Мощность электродвигателя | Полезные статьи
Наиболее распространенным типом промышленных силовых установок являются асинхронные электродвигатели. Один из наиболее важных их параметров — мощность электродвигателя, которая в зависимости от модели может варьироваться в широких пределах. От мощности зависит тип энергосистемы, к которой двигатель можно подключить, а также тип и производительность оборудования, с которым он будет сопряжен. По этой причине, не зная мощность электродвигателя, использовать его практически невозможно.
Определение мощности электромотора по размерам сердечка статора
Если технического паспорта нет, можно произвести расчет мощности электродвигателя, исходя из размеров сердечника статора и частоты вращения. Для этого используется формула P2H = C * D12 / N1 * 10-6кВт. Здесь:
С —постоянная мощность;
D — размер внутреннего диаметра сердечника статора в см;
l — длина статора в см;
N1 — значение синхронной частоты вращения в об/мин.
Постоянная мощность зависит от частоты вращения и габаритов мотора. Она определяется по величине полюсного деления как зависимость мощности от количества полюсов и размеров полюсного деления τ, если U1 < 500В.
| Число полюсов | Полюсное деление, см | |||||
| 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | |
| 2 | 0,4 | 1,4 | 2,2 | 2,7 | 3,15 | 3,9 |
| 4 | 1,1 | 2,2 | 3,0 | 3,5 | 3,8 | 4,2 |
| 6 | 2,9 | 3,8 | 4,35 | 4,8 | — | |
τ = πD1 / 2р см.
2р здесь — количество полюсов в моторе.
Полученный по этой формуле результат необходимо округлить до наиболее подходящего значения в таблице. Это самый простой и доступный метод, по которому может быть осуществлен расчет мощности электродвигателя.
Подбор требуемой мощности электродвигателя
Правильно подобранная мощность электродвигателя позволяет получить оптимальные технико-экономические показатели электропривода по себестоимости, размерам, экономичности и прочим параметрам. При стабильной нагрузке на электродвигатель определить его мощность можно просто выбором по каталогу, исходя из соотношения Р
Потребляемая мощность электромотора
Рисунок 1. Шильдик с параметрами на корпусе электродвигателя Работая с электромоторами, нужно знать, как по шильдику определяется потребляемая мощность электродвигателя. Значение мощности Р — это не электрическая мощность мотора, а механическая мощность на валу, обозначенная в кВт.
Чтобы найти потребляемую мощность, нужно обратить внимание на КПД и cosφ двигателя, указанные на шильдике. Причем КПД может быть обозначен как просто буквами КПД, так и буквой η, что и видно на шильдике. Сначала необходимо найти активную мощность, потребляемую двигателем от сети, по формуле Р
Т. е. в нашем случае (рис. 1) потребляемая электродвигателем из сети активная мощность равна Ра = 0,75кВт/0,75 = 1 кВт. Теперь, чтобы найти полную потребляемую мощность, нужно воспользоваться формулой S = Pa/cosφ = 1/0,78 = 1,28 кВт.
Коэффициент мощности электромотора
Коэффициент мощности электродвигателя, или cos φ — это соотношение активной и полной мощности двигателя. Определяется коэффициент мощности электродвигателя по формуле cosφ = P/S. Здесь:
S — полная мощность в ВА.
В большинстве случаев активная мощность имеет меньшее значение, чем полная, из-за чего коэффициент составляет меньше единицы. Только тогда, когда нагрузка будет исключительно активной, cosφ станет равен единице.
Чем ниже коэффициент мощности потребителя, тем более мощными должны быть трансформаторы, электрические станции, а также питающие линии электропередач. Кроме того, моторы с низким коэффициентом имеют меньший КПД и большие энергопотери.
Расчет мощности двигателя | Полезные статьи
Как правило, мощность электродвигателя указывается на шильдике, который закреплен на корпусе или в техническом паспорте устройства. Однако в случае, когда данные на шильдике прочитать невозможно, а документация утеряна, определить мощность можно несколькими способами. Сегодня мы расскажем о двух наиболее надежных них.
Мощность электродвигателя по установочным и габаритным размерам
Понравилось видео? Подписывайтесь на наш канал!Для первого способа необходимо знать установочные размеры электродвигателя и синхронную частоту вращения. Последняя измеряется с помощью мультиметра, установленного в режим миллиамперметра. Для этого указатель колеса выбора устанавливаем на значение 100µA. Щуп черного цвета подключаем в общее гнездо «COM», а щуп красного цвета — к гнезду для измерения напряжения, сопротивления и силы тока до 10 А.
После этого обесточиваем электродвигатель и снимаем крышку с клеммной коробки. Щупы мультиметра подключаем к началу и концу любой из обмоток (например, V1 и V2). После этого рукой медленно проворачиваем вал двигателя так, чтобы он совершил один оборот, и считаем количество отклонений стрелки из состояния покоя, которые она сделает за это время. Число отклонений стрелки за один оборот вала равно количеству полюсов и соответствует такой синхронной частоте вращения:
• 2 полюса – 3000 об/мин;
• 4 полюса – 1500 об/мин;
• 6 полюсов – 1000 об/мин;
• 8 полюсов – 750 об/мин.
Теперь необходимо выяснить установочные размеры двигателя. Для замеров используем штангенциркуль, механический или электронный, а также измерительную рулетку. Записываем результаты измерений в миллиметрах: диаметр и длину вылета вала, высоту оси вращения, расстояние между центрами отверстий в «лапах», а если двигатель фланцевый, то диаметр фланца и диаметр крепежных отверстий.
Полученные данные сравниваем с параметрами из таблиц 1-3.
Таблица 1. Определение мощности двигателя по диаметру вала и его вылету
Таблица 2. Определение мощности по расстоянию между отверстиями в лапах
Таблица 3. Определение мощности по диаметру фланца и крепежных отверстий
Определение мощности по потребляемому току
Мощность двигателя можно определить по потребляемому им току. Для измерения силы тока будем использовать токоизмерительные клещи.
Перед началом измерений предварительно отключаем подачу напряжения на электродвигатель. После этого снимаем крышку с клеммной коробки и расправляем токопроводящие жилы, чтобы обеспечить удобный доступ к ним.
Затем подаем напряжение на двигатель и даем поработать в режиме номинальной нагрузки в течение нескольких минут. Устанавливаем предел измерений на значение «200 А» и токовыми клещами выполняем измерение потребляемого тока на одной из фаз. Далее замеряем напряжение на обмотках с помощью щупов, входящих в комплект токоизмерительных клещей.
Колесо выбора режимов и пределов измерений устанавливаем в позицию для измерения переменного напряжения с пределом в 750 В. Щуп красного цвета присоединяем к гнезду для измерения напряжения, сопротивления и силы тока до десяти Ампер, а черного – к гнезду «COM». Замеры выполняем между клеммами «U1-V1» или «V1-W1» или «U1-W1».
Расчет мощности электродвигателя выполняем по формуле:
S=1.73×I×U,
где S – полная мощность (кВА), I – сила тока (А), U – значение линейного напряжения (кВ).
Замеряем ток на одной из фаз, а также напряжение и подставляем полученные значения в формулу (например, при замере мы получили ток равный 15,2А, а напряжение – 220В):
S=1.73×15.2×0.22=5.78 кВА
Важно отметить, что мощность эл. двигателя не зависит от схемы соединения обмоток статора. В этом можно убедиться, выполнив измерения на этом же двигателе, но с обмотками статора, соединенными по схеме «звезда»: измеренный ток будет равен 8,8А, напряжение – 380В. Также
S=1.73×8,8×0.38=5.78 кВА
По этой формуле мы определили мощность электродвигателя, потребляемую из электрической сети.
Чтобы узнать мощность двигателя на валу, нужно полученное значение умножить на коэффициент мощности двигателя и на коэффициент его полезного действия. Таким образом, формула мощности двигателя выглядит так:
P=S×сosφ×(η÷100),
где P – мощность двигателя на валу; S – полная мощность двигателя; сosφ – коэффициент мощности асинхронного электродвигателя; η – КПД двигателя.
Поскольку мы не располагаем точными данными, подставим в формулу средние значения cosφ и КПД двигателя:
P=5,78×0,8×0,85=3,93≈4кВт
Таким образом, мы определили мощность электродвигателя, которая равна 4 кВт.
Мы рассказали о самых надежных методах определения мощности электродвигателя. Вы также можете посмотреть наше видео, в котором подробно показано, как определить мощность электродвигателя.
Как рассчитать потребляемую мощность двигателя
В этой статье мы разберем, что такое мощность трехфазного асинхронного двигателя и как ее рассчитать.
Понятие мощности электродвигателя
Мощность – пожалуй, самый важный параметр при выборе электродвигателя. Традиционно она указывается в киловаттах (кВт), у импортных моделей – в киловаттах и лошадиных силах (л.с., HP, Horse Power). Для справки: 1 л.с. приблизительно равна 0,75 кВт.
На шильдике двигателя указана номинальная полезная (отдаваемая механическая) мощность. Это та мощность, которую двигатель может отдавать механической нагрузке с заявленными параметрами без перегрева. В формулах номинальная механическая мощность обозначается через Р2.
Электрическая (потребляемая) мощность двигателя Р1 всегда больше отдаваемой Р2, поскольку в любом устройстве преобразования энергии существуют потери. Основные потери в электродвигателе – механические, обусловленные трением. Как известно из курса физики, потери в любом устройстве определяются через КПД (ƞ), который всегда менее 100%. В данном случае справедлива формула:
Р2 = Р1 · ƞ
КПД в двигателях зависит от номинальной мощности – у маломощных моделей он может быть менее 0,75, у мощных превышает 0,95. Приведенная формула справедлива для активной потребляемой мощности. Но, поскольку электродвигатель является активно-реактивной нагрузкой, для расчета полной потребляемой мощности S (с учетом реактивной составляющей) нужно учитывать реактивные потери. Реактивная составляющая выражается через коэффициент мощности (cosϕ). С её учетом формула номинальной мощности двигателя выглядит так:
Р2 = Р1 · ƞ = S · ƞ · cosϕ
Мощность и нагрев двигателя
Номинальная мощность обычно указывается для температуры окружающей среды 40°С и ограничена предельной температурой нагрева. Поскольку самым слабым местом в двигателе с точки зрения перегрева является изоляция, мощность ограничивается классом изоляции обмотки статора. Например, для наиболее распространенного класса изоляции F допустимый нагрев составляет 155°С при температуре окружающей среды 40°С.
В документации на электродвигатели приводятся данные, из которых видно, что номинальная мощность двигателя падает при повышении температуры окружающей среды. С другой стороны, при должном охлаждении двигатели могут длительное время работать на мощности выше номинала.
Мы рассмотрели потребляемую и отдаваемую мощности, но следует сказать, что реальная рабочая потребляемая мощность P (мощность на валу двигателя в данный момент) всегда должна быть меньше номинальной:
Р 2 1
Это необходимо для предотвращения перегрева двигателя и наличия запаса по перегрузке. Кратковременные перегрузки допустимы, но они ограничены прежде всего нагревом двигателя. Защиту двигателя по перегрузке также желательно устанавливать не по номинальному току (который прямо пропорционален мощности), а исходя из реального рабочего тока.
Современные производители в основном выпускают двигатели из ряда номиналов: 1,5, 2,2, 5,5, 7,5, 11, 15, 18,5, 22 кВт и т.д.
Расчет мощности двигателя на основе измерений
На практике мощность двигателя можно рассчитать, прежде всего, исходя из рабочего тока. Ток измеряется токовыми клещами в максимальном рабочем режиме, когда рабочая мощность приближается к номинальной. При этом температура корпуса двигателя может превышать 100 °С, в зависимости от класса нагревостойкости изоляции.
Измеренный ток подставляем в формулу для расчета реальной механической мощности на валу:
Р = 1,73 · U · I · cosϕ · ƞ, где
- U – напряжение питания (380 или 220 В, в зависимости от схемы подключения – «звезда» или «треугольник»),
- I – измеренный ток,
- cosϕ и ƞ – коэффициент мощности и КПД, значения которых можно принять равными 0,8 для маломощных двигателей (менее 5,5 кВт) или 0,9 для двигателей мощностью более 15 кВт.
Если нужно найти номинальную мощность двигателя, то полученный результат округляем в бОльшую сторону до ближайшего значения из ряда номиналов.
Р2 > Р
Если необходимо рассчитать потребляемую активную мощность, используем следующую формулу:
Р1 = 1,73 · U · I · ƞ
Именно активную мощность измеряют счетчики электроэнергии. В промышленности для измерения реактивной (и полной мощности S) применяют дополнительное оборудование. При данном способе можно не использовать приведенную формулу, а поступить проще – если двигатель подключен в «звезду», измеренное значение тока умножаем на 2 и получаем приблизительную мощность в кВт.
Расчет мощности при помощи счетчика электроэнергии
Этот способ прост и не требует дополнительных инструментов и знаний. Достаточно подключить двигатель через счетчик (трехфазный узел учета) и узнать разницу показаний за строго определенное время. Например, при работе двигателя в течении часа разница показаний счетчика будет численно равна активной мощности двигателя (Р1). Но чтобы получить номинальную мощность Р2, нужно воспользоваться приведенной выше формулой.
Другие полезные материалы:
Степени защиты IP
Трехфазный двигатель в однофазной сети
Типичные неисправности электродвигателей
Мощность и вращающий момент электродвигателя. Что это такое?
Мощность и вращающий момент электродвигателя
Данная глава посвящена вращающему моменту: что это такое, для чего он нужен и др. Мы также разберём типы нагрузок в зависимости от моделей насосов и соответствие между электродвигателем и нагрузкой насоса.
Вы когда-нибудь пробовали провернуть вал пустого насоса руками? Теперь представьте, что вы поворачиваете его, когда насос заполнен водой. Вы почувствуете, что в этом случае, чтобы создать вращающий момент, требуется гораздо большее усилие.
А теперь представьте, что вам надо крутить вал насоса несколько часов подряд. Вы бы устали быстрее, если бы насос был заполнен водой, и почувствовали бы, что потратили намного больше сил за тот же период времени, чем при выполнении тех же манипуляций с пустым насосом. Ваши наблюдения абсолютно верны: требуется большая мощность, которая является мерой работы (потраченной энергии) в единицу времени. Как правило, мощность стандартного электродвигателя выражается в кВт.
Вращающий момент (T) — это произведение силы на плечо силы. В Европе он измеряется в Ньютонах на метр (Нм).
Как видно из формулы, вращающий момент увеличивается, если возрастает сила или плечо силы — или и то и другое. Например, если мы приложим к валу силу в 10 Н, эквивалентную 1 кг, при длине рычага (плече силы) 1 м, в результате, вращающий момент будет 10 Нм. При увеличении силы до 20 Н или 2 кг, вращающий момент будет 20 Нм. Таким же образом, вращающий момент был бы 20 Нм, если бы рычаг увеличился до 2 м, а сила составляла 10 Н. Или при вращающем моменте в 10 Нм с плечом силы 0,5 м сила должна быть 20 Н.
Работа и мощность
Теперь остановимся на таком понятии как «работа», которое в данном контексте имеет особое значение. Работа совершается всякий раз, когда сила — любая сила — вызывает движение. Работа равна силе, умноженной на расстояние. Для линейного движения мощность выражается как работа в определённый момент времени.
Если мы говорим о вращении, мощность выражается как вращающий момент (T), умноженный на частоту вращения (w).
Частота вращения объекта определяется измерением времени, за которое определённая точка вращающегося объекта совершит полный оборот. Обычно эта величина выражается в оборотах в минуту, т.е. мин-1 или об/мин. Например, если объект совершает 10 полных оборотов в минуту, это означает, что его частота вращения: 10 мин-1 или 10 об/мин.
Итак, частота вращения измеряется в оборотах в минуту, т.е. мин-1.
Приведем единицы измерения к общему виду.
Для наглядности возьмём разные электродвигатели, чтобы более подробно проанализировать соотношение между мощностью, вращающим моментом и частотой вращения. Несмотря на то, что вращающий момент и частота вращения электродвигателей сильно различаются, они могут иметь одинаковую мощность.
Например, предположим, что у нас 2-полюсный электродвигатель (с частотой вращения 3000 мин-1) и 4-полюсной электродвигатель (с частотой вращения 1500 мин-1). Мощность обоих электродвигателей 3,0 кВт, но их вращающие моменты отличаются.
Таким образом, вращающий момент 4-полюсного электродвигателя в два раза больше вращающего момента двухполюсного электродвигателя с той же мощностью.
Как образуется вращающий момент и частота вращения?
Теперь, после того, как мы изучили основы вращающего момента и скорости вращения, следует остановиться на том, как они создаются.
В электродвигателях переменного тока вращающий момент и частота вращения создаются в результате взаимодействия между ротором и вращающимся магнитным полем. Магнитное поле вокруг обмоток ротора будет стремиться к магнитному полю статора. В реальных рабочих условиях частота вращения ротора всегда отстаёт от магнитного поля. Таким образом, магнитное поле ротора пересекает магнитное поле статора и отстает от него и создаёт вращающий момент. Разницу в частоте вращения ротора и статора, которая измеряется в %, называют скоростью скольжения.
Скольжение является основным параметром электродвигателя, характеризующий его режим работы и нагрузку. Чем больше нагрузка, с которой должен работать электродвигатель, тем больше скольжение.
Помня о том, что было сказано выше, разберём ещё несколько формул. Вращающий момент индукционного электродвигателя зависит от силы магнитных полей ротора и статора, а также от фазового соотношения между этими полями. Это соотношение показано в следующей формуле:
Сила магнитного поля, в первую очередь, зависит от конструкции статора и материалов, из которых статор изготовлен. Однако напряжение и частота тока также играют важную роль. Отношение вращающих моментов пропорционально квадрату отношения напряжений, т.е. если подаваемое напряжение падает на 2%, вращающий момент, следовательно, уменьшается на 4%.
Потребляемая мощность электродвигателя
Ток ротора индуцируется через источник питания, к которому подсоединён электродвигатель, а магнитное поле частично создаётся напряжением. Входную мощность можно вычислить, если нам известны данные источника питания электродвигателя, т.е. напряжение, коэффициент мощности, потребляемый ток и КПД.
В Европе мощность на валу обычно измеряется в киловаттах. В США мощность на валу измеряется в лошадиных силах (л.с.).
Если вам необходимо перевести лошадиные силы в киловатты, просто умножьте соответствующую величину (в лошадиных силах) на 0,746. Например, 20 л.с. равняется (20 • 0,746) = 14,92 кВт.
И наоборот, киловатты можно перевести в лошадиные силы умножением величины в киловаттах на 1,341. Это значит, что 15 кВт равняется 20,11 л.с.
Момент электродвигателя
Мощность [кВт или л.с.] связывает вращающий момент с частотой вращения, чтобы определить общий объём работы, который должен быть выполнен за определённый промежуток времени.
Рассмотрим взаимодействие между вращающим моментом, мощностью и частотой вращения, а также их связь с электрическим напряжением на примере электродвигателей Grundfos. Электродвигатели имеют одну и ту же номинальную мощность как при 50 Гц, так и при 60 Гц.
Это влечёт за собой резкое снижение вращающего момента при 60 Гц: частота 60 Гц вызывает 20%-ное увеличение числа оборотов, что приводит к 20%-ному уменьшению вращающего момента. Большинство производителей предпочитают указывать мощность электродвигателя при 60 Гц, таким образом, при снижении частоты тока в сети до 50 Гц электродвигатели будут обеспечивать меньшую мощность на валу и вращающий момент. Электродвигатели обеспечивают одинаковую мощность при 50 и 60 Гц.
Графическое представление вращающего момента электродвигателя изображено на рисунке.
Иллюстрация представляет типичную характеристику вращающий момент/частота вращения. Ниже приведены термины, используемые для характеристики вращающего момента электродвигателя переменного тока.
Пусковой момент (Мп): Механический вращающий момент, развиваемый электродвигателем на валу при пуске, т.е. когда через электродвигатель пропускается ток при полном напряжении, при этом вал застопорен.
Минимальный пусковой момент (Ммин): Этот термин используется для обозначения самой низкой точки на кривой вращающий момент/частота вращения электродвигателя, нагрузка которого увеличивается до полной скорости вращения. Для большинства электродвигателей Grundfos величина минимального пускового момента отдельно не указывается, так как самая низкая точка находится в точке заторможенного ротора. В результате для большинства электродвигателей Grundfos минимальный пусковой момент такой же, как пусковой момент.
Блокировочный момент (Мблок): Максимальный вращающий момент — момент, который создаёт электродвигатель переменного тока с номинальным напряжением, подаваемым при номинальной частоте, без резких скачков скорости вращения. Его называют предельным перегрузочным моментом или максимальным вращающим моментом.
Вращающий момент при полной нагрузке (Мп.н.): Вращающий момент, необходимый для создания номинальной мощности при полной нагрузке.
Нагрузка насосов и типы нагрузки электродвигателя
Выделяют следующие типы нагрузок:
Постоянная мощность
Термин «постоянная мощность» используется для определённых типов нагрузки, в которых требуется меньший вращающий момент при увеличении скорости вращения, и наоборот. Нагрузки при постоянной мощности обычно применяются в металлообработке, например, сверлении, прокатке и т.п.
Постоянный вращающий момент
Как видно из названия — «постоянный вращающий момент» — подразумевается, что величина вращающего момента, необходимого для приведения в действие какого- либо механизма, постоянна, независимо от скорости вращения. Примером такого режима работы могут служить конвейеры.
Переменный вращающий момент и мощность
«Переменный вращающий момент» — эта категория представляет для нас наибольший интерес. Этот момент имеет отношение к нагрузкам, для которых требуется низкий вращающий момент при низкой частоте вращения, а при увеличении скорости вращения требуется более высокий вращающий момент. Типичным примером являются центробежные насосы.
Вся остальная часть данного раздела будет посвящена исключительно переменному вращающему моменту и мощности.
Определив, что для центробежных насосов типичным является переменный вращающий момент, мы должны проанализировать и оценить некоторые характеристики центробежного насоса. Использование приводов с переменной частотой вращения обусловлено особыми законами физики. В данном случае это законы подобия, которые описывают соотношение между разностями давления и расходами.
Во-первых, подача насоса прямо пропорциональна частоте вращения. Это означает, что если насос будет работать с частотой вращения на 25% больше, подача увеличится на 25%.
Во-вторых, напор насоса будет меняться пропорционально квадрату изменения скорости вращения. Если частота вращения увеличивается на 25%, напор возрастает на 56%.
В-третьих, что особенно интересно, мощность пропорциональна кубу изменения скорости вращения. Это означает, что если требуемая частота вращения уменьшается на 50%, это равняется 87,5%-ному уменьшению потребляемой мощности.
Итак, законы подобия объясняют, почему использование приводов с переменной частотой вращения более целесообразно в тех областях применения, где требуются переменные значения расхода и давления. Grundfos предлагает ряд электродвигателей со встроенным частотным преобразователем, который регулирует частоту вращения для достижения именно этой цели.
Так же как подача, давление и мощность, потребная величина вращающего момента зависит от скорости вращения.
На рисунке показан центробежный насос в разрезе. Требования к вращающему моменту для такого типа нагрузки почти противоположны требованиям при «постоянной мощности». Для нагрузок при переменном вращающем моменте потребный вращающий момент при низкой частоте вращения — мал, а потребный вращающий момент при высокой частоте вращения — велик. В математическом выражении вращающий момент пропорционален квадрату скорости вращения, а мощность — кубу скорости вращения.
Это можно проиллюстрировать на примере характеристики вращающий момент/частота вращения, которую мы использовали ранее, когда рассказывали о вращающем моменте электродвигателя:
Когда электродвигатель набирает скорость от нуля до номинальной скорости, вращающий момент может значительно меняться. Величина вращающего момента, необходимая при определённой нагрузке, также изменяется с частотой вращения. Чтобы электродвигатель подходил для определённой нагрузки, необходимо чтобы величина вращающего момента электродвигателя всегда превышала вращающий момент, необходимый для данной нагрузки.
В примере, центробежный насос при номинальной нагрузке имеет вращающий момент, равный 70 Нм, что соответствует 22 кВт при номинальной частоте вращения 3000 мин-1. В данном случае насосу при пуске требуется 20% вращающего момента при номинальной нагрузке, т.е. приблизительно 14 Нм. После пуска вращающий момент немного падает, а затем, по мере того, как насос набирает скорость, увеличивается до величины полной нагрузки.
Очевидно, что нам необходим насос, который будет обеспечивать требуемые значения расход/напор (Q/H). Это значит, что нельзя допускать остановок электродвигателя, кроме того, электродвигатель должен постоянно ускоряться до тех пор, пока не достигнет номинальной скорости. Следовательно, необходимо, чтобы характеристика вращающего момента совпадала или превышала характеристику нагрузки на всём диапазоне от 0% до 100% скорости вращения. Любой «избыточный» момент, т.е. разница между кривой нагрузки и кривой электродвигателя, используется как ускорение вращения.
Соответствие электродвигателя нагрузке
Если нужно определить, отвечает ли вращающий момент определённого электродвигателя требованиям нагрузки, Вы можете сравнить характеристики скорости вращения/вращающего момента электродвигателя с характеристикой скорости вращения/ вращающего момента нагрузки. Вращающий момент, создаваемый электродвигателем, должен превышать потребный для нагрузки вращающий момент, включая периоды ускорения и полной скорости вращения.
Характеристика зависимости вращающего момента от скорости вращения стандартного электродвигателя и центробежного насоса.
Если мы посмотрим на характеристику , то увидим, что при ускорении электродвигателя его пуск производится при токе, соответствующем 550% тока полной нагрузки.
Когда двигатель приближается к своему номинальному значению скорости вращения, ток снижается. Как и следовало ожидать, во время начального периода пуска потери на электродвигателе высоки, поэтому этот период не должен быть продолжительным, чтобы не допустить перегрева.
Очень важно, чтобы максимальная скорость вращения достигалась как можно точнее. Это связано с потребляемой мощностью: например, увеличение скорости вращения на 1% по сравнению со стандартным максимумом приводит к 3%-ному увеличению потребляемой мощности.
Потребляемая мощность пропорциональна диаметру рабочего колеса насоса в четвертой степени.
Уменьшение диаметра рабочего колеса насоса на 10% приводит к уменьшению потребляемой мощности на (1- (0.9 * 0.9 * 0.9 * 0.9)) * 100 = 34%, что равно 66% номинальной мощности. Эта зависимость определяется исключительно на практике, так как зависит от типа насоса, конструкции рабочего колеса и от того, насколько вы уменьшаете диаметр рабочего колеса.
Время пуска электрдвигателя
Если нам необходимо подобрать типоразмер электродвигателя для определённой нагрузки, например для центробежных насосов, основная наша задача состоит в том, чтобы обеспечить соответствующий вращающий момент и мощность в номинальной рабочей точке, потому что пусковой момент для центробежных насосов довольно низкий. Время пуска достаточно ограниченно, так как вращающий момент довольно высокий.
Нередко для сложных систем защиты и контроля электродвигателей требуется некоторое время для их пуска, чтобы они могли замерить пусковой ток электродвигателя. Время пуска электродвигателя и насоса рассчитывается с помощью следующей формулы:
tпуск = время, необходимое электродвигателю насоса, чтобы достичь частоты вращения при полной нагрузке
n = частота вращения электродвигателя при полной нагрузке
Iобщ = инерция, которая требует ускорения, т.е. инерция вала электродвигателя, ротора, вала насоса и рабочих колёс.
Момент инерции для насосов и электродвигателей можно найти в соответствующих технических данных.
Мизб = избыточный момент, ускоряющий вращение. Избыточный момент равен вращающему моменту электродвигателя минус вращающий момент насоса при различных частотах вращения.
Мизб можно рассчитать по следующим формулам:
Как видно из приведённых вычислений, выполненных для данного примера с электродвигателем мощностью 4 кВт насоса CR, время пуска составляет 0,11 секунды.
Число пусков электродвигателя в час
Современные сложные системы управления электродвигателями могут контролировать число пусков в час каждого конкретного насоса и электродвигателя. Необходимость контроля этого параметра состоит в том, что каждый раз, когда осуществляется пуск электродвигателя с последующим ускорением, отмечается высокое потребление пускового тока. Пусковой ток нагревает электродвигатель. Если электродвигатель не остывает, продолжительная нагрузка от пускового тока значительно нагревает обмотки статора электродвигателя, что приводит к выходу из строя электродвигателя или сокращению срока службы изоляции.
Обычно за количество пусков, которое может выполнить электродвигатель в час, отвечает поставщик электродвигателя. Например, Grundfos указывает максимальное число пусков в час в технических данных на насос, так как максимальное количество пусков зависит от момента инерции насоса.
Мощность и КПД (eta) электродвигателя
Существует прямая связь между мощностью, потребляемой электродвигателем от сети, мощностью на валу электродвигателя и гидравлической мощностью, развиваемой насосом.
При производстве насосов используются следующие обозначения этих трёх различных типов мощности.
P1 (кВт) Входная электрическая мощность насосов — это мощность, которую электродвигатель насоса получает от источника электрического питания. Мощность P! равна мощности P2, разделённой на КПД электродвигателя.
P2 (кВт) Мощность на валу электродвигателя — это мощность, которую электродвигатель передает на вал насоса.
Р3 (кВт) Входная мощность насоса = P2, при условии, что соединительная муфта между валами насоса и электродвигателя не рассеивает энергию.
Р4 (кВт) Гидравлическая мощность насоса.
Как определить мощность и частоту оборотов электродвигателя
Возникла необходимость узнать мощность или частоту оборотов вала и другие параметры электродвигателя, но после внимательного осмотра на его корпусе не нашлось таблички (шылдика) с его наименованием и техническими параметрами. Придется определять самому, для этого есть несколько способов и мы их рассмотрим ниже.
Мощность электродвигателя представляет из себя скорость преобразования электрической энергии, ее принято определять в ваттах.Чтоб осознать, как это работает, нам понадобится 2 величины: сила тока и напряжение. Сила тока — численность тока, которое проходит через поперечное сечение за некий отрезок времени, ее принято определять в амперах. Напряжение — значение, равная работе по перемещению заряда меж 2-мя точками цепи, ее принято определять в вольтах.
Для расчета мощности используется формула N = A/t, где:
N — мощность;
А — работа;
t — время.
Часто электродвигатель поступает с завода с уже указанными техническими параметрами. Но заявленная мощность не всегда соответствует фактической, а скорее всего она может значить лишь максимальную мощность электропотока.
Так что если на вашем электроинструменте указана, например, мощность в 500 ват, это совсем не значит что инструмент будит потреблять точно 500 ват.
Электродвигатели производят стандартной дискретной мощности, линейки типа 1.5, 2.2, 4 кВт.
Опытный электрик может легко отличить 1.5 от 2.2 кВт всего лишь взглянув на его габариты. Помимо этого он сможет определить количество оборотов двигателя по размеру статора, количеству пар полюсов и диаметра вала.Еще более опытным в этом деле окажется обмотчик, специалист который занимается перемоткой электродвигателей со 100%-ой уверенностью определит технические параметры вашего электродвигателя.
Если табличка с характеристиками двигателя потеряна для подсчета мощности двигателя нужно измерить силу тока на обмотках ротора и с помощью стандартной формулы найти потребляемую мощность электродвигателя.
Основные способы определения мощности двигателя
Определение мощности по току. Для этого подключаем двигатель в сеть и контролируем напряжение. Затем поочередно, в цепь каждой из обмоток статора включаем амперметр и замеряем потребляемый ток. После того как мы нашли суму потребляемых токов, полученное число необходимо умножить на фиксированное напряжение в результате получим число определяющее мощность электродвигателя в ваттах.
Определяем мощность по габаритам. Нужно измерить диаметр сердечника (с внутренней стороны) и его длину.
Дальше если знаем частоту сети нужно узнать синхронную частоту вращения вала.
Умножаем синхронную частоту вращения вала на диаметр сердечника (в сантиметрах) полученную цифру умножаем на 3.14 затем разделяем на частоту сети умноженную на 120. Полученное значение мощности будит в киловаттах.
Замер по счетчику. Способ считается самым простым. Для этого, для чистоты эксперимента, отключаем все нагрузки в доме. Дальше необходимо включить двигатель на определенное время (например 10 минут) На щетчике будит видно разницу в киловаттах по ней уже легко можно высчитать сколько киловаттах потребляет двигатель. Удобней всего будит воспользоваться портативным электросчетчиком который показывает потребление в киловаттах (ваттах) в режиме реального времени.
Для определения реального показателя мощности, которую выдает двигатель, необходимо найти скорость валового вращения, измеряемую в числе оборотов за секунду, тяговое усилие двигателя.
Частота вращения умножается последовательно на 6,28, показатель силы и радиус вала, который можно вычислить при помощи штангенциркуля. Найденное значение мощности выражается в ваттах.
Определяем рабочее количество оборотов двигателя.
Самый быстрый способ — посчитать количество катушек (катушечных групп) Определяем мощность по расчетным таблицам. С помощью штангенциркуля замеряем диаметр вала, длину мотора (без выступающего вала) и расстояние до оси.Замеряем вылет вала и его выступающую часть, диаметр фланца если он есть, а также расстояние крепежных отверстий. По этим данным с помощью сводной таблицы можно легко определить мощность двигателя и другие характеристики1,1 КВТ
| Обороты в минуту | 3000 об/мин | 1500 об/мин | 1000 об/мин |
| Габариты h, мм | 71 | 80 | 80 |
| Диаметр вала d1, мм | 19 | 22 | 22 |
| Крепление лап по ширине b10, мм | 112 | 125 | 125 |
| Крепление лап по длине L10, мм | 90 | 100 | 100 |
| Крепление фланца по центрам отверстий d20, мм | 165 | 165 | 165 |
| Замок фланца d25, мм | 130 | 130 | 130 |
1,5 КВТ
| Обороты в минуту | 3000 об/мин | 1500 об/мин | 1000 об/мин |
| Габариты h, мм | 80 | 80 | 90 |
| Диаметр вала d1, мм | 22 | 22 | 24 |
| Крепление лап по ширине b10, мм | 125 | 125 | 140 |
| Крепление лап по длине L10, мм | 100 | 100 | 125 |
| Крепление фланца по центрам отверстий d20, мм | 165 | 165 | 215 |
| Замок фланца d25, мм | 130 | 130 | 180 |
2,2 КВТ
| Обороты в минуту | 3000 об/мин | 1500 об/мин | 1000 об/мин |
| Габариты h, мм | 80 | 90 | 100 |
| Диаметр вала d1, мм | 22 | 24 | 28 |
| Крепление лап по ширине b10, мм | 125 | 140 | 160 |
| Крепление лап по длине L10, мм | 100 | 125 | 140 |
| Крепление фланца по центрам отверстий d20, мм | 165 | 215 | 215 |
| Замок фланца d25, мм | 130 | 180 | 180 |
4 КВТ
| Обороты в минуту | 3000 об/мин | 1500 об/мин | 1000 об/мин |
| Габариты h, мм | 100 | 100 | 112 |
| Диаметр вала d1, мм | 28 | 28 | 32 |
| Крепление лап по ширине b10, мм | 160 | 160 | 190 |
| Крепление лап по длине L10, мм | 112 | 140 | 140 |
| Крепление фланца по центрам отверстий d20, мм | 215 | 215 | 265 |
| Замок фланца d25, мм | 180 | 180 | 230 |
Как определить мощность двигателя по диаметру вала. Габаритные размеры
Здесь вы найдете максимально полные технические данные о габаритах и установочных размерах общепромышленных асинхронных электродвигателей АИР. Монтажные исполнения, габариты, крепежные размеры по лапам, диаметры валов и фланца, ширина шпонки и шпоночного паза. Сводные таблицы габаритно-присоединительных размеров асинхронных трехфазных двигателей АИР 63-355 габарита и 4АМ 100-355 мм.
Табличные данные позволят быстро вычислить мощность двигателя по диаметру вала. Зная присоединительные размеры, Вы сможете заказать соединительную муфту при комплектации электродвигателя с другим оборудованием (насосом, вентилятором, редуктором).
Если у Вас останутся вопросы, смело звоните менеджерам Слобожанского завода по указанным телефонам. Мы проконсультируем по техническим особенностям и производителям электродвигателей АИР, подберем нужное оборудование и доставим в короткие сроки в Ваш город.
Благодаря удобной навигации Вы можете сразу перейти к нужной таблице.
Обозначения основных монтажных и присоединительных размеров двигателей
Условные обозначения габаритных размеров:- h — высота вращения вала или габарит электродвигателя. Высота от центра оси вала до земли. Важный присоединительный размер при сборе агрегата и центровке
- l30*h41*d24 — длина, высота, ширина электродвигателя АИР, размеры по габаритам. Необходимы для калькуляции цены доставки и необходимого места при транспортировке
- m — вес электродвигателя, масса. Нужен для расчета транспортных издержек и сопромата
- d1 — диаметр вала. Габаритно-присоединительный размер АИР, необходимый при агрегатировании с другим оборудованием или подбора полумуфты
- d20 — ширина, крепежный диаметр фланца.
- d22 — диаметр отверстий фланца. Габаритный размер для изготовления или подбора ответного фланца
- l10 и b10 – расстояние между крепежными отверстиями на лапах электродвигателя. Важный габаритно-установочный размер, необходимый при монтаже электродвигателя к станине или на платформу
- L1 – длина вала
- b1 – ширина шпонки. Размер необходим для изготовления полумуфты
Монтажное исполнение – фланец, лапы, комбинированное
Присоединительный и габаритный чертеж монтажного исполнения электродвигателя АИР на лапах (IM 1081), лапы-фланец (IM 2081), чистый фланец (IM 3081).Чертеж двигателя на лапах
Чертеж IM2081, IM3081 (лапы-фланец)
Таблица диаметров валов электродвигателей для определения
Как определить мощность электродвигателя по диаметру вала? С помощью таблицы с диаметрами валов, шириной шпонки электродвигателей стандарта «Интерэлектро» — АИР, 4АМ, 4А, 5АМ. Данные характеристики полезны при подборе двигателя, подготовке к монтажу, проточке муфты. При наличии маркировки, определение мощности, скорости вращения и прочих характеристик не составит сложности.| Диаметр вала, d1 | Ширина шпонки, b1 | 3000 об | 1500 об | 1000 об | 750 об |
| 14 | 5 | 0,37/3000 | 0,25/1500; 0,37/1500 | 0,18/1000; 0,25/1000 | — |
| 19 | 6 | 0,75/3000; 1,1/3000 | 0,55/1500; 0,75/1500 | 0,37/1000; 0,55/1000 | — |
| 22 | 6 | 1,5/3000; 2,2/3000 | 1,1/1500; 1,5/1500 | 0,75/1000; 1,1/1000 | — |
| 24 | 8 | 3/3000 | 2,2/1500 | 1,5/1000 | — |
| 28 | 8 | 4/3000; 5,5/3000 | 3/1500; 4/1500 | 2,2/1000 | — |
| 32 | 10 | 7,5/3000 | 5,5/1500 | 3/1000 | 2,2/750; 3/750 |
| 38 | 10 | 18,5/3000 | 7,5/1500; 11/1500 | 5,5/1000; 7,5/1000 | 4/750; 5,5/750 |
| 42 | 12 | 15/3000; 18,5/3000 | — | — | — |
| 48 | 14 | — | 15/1500; 18,5/1500 | 11/1000; 15/1000 | 7,5/750; 11/750 |
| 55 | 16 | 37/3000; 45/3000; 55/3000 | 22/1500; 30/1500 | 18,5/1000 | 15/750 |
| 60 | 18 | — | 37/1500; 45/1500 | 22/1000; 30/1000 | 18,5/750; 22/750 |
| 65 | 18 | 75/3000; 90/3000 | 55/1500 | 55/1000 | 30/750 |
| 70 | 20 | 110/3000; 132/3000 | — | — | — |
| 75 | 20 | 160/3000; 200/3000 | 75/1500; 90/1500 | 45/1000; 55/1000 | 37/750; 45/750 |
| 80 | 22 | — | 110/1500; 132/1500 | 75/1000; 90/1000 | 55/750; 75/750 |
| 85 | 22 | 250/3000; 315/3000 | — | — | — |
| 90 | 25 | — | 160/1500; 200/1500 | 110/100; 132/1000 | 90/750; 110/750 |
| 100 | 28 | — | 250/1500; 315/1500 | 160/1000; 200/1000 | 132/750; 160/750 |
Габаритные размеры общепромышленных электродвигателей
Таблица габаритов и вес асинхронных электродвигателей АИР63
Все установочные размеры асинхронных электродвигателей АИР 63-го габарита: АИР 63A2, АИР63A4, АИР63B2, АИР63B4.| Двигатель | Параметры | l30*h41*d24, мм | H, мм | D1, мм | L1, мм | Крепеж по лапам | Крепеж по фланцу | Вес, кг | ||
| L10 | B10 | D20 | D22 | |||||||
| АИР63A2 | 0,37/3000 | 239х163х161 | 63 | 14 | 30 | 80 | 100 | 130 | 10 | 5,2 |
| АИР63A4 | 0,25/1500 | |||||||||
| АИР63B2 | 0,55/3000 | |||||||||
| АИР63B4 | 0,37/1500 | |||||||||
Таблица габаритных параметров асинхронных моторов 71
Крепежные и присоединительные размеры электродвигателей АИР71А2, АИР 71А4, АИР 71А6, АИР71В2, АИР 71В4, АИР 71В6.| Электродвигатель | Параметры | l30*h41*d24, мм | H, мм | D1, мм | L1, мм | Крепеж по лапам | Крепеж по фланцу | M, кг | ||
| L10 | B10 | D20 | D22 | |||||||
| АИР71А2 | 0,75/3000 | 275х190х201 | 71 | 19 | 40 | 90 | 112 | 165 | 12 | 8,7 |
| АИР71А4 | 0,55/1500 | |||||||||
| АИР71А6 | 0,37/1000 | |||||||||
| АИР71В2 | 1,1/3000 | |||||||||
| АИР71В4 | 0,75/1500 | |||||||||
| АИР71В6 | 0,55/1000 | |||||||||
Габаритно-присоединительные характеристики электромоторов 80 габарита
Присоединительные и монтажные размеры асинхронных электродвигателей АИР 80А2, АИР 80А4, АИР80А6, АИР 80B2, АИР80B4, АИР80B6.| Маркировка | Параметры | l30*h41*d24 | H | D1 | L1 | Крепеж по лапам | Крепеж по фланцу | Вес, кг | ||
| L10 | B10 | D20 | D22 | |||||||
| АИР80А2 | 1,5/3000 | 301х208х201 | 80 | 22 | 50 | 100 | 125 | 165 | 11 | 13,3 |
| АИР80А4 | 1,1/1500 | |||||||||
| АИР80А6 | 0,75/1000 | |||||||||
| АИР80В2 | 2,2/3000 | 322х210х201 | 15 | |||||||
| АИР80В4 | 1,5/1500 | |||||||||
| АИР80В6 | 1,1/1000 | |||||||||
Габаритные и установочные параметры электродвигателей с высотой вала 90 мм
Размеры, длина, ширина, высота и диаметр вала и вес электродвигателя АИР90L2, АИР90L4, АИР 90L6. Присоединительные| Маркировка | Параметры | l30*h41*d24 | H | D1 | L1 | Крепеж по лапам | Крепеж по фланцу | M, кг | ||
| L10 | B10 | D20 | D22 | |||||||
| АИР90L2 | 3/3000 | 351х218х251 | 90 | 24 | 50 | 125 | 140 | 215 | 14 | 30 |
| АИР90L4 | 2,2/1500 | |||||||||
| АИР90L6 | 1,5/1000 | |||||||||
Таблица присоединительных габаритов двигателей АИР100. Установочные
Каталог асинхронных электродвигателей АИР 100S2, АИР 100S4, АИР100L2, АИР 100L4, АИР100L6 с крепежными и установочными размерами и весом.Каталог асинхронных двигателей АИР112. Диаметр 32мм
Справочник электродвигателей АИР112M2, АИР 112M4, АИР112M6, АИР 112M6, АИР112M8 с габаритными, установочными и присоединительными размерами.Характеристики моторов и установочные крепежи с высотой вала 132
Технический каталог асинхронных электродвигателей АИР 132S4, АИР132S6, АИР132S8, АИР132M2, АИР132M4, АИР132M6, АИР132M8. Размеры, вес и диаметр вала.Таблица крепежных и установочных типоразмеров электромоторов с высотой вала 160 мм
Габаритные, установочные и присоединительные размеры электродвигателей с высотой вала 160: АИР160S2, АИР160S4, АИР160S6, АИР160S8, АИР160M2, АИР160M4, АИР160M6, АИР160M8.Габаритно-установочные и вес двигателей 180 мм
Присоединительные и установочные размеры общепромышленных электродвигателей АИР в 180 габарите: АИР180S2, АИР180S4, АИР180M2, АИР180M4, АИР180M6, АИР180M8.Крепежные характеристики, присоединительные размеры моторов АИР200. Вал, диаметр.
Таблица установочных размеров общепромышленных электродвигателей 200 габарита: АИР200L2, АИР200L4, АИР200L6, АИР200L8, АИР200M2, АИР200M4, АИР200M6, АИР200M8.Привязка мощности и оборотов к установочным и присоединительным размерам АИР225
Каталог электродвигателей АИР 225S2, АИР225S4, АИР225S6, АИР225S8, АИР 225M2, АИР225M4, АИР225M6, АИР225M8 с габаритными, крепежными размерами и диаметром.| Маркировка | Параметры | l30*h41*d24 | H | D1 | L1 | Межосевые по лапам | Межосевые по фланцу | Вес, т | ||
| L10 | B10 | D20 | D22 | |||||||
| АИР225М2 | 55/3000 | 836х536х551 | 225 | 55 | 110 | 311 | 356 | 500 | 19 | 0,32 |
| АИР225М4 | 55/1500 | 65 | 140 | 0,325 | ||||||
| АИР225М6 | 37/1000 | |||||||||
| АИР225М8 | 30/750 | |||||||||
Таблица посадочных и присоединительных параметров двигателей с 250 высотой вала
Габаритно-установочные размеры асинхронных электродвигателей АИР 250 габарита: АИР250S2, АИР250S4, АИР250S6, АИР250S8, АИР250M2, АИР250M4, АИР250M6, АИР250M8. Крепежи, диаметр.Габариты, присоединительные и крепежи двигателей АИР 280. Диаметр вала
Установочные, присоединительные размеры электродвигателей АИР 280 габарита: АИР280S2, АИР280S4, АИР280S6, АИР280S8, АИР 280M2, АИР280M4, АИР280M6, АИР280M8.Установочные параметры, крепежи и вес моторов 315 мм
Присоединительные и установочные размеры электродвигателя АИР 315S2, АИР315S4, АИР315S6, АИР315S8, АИР 315S10, АИР315М2, АИР315М4, АИР 315М6, АИР315М8, АИР315М10.>Присоединительные характеристики электромоторов с высотой оси 355 мм
Крепежные и установочные размеры электродвигателей АИР355S2, АИР355S4, АИР355S6, АИР355S8, АИР355S10, АИР355М2, АИР355М4, АИР 355М6, АИР355М8, АИР355М10.FAQ по электродвигателям | Техпривод
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
Задать свой вопрос
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
Использование тормозных резисторов с преобразователями частоты