, а учет реактивной энергии ведется лишь на предприятиях с помощью особых счетчиков. Чем выше у электродвигателя cos(fi), тем меньше будет составляющая реактивной энергии в полной мощности. Не стоит путать cos(fi) с КПД. Этот показатель указывает сколько электроэнергии переводится в полезную механическую работу, а сколько в никчемное тепло. К примеру, КПД равный 90 процентам, гласит о том, что десятая часть потребленной электроэнергии уходит на теплопотери и трение в подшипниках.

Вы должны иметь ввиду, что в паспорте либо на табличке указывается номинальная мощность, которая будет равна этому значению только при условии заслуги хорошей нагрузки на вал. При чем перегружать не стоит вал по целому ряду обстоятельств, лучше избрать по сильнее мотор. На холостом ходу величина тока будет еще ниже номинала.

Как же определить номинальную мощность электродвигателя? В вебе Вы отыщите много разных формул и расчетов. Для неких нужно помереть размеры статора, для других формул пригодится знать величину тока, КПД и cos(fi). Мой совет не заморачивайтесь со всем этим. Лучше этих расчетов все равно будут практические измерения. И для их проведения ничего не пригодится вообщем.

Как определить мощность любого электроприбора в доме или гараже? Естественно при помощи счетчика электроэнергии. До измерения отключите все электроприборы из розеток, освещение и все то, что подключено от электрощита.

Читайте так же:

Дальше если у Вас электронный счетчик типа Меркурий, все просто нужно включить мотор под нагрузкой и погонять минут 5. На электрическом табло должна высветится величина нагрузки в кВт, присоединенная к счетчику на этот момент.

Если же у вас дисковый индукционный счетчик учитывайте, что он учет ведет в кв/часах. Запишите до измерений последние характеристики, включайте движок строго секунда за секунду ровно на 10 минут, потом после остановки отымите новые показания от прошлых и множьте кВт\ч на 6. Приобретенный итог и будет активной мощностью данного мотора в Кв, для перевода в Ватты разделите на 1000. Рекомендую прочесть статью: как снимать показания электросчетчика.

Способы вычислить мощность двигателя

— тюнинг запчасти — наша группа — я вк  .

Читайте так же:

Как узнать обороты двигателя без тахометра?

Предлагаю метод измерения частоты вращения неведомого асинхронного электродвигателя. Подобный стробо.

Если двигатель маломощный, тогда для более высокой точности можно посчитать обороты диска. Например, за одну минуту он сделал 10 полных оборотов, а на счетчике написано 1200 оборотов= 1 кВт/ч. 10 умножаем на количество минут в часе и получаем 600 оборотов за час. 1200 делим на 600 и получаем 500 Ватт или 0.5 кВт. Чем дольше по времени будете измерять, тем точнее будут данные. Но время всегда должно быть кратно полной минуте. Затем делим 60 на количество минут измерения и умножаем на сосчитанные обороты. После этого величину оборотов, равных одному Киловатт/часу для вашей модели электросчетчика делим на полученный результат и получаем необходимую величину мощности.

Как определить потребляемый ток электродвигателя

Зная мощность, легко можно высчитать величину потребляемого тока. Для 3 фазных двигателей, подключенных по схеме звезда на 380 Вольт, необходимо умножить мощность в киловаттах на 2. Например, при мощности 5 киловатт ток будет равен 10 Ампер. Опять же учитывайте, что такой ток мотор будет брать только под нагрузкой максимально близкой к номиналу. Полунагруженный электродвигатель и тем более на холостом ходу будет потреблять значительно меньший ток.

Для определения тока в однофазных сетях, необходимо мощность разделить на напряжение. Например, при работе двигателя напряжение в месте его подключения равно 230 Вольт. Это важно так, как после включения нагрузки напряжение скорее всего понизится в месте подключения электродвигателя.

Если например, мощность мотора на 220 Вольт по измерениям оказалась равной 1.5 кВт или 1500 Ватт. Делим 1500 на 230 Вольт и получаем, что рабочий ток двигателя приблизительно равен 6.5 Ампер.

Пусковой ток электродвигателя

При запуске любого типа электродвигателя возникает пусковой ток от 2 до 8 кратного значению номинального тока в рабочем режиме электродвигателя. Величина пускового тока зависит от типа двигателя, скорости вращения, схемы подключения, наличие нагрузки на валу и от других параметров.

Читайте так же:

Пусковой ток возникает, потому что в момент запуска наводится очень сильное магнитное поле в обмотках необходимое, что бы сдвинуть с места и раскрутить ротор. При включении мотора сопротивление обмоток мало, а следовательно по закону Ома, ток вырастает при неизменном напряжении в участке цепи. По мере того как двигатель раскручивается, возникает в обмотках ЭДС или индуктивное сопротивление и ток начинает уменьшаться до номинального значения.

Эти всплески реактивной энергии негативно сказываются на работе других электропотребителей, подключенных к этой же линии электропитания, что служит причиной возникновения особенно губительных для электроники скачков или перепадов напряжения.

Снизить вдвое пусковой ток можно при использовании специально разработанного для этих целей тиристорного блока, а лучше при помощи устройства плавного запуска (УПЗ). УПЗ с меньшим пусковым током и быстрее в полтора раза запускает мотор по сравнению с тиристорным запуском.

Устройства плавного запуска подходят как к синхронным, так и к асинхронным двигателям. УПЗ выпускаются предприятиями Украины и России.

Для запуска трехфазного асинхронного двигателя сегодня нередко используются и преобразователя частоты. Широкое их распространение пока сдерживает только цена. Благодаря изменению величин частоты тока и напряжения удается не только сделать плавный запуск, но и регулировать скорость вращения ротора. По другому как только изменением частоты электрического тока, регулировать скорость вращения асинхронного двигателя нет возможности. Но следует знать, что частотный преобразователь создает помехи в электросети, поэтому для подключения электроники и бытовой техники используйте сетевой фильтр.

Использование устройства плавного запуска и частотного преобразователя позволяет не только сохранить стабильность электропитания у Вас и Ваших соседей, подключенных к одной линии электроснабжения, но и продлить срок службы электродвигателей.

sis26.ru

Расчет мощности электродвигателя - ElectrikTop.ru

Если вы задались целью создать электрический привод, например, собственную мельницу, насосную станцию, транспортерную ленту или другое полезное в хозяйстве устройство, вам надо найти или купить электродвигатель и убедиться в том, что его мощность соответствует поставленным задачам.

Сегодня мы осветим некоторые аспекты, касающиеся устройства и рабочих качеств электрических машин, что поможет вам сделать правильный выбор.

Как выбрать электродвигатель

Подбор электродвигателя стоит начать со знакомства с типами электрических машин. Основное их отличие состоит в способе взаимодействия магнитных полей статора и ротора. По этому признаку они делятся на два типа:

  1. Синхронные.
  2. Асинхронные.

Синхронные электрические машины

У них магнитное поле статора и ротора создается внешними источниками, они независимы друг от друга, их смена положения их полюсов происходит синхронно.

Двигатели постоянного тока

Исходя из принципа механики Ньютона, утверждающего, что всякое движение относительно, электродвигатель постоянного тока можно назвать синхронной машиной. Хотя магнитные поля статора и ротора в ней неподвижные, а вращение вала происходит за счет эффекта отталкивания одноименных полюсов магнитов и притягивания разноименных.

Синхронизация их положения относительно друг друга происходит особого устройства – коллектора, расположенного на валу ротора. Это кольцо из меди, поделенное на секторы диэлектриком. Концы обмоток ротора подключаются к этим секторам и создают контактные пары.

На них через угольные щетки подается постоянный ток. Во время вращения вала происходит переключение полюсов между парами. Магнитное поле статора может создаваться металлами с остаточным магнетизмом или прохождением тока по обмоткам. Последние применяются в электрических машинах большой мощности.

Их достоинством является большой коэффициент полезного действия, до 98%, а также стабильно высокий вращающий момент и малая зависимость от перегрузок. Двигатели постоянного тока отлично подходят для привода подъемных механизмов, а также в качестве тяговых на электротранспорте.

Ими очень просто управлять: для снижения скорости вращения надо лишь уменьшить величину подаваемого напряжения, а для реверсирования достаточно сменить полярность. Недостатком является сложность устройства и невысокая надежность щеточного узла, его склонность к искрению и шумность. Кроме того, постоянное напряжение сложно передавать на большие расстояния, из-за чего нет магистральных линий такого типа. Питание придется создавать самостоятельно, используя выпрямительные или инверторные схемы. Также про двигатели постоянного тока можно почитать здесь.

Коллекторные двигатели

По своей конструкции они аналогичны двигателям постоянного тока. Однако питаются переменным однофазным током. Статорная обмотка возбуждения у них включена последовательно с обмоткой якоря. Вращение вала происходит за счет синхронной смены полюсов магнитного поля в статорной и роторной обмотках.

К перечисленным выше достоинствам – большому вращающему моменту, нечувствительности к перегрузкам, стоит отнести и то, что это единственная электрическая машина переменного тока, которой можно без проблем управлять.

Для изменения скорости вращения вала достаточно уменьшить питающее напряжение, а для реверсирования поменять местами точки подключения коллекторного узла со статорной обмоткой. Поэтому коллекторные электродвигатели широко применяются в бытовых электроприборах.

Например, в стиральных машинах, дрелях и другом электрифицированном инструменте. К недостаткам, основным из которых является сложность и малая надежность щеточного узла, стоит отнести и невозможность подключения трехфазного напряжения. Просто потому, что в этом случае щеток должно быть шесть. Это ограничивает максимальную мощность двигателей: у однофазных машин при напряжении 220 вольт это значение не бывает более 2,5 киловатта.

Синхронные электродвигатели переменного тока

У них статорная обмотка питается переменным трехфазным током, а роторная – постоянным. Чтобы их магнитные полюса сцепились и вызвали движение вала, такой электродвигатель надо раскрутить вручную или другим мотором. Фактически они являются генератором переменного тока, работающим в режиме вращения. Достоинством машины являются высокий крутящий момент и стабильность частоты вращения.

Недостатками – сложность пуска и наличие коллектора со щеточным узлом, что снижает их надежность. А также невозможность регулирования частоты вращения. Применяются в установках, которые работают постоянно или с очень длительным рабочим циклом. Например, на перекачивающих станциях или транспортерных лентах.

Узнать больше об электродвигателях можно узнать в нашей статье «Электрический двигатель: виды и характеристики».

Асинхронные электрические машины

В них магнитное поле ротора является порождением вращающегося магнитного поля статора. Поскольку между этими деталями машины есть воздушный зазор, передача энергии между ними происходит с потерями. Поэтому фаза тока в роторе отстает от фазы тока в статоре на небольшой угол (не более 100), который определяет величину коэффициента мощности cosφ. Это отставание и является причиной того, что электрическую машину этого типа называют асинхронной.

Двигатели с короткозамкнутым ротором

Обмотка ротора у них – это набор металлических стержней, которые соединяют два кольца. Получившуюся фигуру называют «беличье колесо». В момент подачи напряжения на статорную обмотку в роторе возникает ток короткого замыкания, энергия которого тратится на раскручивании вала и тем самым гасится. У него несколько меньший КПД, чем у синхронных машин, он не превышает 80%.

После набора оборотов он имеет очень стабильный вращающий момент на валу и хорошо выдерживает перегрузки. Главными достоинствами таких двигателей является его простота и надежность, благодаря которым они очень широко распространены. Недостатками – сложность управления.

Для изменения скорости вращения необходимо менять частоту питающего напряжения или количество статорных обмоток, которое определяет количество полюсов электромагнита – чем их больше, тем она ниже. Также электродвигателям с короткозамкнутым ротором свойственен большой пусковой ток, перегружающий сеть, а также резкий рост вращающего момента при подключении питания, что может вызвать поломку редуктора привода.

Двигатели с фазным ротором

Пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором большой мощности (более 30 кВт) связан с чрезвычайной перегрузкой питающей сети. Для устранения этого явления используют машины с фазным ротором, обмотка которых состоит из трех катушек, соединенных звездой. Их концы соединены угольными щетками с тремя контактными кольцами, расположенными на оси двигателя.

В отличие от коллектора двигателя постоянного тока они не поделены на сектора. При запуске такой машины используется трехфазный реостат, сопротивление которого в момент пуска максимальное. Постепенно уменьшая активное сопротивление ротора, добиваются плавной раскрутки вала электродвигателя. При достижении номинальных оборотов его закорачивают.

Изменяя сопротивление ротора, можно добиться изменения частоты вращения. Достоинством машины такого типа является отсутствие перегрузки в момент запуска и плавное нарастание вращающего момента. Поэтому ее применяют в грузоподъемном оборудовании. Недостаток – сложность устройства и более низкий, чем у машин с короткозамкнутым ротором КПД, он не более 60%.

Читайте также «Как работает асинхронный электродвигатель».

Как рассчитать мощность электродвигателя

При расчете мощности электродвигателя надо ориентироваться на потребности обеспечиваемого технологического процесса. В Сети так много методичек для определения этого параметра, что вы можете запутаться окончательно. Предлагаем вам довольно простую универсальную формулу, пригодную для любых случаев.

P = T ∙ Ω

P – мощность электродвигателя. Т – потребный вращающий момент на валу, а Ω – угловая скорость.

T = Ft ∙ R

Ft– потребное тяговое усилие, оно рассчитывается по формуле: Ft= t ∙ M ∙ 2.5, где t – коэффициент трения (для подшипников качения он равен 0.02), М – масса перемещаемого груза, а 2.5 – это коэффициент Ньютона. R – радиус рабочего органа, например, крыльчатки насоса.

Ω = π ∙ n / 30, где π = 3.14, а n – паспортная частота вращения приводимого в действие устройства.
Полученное значение лучше увеличить в 1,5 раза, чтобы предусмотреть возможные перегрузки во время работы привода.

При расчете рабочего тока электродвигателя необходимо учитывать, что при соединении обмоток статора асинхронного электродвигателя звездой он в 1,73 раза меньше, чем при соединении треугольником. На эту же величину уменьшается и мощность.

Окончательно убедиться в работоспособности созданного привода вы сможете только на практике. Но если вы будете следовать изложенным выше рекомендациям, то вероятность того, что все будет работать как надо без дополнительных переделок, значительно повысится.

electriktop.ru

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о