Как определить мощность и потребляемый ток электродвигателя. Подбор электродвигателя по параметрам существующего Определение мощности электродвигателя по таблице
Какими способами можно определить мощность электродвигателя?
Электрический двигатель представляет собой электрическую машину, роль которой заключается в преобразовании электрической энергии в энергию механическую.
Нередко случаются ситуации, когда технический паспорт электродвигателя теряется, а маркировка на корпусе стирается в силу времени. В таком случае определить мощность электродвигателя становится сложно. Но существует несколько способов, которые помогут Вам справиться с подобной проблемой.
Определить мощность электродвигателя можно следующими способами:
- используя практические измерения;
- таблицы;
- исходя из количества оборотов в минуту;
- по габаритам;
- на основе мощности, которая выдается двигателем.
Практическое определение мощности электродвигателя
Наиболее простым и доступным каждому способом определить мощность электродвигателя является снятие показаний счетчика электрической энергии.
Изначально необходимо отключить все бытовые электроприборы, выключить свет во всем помещении. Важно помнить, что работа даже небольшой маломощной лампочки может сильно исказить показания.
Обратите внимание на то, чтобы счетчик оставался неподвижным, а индикатор не мигал (все зависит от модели электрического счетчика).
В случае со счетчиком марки «Меркурий» процесс существенно облегчается, поскольку данная модель устройства отображает нагрузку в киловаттах (кВт). Следовательно, будет достаточно просто включить электродвигатель на всю мощность и посмотреть показания на счетчике.
В ситуации с индукционным счетчиком определить мощность электродвигателя будет несколько сложнее, поскольку учет ведется в киловаттах в час (кВт/ч). Сначала требуется записать показания счетчика до того, как включите мотор. После включения двигатель должен поработать в течение 10 минут. Для отслеживания времени пользуйтесь секундомером, точность периода работы очень важна. По прошествии 10 минут снимите новые показания счетчиков и способом вычитания выявите разницу. Разницу умножьте на 6. Итоговый результат будет обозначать мощность электродвигателя в киловаттах (кВт).
Определить мощность электродвигателя небольшой силы еще сложнее. Для этого нужно узнать количество оборотов (импульсов), равных 1 кВт/ч. Данную информацию Вы отыщите на счетчике. Возьмем для примера 1600 оборотов (в некоторых моделях вспышек индикатора). Итак, если при функционирующем электродвигателе электросчетчик совершает 20 об/мин, данную цифру нужно умножить на 60, т.е. количество минут в часе. В итоге получаем 1200 об/мин. После имеющиеся 1600 оборотов в минуту делим на 1200, получаем 1,3, что и являет собой мощность электродвигателя.
Опр еделение мощности электродвигателя по таблицам
Сегодня люди за помощью все чаще обращаются к интернету, ведь там можно найти абсолютно любую информацию. Также при помощи глобальной сети Вы можете определить мощность электродвигателя по диаметру вала.
Для использования данного метода вычисления достаточно в интернете отыскать технические таблицы для распознавания типа мотора и его мощности, а также снять необходимые параметры (диаметр вала и частота его вращения, крепежные габариты, при фланцевом двигателе – диаметр фланца, расстояние до центра вала и расстояние до оси, длина мотора без выпирающего элемента вала).
Важно при таком способе быть терпеливым и внимательным, чтобы точно измерить все показатели и получить точный результат.
Как определить мощность электродвигателя по числу оборотов за одну минуту?
Применение данного способа для определения мощности электродвигателя требует визуального определения числа обмоток статора. Также необходимо применение специальных измерительных приборов, таких как тестер или миллиамперметр. для распознавания количества полюсов, чтобы избежать разбора мотора.
Измерительный прибор подключается к одной из обмоток. Вал при этом нужно вращать равномерно и постепенно. Отклонение стрелки и будет показывать количество полюсов. Важно учитывать тот факт, что частота вращения вала при таком способе определения мощности будет немного ниже полученного результата.
Определение мощности электродвигателя на основе его габаритов
Данный способ используется в основном для определения мощности трехфазных электродвигателей.
Для расчета мощности по габаритам необходимо знать:
- диаметр сердечника (см) – D. Измерение происходит во внутренней части статора. При этом необходимо знать длину сердечника, учитывая вентиляционные отверстия;
- показатель частоты валового вращения – n;
- частота сети – f.
Используя данные значения, вычисляется полюсное деление. Для этого показатель диаметра (D) умножается на частоту валового вращения (n) и на число Пи. Итоговую цифру обозначим условно А.
Показатель частоты сети f умножается на 120, получаем (условно) В.
Получив значения А и В, осуществляем их деление, а именно: число А делим на число В. В итоге получаем необходимый нам показатель мощности электродвигателя.
На самом деле все не так уж сложно, достаточно вспомнить уроки математики в школе.
Способ определения по показателю мощности, что выдает электродвигатель
В данном случае необходимо снова обратиться к знаниям школьной математики, а также использовать калькулятор для точного вычисления.
Сначала узнайте количество оборотов вала в секунду (А), тяговое усилие мотора (В) и радиус вала (С). Подставьте значения в следующую формулу: Аx6,28xBxC. Результат и есть мощность электродвигателя.
Зная мощность электродвигателя, Вы без труда сможете выбрать необходимое сопутствующее оборудование (тепловые реле и автоматические выключатели). Также, знание данного показателя поможет Вам легко и быстро узнать пропускную способность и норму сечения кабельно-проводниковой продукции для подсоединения двигателя к сети. Самое главное – Вы сможете использовать электродвигатель без вероятности перегрузок.
Как видите, определить мощность электродвигателя без бирки можно и при чем довольно просто. Способов достаточное количество. Вам остается лишь выбрать наиболее удобный и правдивый на ваш взгляд и воспользоваться им.
Определение мощности электродвигателя по диаметру вала. Использование электрических двигателей нашло свое применение не только в промышленности, но и в быту. Электродвигатель обладает множеством параметров, одними из важных которых, являются мощность и электрический ток при подключении двигателя. Эти параметры позволяют правильно подобрать диаметр проводки необходимой для электропитания двигателя, а также средства автоматической и релейной защиты. Как правильно определить мощность электродвигателя, а также как узнать ток, узнаем прямо сейчас.
Для того чтобы понять мощность двигателя, а также его ток, достаточно посмотреть его паспорт, в котором указаны все технические характеристики, или на специальную информационную табличку наклеенную производителем на электромотор во время его выпуска. Причем, на ней указывается активная мощность двигателя, потребляемая из электрической сети.
Вся потребляемая мощность складывается из и активной мощности, и мощности реактивной электромотора. Например, с помощью домашних электрических счетчиков можно рассчитать расходуемую активную электрическую энергию. А при эксплуатации электромоторов на промышленных предприятиях ведется контроль над электроэнергией реактивной.
В домашней обстановке определяем мощность электрического двигателя
Можно сделать через использование счетчика учета электроэнергии. Прежде чем приступить к измерению, надо выключить все электроприборы из сети, в том числе и освещение, а также оборудование, подключенное к электрощиту, т.е. все потребители электричества должны быть отключены.
Включаем электродвигатель и под нагрузкой даем ему поработать в течение пяти минут. Далее измерения зависят от модели прибора учета электроэнергии:
Если прибор учета электроэнергии электронный, то нагрузка определится в кВт, которая на данный момент подключена к нему;
Если прибор учета дисковой индукционной модели, учет у него ведется в Кв./ч, и для измерения мощности следует зафиксировать последние имеющиеся показатели счетчика и включить двигатель
Для его работы на десять минут. После его отключения надо найти разность показаний и результат умножить на шесть, полученное значение и выражает активная мощность электродвигателя.
Чтобы определить потребление электрического тока электромотором надо:
В однофазных электросетях, надо просто провести математические расчеты: имеющееся значение мощности электромотора разделить на известную величину напряжения;
В трехфазных двигателях, надо известную мощность в киловаттах просто умножить на два.
Включение любого электрического двигателя сопровождается возникновением пускового тока, величина которого зависит от модели электрического двигателя, вращательной скорости и других показателей. Пусковой электрический ток возникает для того, чтобы столкнуть ротор для его раскрутки.
В момент раскрутки появляется индуктивное сопротивление, что приводит к уменьшению значения тока. Скачки энергии влияют на работу других электроприборов, которые питаются от одной линии, могут способствовать нарушению работоспособност и электроники. Снижение пускового тока достигается с помощью специального оборудования. Таким образом, определяется мощность электродвигателя, и узнают его ток.
Кроме того, использование специальных устройств при запуске электродвигателе й способствует долгой их эксплуатации.
БОНУСЫ ИНЖЕНЕРАМ!:
МЫ В СОЦ.СЕТЯХ:
Киловатты и лошадиные силы. Для северных американцев ватт является единицей потребляемой электрической мощности, а лошадиная сила – единицей любой механической работы. Поэтому, идея использования кВт в качестве единиц работы для них неожиданна. Европейцы в киловаттах о работе думают легко. 1 л.с. = 745.7 Вт = 0.7457кВт Индексы присоединительных и габаритных размеров электродвигателей NEMA (размеры - см. чертеж и таблицу ниже) .
Индексы присоединительных и габаритных размеров электродвигателей IEC (размеры - см. чертеж и таблицу ниже) . 1) Высота от основания электродвигателя до центра вала указывается в мм. 2) Три индекса для обозначения стандарта расстояния между отверстиями основания:
3) Диаметр вала электродвигателя указывается в мм. 4) Индекс FT для присоединительного фланца с резьбовыми отверстиями, или индекс FF для присоединительного фланца с отверстиями без резьбы. Этот индекс сопровождается диаметром окружности проходящей через центры отверстий во фланце. Если электродвигатель даже не будет установлен на раму, то размер высоты от центра основания до центра вала указывается так, как если бы рама была.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
tehtab.ru
Габаритно-присоединительные размеры электродвигателей АИР. Таблица.
Электродвигатели АИР – самый распространенный тип электродвигателей - трехфазный, с короткозамкнутым ротором общепромышленного назначения. Все АИР производятся с едиными габаритно-присоединительными размерами.
В данной статье в виде удобной таблицы собраны наиболее часто запрашиваемые габаритно-присоединительные размеры электродвигателей АИР. Ими являются такие габаритно-присоединительные размеры: габарит, длина, ширина, высота, диаметр вала, диаметр фланца, высота вала, размеры крепления на лапах, расстояние ось вала - опорная поверхность лап, расстояние опорный торец свободного конца вала - ось ближайших крепительных отверстий на лапах (l31).
Параметры подбора электродвигателя АИР
- Высота вала (h) или высота оси вращения (габарит) - расстояние от поверхности на которой устанавливается электродвигатель до середины оси вращения вала. Важная характеристика при агрегатировании.
- Размеры (l30x h41x d24) – длина, высота и ширина электродвигателя интересны для расчета стоимости перевозки и для расчета количество места, отводимого под двигатель или агрегат (насос + электродвигатель).
- Масса (m) электродвигателя АИР (вес) интересен в первую очередь при расчете дорожных издержек.
- Диаметр вала (d1) – один из наиболее важных габаритно-присоединительных или установочных размеров, определяет совместимость электродвигателя с конкретным оборудованием и для подбора внутреннего диаметра полумуфты.
- Диаметр Фланца (d20) (малый и большой фланец) – установочный размер важный для подбора соответствующего ответного фланца, а также диаметр отверстий фланца (d22).
- Важным габаритно-присоединительным размером электродвигателя АИР является расстояние между центрами крепежных отверстий фланца (l10 и b10).
- Длина вала (l1) – характеристика электродвигателя АИР необходимая при предварительной подготовке электромотора к работе.
- Размеры крепления на лапах – монтажный размер, позволяющий заблаговременно подготовить крепежные отверстия на станине к монтажу электромотора.
Таблица Габаритно-присоединительных размеров АИР
Маркировка | Количество полюсов | Габаритно-присоединительные, мм | |||||||||
l30x h41x d24 | Размеры крепления по лапам | h | d1 | d20 | d22 | l1 | m, кг | ||||
l31 | l10 | b10 | |||||||||
АИР56А,В | 2;4 | 220х150х140 | 36 | 71 | 90 | 56 | 11 | 115 | 10 | 23 | 3,5 |
АИР63А,В | 2;4 | 239х163х161 | 40 | 80 | 100 | 63 | 14 | 130 | 10 | 30 | 5,2 |
АИР71А,В | 2;4;6 | 275х190х201 | 45 | 90 | 112 | 71 | 19 | 165 | 12 | 40 | 8,7 |
АИР80А | 2;4;6 | 301х208х201 | 50 | 100 | 125 | 80 | 22 | 165 | 11 | 50 | 13,3 |
АИР80В | 2;4;6 | 322х210х201 | 50 | 100 | 125 | 80 | 22 | 165 | 11 | 50 | 15,0 |
АИР90L | 2;4;6 | 351х218х251 | 56 | 125 | 140 | 90 | 24 | 215 | 14 | 50 | 20,0 |
АИР100S | 2;4 | 379х230х251 | 63 | 112 | 160 | 100 | 28 | 215 | 14 | 60 | 30,0 |
АИР100L | 2;4;6 | 422х279х251 | 63 | 140 | 160 | 100 | 28 | 215 | 14 | 60 | 32,0 |
АИР112М | 2; 4; 6; 8 | 477х299х301 | 70 | 140 | 190 | 112 | 32 | 265 | 14 | 80 | 48,0 |
АИР132S | 4; 6; 8 | 511х347х351 | 89 | 140 | 216 | 132 | 38 | 300 | 19 | 80 | 70,0 |
АИР132М | 2; 4; 6; 8 | 499х327х352 | 89 | 178 | 216 | 132 | 38 | 300 | 19 | 80 | 78,0 |
АИР160S | 2 | 629х438х353 | 108 | 178 | 254 | 160 | 42 | 300 | 19 | 110 | 116,0 |
АИР160S | 4; 6; 8 | 626х436х351 | 108 | 178 | 254 | 160 | 48 | 300 | 19 | 110 | 120,0 |
АИР160M | 2 | 671х436х351 | 108 | 210 | 254 | 160 | 42 | 300 | 19 | 110 | 130,0 |
АИР160M | 4; 6; 8 | 671х436х351 | 108 | 210 | 254 | 160 | 48 | 300 | 19 | 110 | 142,0 |
АИР180S | 2 | 702х463х401 | 121 | 203 | 279 | 180 | 48 | 350 | 19 | 110 | 150,0 |
АИР180S | 4 | 702х463х401 | 121 | 203 | 279 | 180 | 55 | 350 | 19 | 110 | 160,0 |
АИР180M | 2 | 742х461х402 | 121 | 241 | 279 | 180 | 48 | 350 | 19 | 110 | 170,0 |
АИР180M | 4; 6; 8 | 742х461х402 | 121 | 241 | 279 | 180 | 55 | 350 | 19 | 110 | 190,0 |
АИР200М | 2 | 776х506х450 | 133 | 267 | 318 | 200 | 55 | 400 | 19 | 110 | 230,0 |
АИР200М | 4; 6; 8 | 776х506х450 | 133 | 267 | 318 | 200 | 60 | 400 | 19 | 140 | 195,0 |
АИР200L | 2 | 776х506х450 | 133 | 305 | 318 | 200 | 55 | 400 | 19 | 110 | 255,0 |
АИР200L | 4; 6; 8 | 776х506х450 | 133 | 305 | 318 | 200 | 60 | 400 | 19 | 140 | 200,0 |
АИР225М | 2 | 836х536х551 | 149 | 311 | 356 | 225 | 55 | 500 | 19 | 110 | 320,0 |
АИР225М | 4; 6; 8 | 836х536х551 | 149 | 311 | 356 | 225 | 65 | 500 | 19 | 140 | 325,0 |
АИР250S | 2 | 882х591х552 | 168 | 311 | 406 | 250 | 65 | 500 | 19 | 140 | 425,0 |
АИР250S | 4; 6; 8 | 882х591х552 | 168 | 311 | 406 | 250 | 75 | 500 | 19 | 140 | 450,0 |
АИР250М | 2 | 907х593х551 | 168 | 349 | 406 | 250 | 65 | 500 | 19 | 140 | 455,0 |
АИР250М | 4; 6; 8 | 907х593х551 | 168 | 349 | 406 | 250 | 75 | 500 | 19 | 140 | 480,0 |
АИР280S | 2 | 1111х666х666 | 190 | 368 | 457 | 280 | 70 | 550 | 24 | 140 | 590,0 |
АИР280S | 4; 6; 8 | 1111х666х666 | 190 | 368 | 457 | 280 | 80 | 550 | 24 | 170 | 790,0 |
АИР280М | 2 | 1111х666х666 | 190 | 419 | 457 | 280 | 70 | 550 | 24 | 140 | 620,0 |
АИР280М | 4; 6; 8 | 1111х666х666 | 190 | 419 | 457 | 280 | 80 | 550 | 24 | 170 | 885,0 |
АИР315S | 2 | 1291х767х667 | 216 | 406 | 508 | 315 | 75 | 550 | 28 | 140 | 1170,0 |
АИР315S | 4; 6; 8;10 | 1291х767х667 | 216 | 406 | 508 | 315 | 90 | 550 | 28 | 170 | 1000,0 |
АИР315М | 2 | 1291х767х667 | 216 | 457 | 508 | 315 | 75 | 550 | 28 | 140 | 1460,0 |
АИР315М | 4; 6; 8;10 | 1291х767х667 | 216 | 457 | 508 | 315 | 90 | 550 | 28 | 170 | 1200,0 |
АИР355S,M | 2 | 1498х1012х803 | 254 | 500/560 | 610 | 355 | 85 | 680 | 28 | 170 | 1900,0 |
АИР355S,M | 4; 6; 8;10 | 1498х1012х803 | 254 | 500/560 | 610 | 355 | 100 | 680 | 28 | 210 | 1700,0 |
Данная таблица – еще одна полезная справочная таблица от ООО «СЛЭМЗ». Таблица содержит исключительно основные параметры: масса, вес, Габаритно-присоединительный, диаметр вала аир, установочный, монтажный. При этом свод габаритно-присоединительных и монтажных не перегружен значениями, а несет только основные характеристики – высоту вала, о креплениях по лапам, по фланцу, диаметр вала, установочные, габаритно-присоединительные, монтажные, длину, ширину, высоту, массу, вес.
slemz.com.ua
Как узнать мощность электродвигателя
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.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.
completerepair.ru
Кодировка размеров и мощностей асинхронных электродвигателей по NEMA и IEC. Сопоставимые ряды
В Таблице 1. (ниже) приведены перекрестные сочетания наиболее похожих механических параметров, все размеры в миллиметрах во избежание дополнительной путаницы. (IEC - метрический стандарт, NEMA - дюймовый). Заметим, что, хотя размеры и не идентичны, они довольно близки. Наибольшие расхождения, как Вы увидите сами, находятся в ряду NEMA "N - W " (IEC " E ") - это размер выступающей части вала электродвигателя. В большинстве случаев NEMA специфицирует намного больший по отношению к IEC размер. Киловатты и лошадиные силы.
Буква до цифры ничего стандартного не обозначает. Это буква от производителя мотора, и у него и следует узнавать, что она обозначает.
Что такое IM code ? Это IEC тип конструкции по типу монтажа электродвигателя. Например: B 5 – «без рамы, присоединительный фланец со свободными отверстиями». Иногда еще называется классификацией по IEC (МЭК) 60 034-7. Индексы присоединительных и габаритных размеров электродвигателей IEC (размеры - см. чертеж и таблицу ниже) .
Таблица 1. Сравнение похожих присоединительных и габаритных размеров IEC и NEMA
Соотношение габариты/ мощность в IEC и NEMA хорошо совпадают в начале таблицы, но в больших размерах они отличаются настолько, что вызывают сомнения в возможности применения одного из стандартов. Посмотрим соотношение IEC 115 S / NEMA 364 T для 4-х полюсных электродвигателей. NEMA декларирует 75 л.с. для того же присоединительного размера рамы, где IEC декларирует 50 л.с. Если 50 л.с. достаточно то Вы, конечно, могли бы взять и раму согласно NEMA 326 T, но как быть с присоединительными размерами? Если же взять нужную раму (364 T) то следует подумать, не повредит ли слишком мощный мотор приводной механизм, или даже нагрузку. Стандарты размеров электродвигателей: IEC 60034 – Номиналы и рабочие характеристики и все с этим связанное (испытания, размеры габаритные, конструкции… IEC 60072 – Размеры и ряды выходных мощностей. NEMA MG – Электродвигатели и генераторы. |
Электрический двигатель представляет собой электромеханическое устройство, основанное на электромагнетизме, позволяющем преобразовывать электрическую энергию, например, в рабочую или механическую энергию. Этот процесс является обратимым и может быть использован для выработки электроэнергии. Однако все эти электрические машины являются обратимыми и могут быть «двигателем» либо «генератором» в четырех квадрантах плоскости с крутящим моментом.
Ранние разработки
В 1821 году, после открытия феномена связи электричества и магнетизма, датским химиком Эрстедом, теоремы Ампера и закона Био - Савара, английский физик Майкл Фарадей построил два аппарата, которые он назвал «электромагнитное вращение»: непрерывное круговое движение магнитной силы вокруг провода - это фактическая демонстрация первого электродвигателя.
В 1822 году Питер Барлоу построил то, что можно считать первым электродвигателем в истории: «колесо Барлоу». Это устройство представляет собой простой металлический диск, нарезанный звездой, и концы которого погружаются в чашку, содержащую ртуть, обеспечивающая текущий поток. Однако он создает только силу, способную ее поворачивать, не допуская ее практического применения.
Первый экспериментально используемый коммутатор был изобретен в 1832 году Уильямом Стерджоном. Первый двигатель постоянного тока, изготовленный с целью продажи, был изобретен Томасом Давенпортом в 1834 году и запатентован в 1837 году. Эти двигатели не испытали никакого промышленного развития из-за высокой стоимости батарей в то время.
Электродвигатель с DC
Коммутируемый аппарат постоянного тока имеет набор вращающихся обмоток, намотанных на якорь, установленный на вращающемся валу. На валу также имеется коммутатор, долговременный поворотный электрический выключатель, который периодически меняет поток тока в обмотках ротора при вращении вала. Таким образом, каждый мостовой мотор постоянного тока имеет переменный ток, проходящий через вращающиеся обмотки. Ток протекает через одну или несколько пар щеток, которые несут на коммутаторе; щеточки соединяют внешний источник электроэнергии с вращающейся арматурой.
Вращающаяся арматура состоит из одной или нескольких катушек проволоки, намотанной вокруг ламинированного ферромагнитного сердечника. Ток от щетки протекает через коммутатор и одну обмотку якоря, делая его временным магнитом (электромагнитом). Магнитное поле, создаваемое якорем, взаимодействует со стационарным магнитным полем, создаваемым либо PM, либо другой обмоткой (полевой катушкой), как часть каркаса двигателя.
Сила между двумя магнитными полями имеет тенденцию вращать вал двигателя. Коммутатор переключает питание на катушки при повороте ротора, удерживая магнитные полюса, от когда-либо полностью совпадающего с магнитными полюсами поля статора, так что ротор никогда не останавливается (как стрелка компаса), а скорее вращается пока есть питание.
Хотя большинство коммутаторов являются цилиндрическими, некоторые из них представляют собой плоские диски, состоящие из нескольких сегментов (как правило, не менее трех), установленных на изоляторе.
Большие щетки желательны для большей площади контакта щетки, для максимизации мощности двигателя, но небольшие щеточки желательны для малой массы, чтобы максимизировать скорость, с которой двигатель может работать, без чрезмерного отскока и искрения щеток. Более жесткие пружины для щеток также могут использоваться для создания щеток заданной массы на более высокой скорости, но за счет больших потерь из-за трения и износа ускоренной щетки и коммутатора. Поэтому конструкция электродвигателя постоянного тока влечет за собой компромисс между выходной мощностью, скоростью и эффективностью/износом.
Конструкция двигателей с DC:
- Схема арматуры - обмотка, в ней переносится ток нагрузки, который может быть неподвижной или вращающейся частью двигателя или генератора.
- Полевая схема - набор обмоток, создающих магнитное поле, так что электромагнитная индукция может существовать в электрических машинах.
- Коммутация. Механическая техника, в которой может быть достигнута ректификация, или благодаря чему может быть получен постоянный ток.
Существует четыре основных типов электродвигателей постоянного тока:
- Электродвигатель с шунтовой намоткой.
- Электродвигатель постоянного тока.
- Комбинированный двигатель.
- Двигатель PM.
Базовые расчетные показатели
О том, как узнать мощность электродвигателя в статье будет показано далее, на примере с исходными данными.
Хороший научный проект не останавливается на конструировании силового аппарата. Очень важно произвести расчет мощности электродвигателя и различные электрические и механические параметры вашего аппарата и рассчитать формулу мощности электродвигателя используя неизвестные значения и полезные формулы.
Для расчета электродвигателя мы будем использовать Международную систему единиц (СИ). Это современная метрическая система, официально принятая в электротехнике.
Одним из важнейших законов физики является основной закон Ома. Он утверждает, что ток через проводник прямо пропорционален приложенному напряжению и выражается как:
I = V / R
где I - ток, в амперах (A);
V - приложенное напряжение, в вольтах (V);
R - сопротивление, в омах (Ω).
Эта формула может использоваться во многих случаях. Вы можете рассчитать сопротивление вашего двигателя, измерив, потребляемый ток и приложенное напряжение. Для любого заданного сопротивления (в двигателях это в основном сопротивление катушки), эта формула объясняет, что ток можно контролировать приложенным напряжением.
Потребляемая электрическая мощность двигателя определяется по следующей формуле:
Pin = I * V
где Pin - входная мощность, измеренная в ваттах (Вт);
I - ток, измеренный в амперах (A);
V - приложенное напряжение, измеренное в вольтах (V).
Как узнать выходную мощность
Двигатели как предполагается, выполняют какую-то работу, и два важных значения, которые определяют, насколько он мощный. Это скорость и сила поворота двигателя. Выходная механическая мощность двигателя может быть рассчитана по следующей формуле:
Pout = τ * ω
где Pout - выходная мощность, измеренная в ваттах (Вт);
τ - момент силы, измеренный в метрах Ньютона (N м);
ω - угловая скорость, измеренная в радианах в секунду (рад / с).
ω = rpm * 2 * П / 60
где ω - угловая скорость (рад / с);
об / мин - скорость вращения в оборотах в минуту;
П - математическая константа (3.14);
60 - количество секунд в минуте.
Если двигатель имеет 100% КПД, вся электрическая энергия преобразуется в механическую энергию. Однако таких двигателей не существует. Даже прецизионные малые промышленные двигатели, имеют максимальную эффективность 50-60%.
Измерение момент силы двигателя является сложной задачей. Для этого требуется специальное дорогостоящее оборудование. Но это возможно сделать и самому обладая специальной информацией и формулами.
Показатели механической эффективности
Эффективность двигателя рассчитывается как механическая выходная мощность, деленная на электрическую входную мощность:
E = Pout / Pin
следовательно,
Pout = Pin * E
после подстановки мы получаем:
Т * ω = I * V * E
Т * rpm * 2 * П / 60 = I * V * E
и формула для расчета момента силы будет равна:
Т = (I * V * E * 60) / (об / мин * 2 * П)
Чтобы определить мощность двигателя необходимо подключить его к нагрузке, для образования момента силы. Измерьте ток, напряжение и об / мин. Теперь вы можете рассчитать момент силы для этой нагрузки с этой скоростью, предполагая, что вы знаете эффективность двигателя.
Оценочная 15-процентная эффективность представляет собой максимальную эффективность двигателя, которая происходит только с определенной скоростью. Эффективность может быть какая угодно между нулем и максимумом; в нашем примере ниже 1000 об / мин может быть неоптимальная скорость, поэтому для расчетов вы можете использовать 10% КПД (E = 0,1).
Пример: скорость 1000 об / мин, напряжение 6 В, а ток 220 мА (0,22 А):
Т = (0,22 * 6 * 0,1 * 60) / (1000 * 2 * 3,14) = 0,00126 Н м
Как результат, обычно он выражается в миллиньютонах умноженные на метры (мН м). 1000 мН м в 1 Н м, поэтому рассчитанный крутящий момент составляет 1,26 мН м. Его можно было бы преобразовать далее в (г-см), умножив результат на 10,2, и. е. Крутящий момент составляет 12,86 г-см.
В нашем примере входная мощность двигателя составляет 0,22 A x 6 V = 1,32 Вт, механическая мощность выхода составляет 1000 об / мин x 2×3,14×0,00126 Н м / 60 = 0,132 Вт.
Момент силы двигателя изменяется со скоростью. При отсутствии нагрузки максимальная скорость и нулевой крутящий момент. Нагрузка добавляет механическое сопротивление. Мотор начинает потреблять больше тока для преодоления этого сопротивления, и скорость уменьшается. Когда это происходит, момент силы максимален.
Насколько точен расчет крутящего момента, определяется следующим образом. В то время как напряжение, ток и скорость могут быть точно измерены, эффективность двигателя может быть неправильной. Это зависит от точности вашей сборки, положения датчика, трения, выравнивания моторов и осей генератора и т. д.
Скорость, крутящий момент, мощность и эффективность не являются постоянными значениями. Обычно производитель предоставляет следующие данные в специальных таблицах.
Линейный двигатель по существу является асинхронным двигателем, ротор которого «разворачивается», так что вместо создания вращательной силы вращающимся электромагнитным полем, он создает линейную силу вдоль своей длины путем установки электромагнитного поля смещения.
Акустический шум
Акустический шум и вибрации электродвигателей обычно возникает из трех источников:
- механические источники (например, из-за подшипников);
- аэродинамические источники (например, благодаря вентиляторам, установленным на валу);
- магнитные источники (например, из-за магнитных сил, таких как силы Максвелла и магнитострикции, действующие на структуры статора и ротора).
Последний источник, который может отвечать за шум электродвигателей, называется электрически-возбужденным акустическим шумом.
У всех электродвигателей на корпусе есть табличка, на которой указываются его электрические характеристики. Именно об основных параметрах электродвигателей мы расскажем в этой статье.
Параметры электродвигателя: таблица
Наименование параметра |
Единица измерения |
Примечание |
Тип | ||
Номинальная мощность | Киловатт | |
Номинальный ток | Ампер | Для трехфазных электродвигателей зависит от типа соединения обмоток |
Номинальное напряжение | Вольт | |
Коэффициент мощности (КПД) | ||
Коэффициент полезного действия (cos ϕ) | % | |
Номинальная скорость вращения | Обороты в минуту |
Но иногда табличка отсутствует, либо прочесть ее невозможно. При эксплуатации двигатель неоднократно окрашивают, нередко – вместе с табличкой. Поэтому приходится определять его параметры методом измерений.
Параметры электродвигателя №1: мощность
В паспортных данных указывается номинальная активная мощность, потребляемая из сети при номинальной нагрузке на валу. Для производства измерений нужно нагрузить электродвигатель, испытывая его со штатной нагрузкой (в составе устройства, для привода которого он предназначен).
Для измерений можно использовать электросчетчик. Для этого нужно подключить электродвигатель в качестве единственной нагрузки на счетчик на время, засекаемое по секундомеру.
Для удобства расчетов двигатель подключается на время, равное 10 минутам. До подключения и через 10 минут со счетчика снимаются показания. Разность показаний в кВт∙ч, поделенная на 60/10=6, и будет равна мощности электродвигателя в киловаттах.
Некоторые электронные счетчики имеют функцию измерения мгновенной мощности, при этом задача упрощается. Нужно при работающем двигателе зайти в меню измерений счетчика и найти в нем искомое значение.
Параметры электродвигателя №2: потребляемый ток
Для измерения тока, потребляемого электродвигателем, используются токоизмерительные клещи , измеряющие ток в цепи без ее разрыва.
При использовании мультиметра () или амперметра нужно заранее убедиться в том, что ожидаемое значение измеряемого параметра лежит в диапазоне измерений. Прибор подключается последовательно с электродвигателем или с одной из обмоток трех фаз. И не стоит забывать о пусковом токе , перед запуском прибор нужно надежно закоротить , чтобы он не сгорел.
Можно воспользоваться и электронным счетчиком с функцией измерения токов.
Если потребляемая мощность уже известна, ток можно подсчитать. Для однофазного двигателя :
Для трехфазного :
Если измерения производятся без нагрузки, то получится ток холостого хода . Подсчитать номинальный ток не представляется возможным, так как ток холостого хода не нормируется и составляет 20-40% от номинального. В этом случае для подсчета токов холостого хода трехфазных асинхронных электродвигателей используются данные таблицы.
Мощность двигателя, кВт | Ток холостого хода (в процентах от номинального) | |||||
При частоте вращения, об/мин | ||||||
3000 | 1500 | 1000 | 750 | 600 | 500 | |
0,12-0,55 | 60 | 75 | 85 | 90 | 95 | |
0,75-1,5 | 50 | 70 | 75 | 80 | 85 | 90 |
1,5-5,5 | 45 | 65 | 70 | 75 | 80 | 85 |
5,5-11 | 40 | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 |
15-22,5 | 30 | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 |
22,5-55 | 20 | 50 | 55 | 60 | 65 | 70 |
55-110 | 20 | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 |
Параметры электродвигателя №3: тип соединения обмоток
Это очень важный параметр трехфазного электродвигателя. Все шесть выводов начал и концов обмоток выведены в барно двигателя. Подключить их можно либо в звезду, либо в треугольник.
Рядом с символами «треугольник/звезда» на табличке указывается номинальное напряжение – «220/380 В» . Это означает, что при включении в сеть трехфазного тока напряжением 380 В обмотки двигателя нужно соединить в звезду. Ошибка в соединении приведет к выходу электродвигателя из строя.
Номинальный ток также указывается через дробь. В описанном случае необходимо значение, указанное в знаменателе.
Пусковой ток электродвигателя
В момент запуска вал электродвигателя неподвижен. Чтобы его раскрутить, нужно усилие, превышающее номинальное. Поэтому и ток при пуске превышает номинальный. При раскручивании вала ток плавно уменьшается.
Пусковые токи мешают работе электрооборудования, вызывая резкие провалы напряжения. При запуске мощных агрегатов могут даже отпадать пускатели других электродвигателей, гаснуть лампы ДРЛ.
Для снижения последствий запуска применяют три способа.
- Переключение в процессе разгона схемы электродвигателя со звезды на треугольник .
- Использование электронных устройств плавного пуска .
- Использование частотных преобразователей .