Як розрахувати потужність ел двигуна

Активна потужність і втрати. Нагадаємо, що споживана двигуном електрична потужність перетвориться в механічну. Ця потужність являє собою активну потужність. Як і в будь-який інший машині, потужність, споживана двигуном з мережі Р 1, відрізняється від потужності на валу двигуна Р 2 на значення потужності втрат в самому двигуні Δ Р, т. Е. P 1 \u003d P 2 + ΔP.

Природно, що чим менше втрати Δ Р, тим більше ККД двигуна. Потужність втрат, що нагрівають машину, складається з потужності електричних, магнітних і механічних втрат. Електричні втрати Δ Р Е виникають в обмотках статора і ротора, т. Е. Δ Р Е \u003d Δ Р Е1 + Δ Р Е2 (тут Δ Р Е1 - втрати в обмотці статора і Δ Р Е2 - втрати в обмотці ротора). Магнітні втрати в магнітопроводі Δ Р М1 виникають за рахунок явищ гістерезису і вихрових струмів в статорі Δ Р М1 і в роторі Δ Р М2, т. Е.? Р М \u003d? Р М1 +? Р М2.

Втрати механічні викликані силами тертя в підшипниках, в ковзному контакті (щітка - кільце), і ротора про повітряне середовище? Р МЕХ. На основі викладеного

Р 1 \u003d Р 2 + Δ Р Е1+? Р Е2 +? Р М1 +? Р М2 +? Р МЕХ. (3.29)

Вираз (3.29) можна спростити, якщо знехтувати магнітними втратами в пакеті ротора через їхню малість у порівнянні з іншими складовими. Дійсно, частота струму ротора в межах до номінального навантаження становить 1-4 Гц. При такій частоті струму, а значить, і поля втрати через гистерезиса і вихрових струмів в роторі дуже малі. Тому практично можна вважати, що

Р 1 \u003d Р 2 + Δ Р Е1+? Р Е2 +? Р М1 +? Р М2 +? Р МЕХ (3.30)

Електромагнітна потужність і потужність на валу. Потужність, що передається магнітним полем від статора до ротора Р ЕМ, є потужність, споживана з мережі за вирахуванням втрат в статорі, т. Е.

Р ЕМ \u003d Р 1 - ΔР Е1 -? Р М1 (3.31)

Потужність може бути представлена \u200b\u200bяк добуток моменту на кутову швидкість Ω 1, т. Е.

Р ЕМ \u003d Ω 1 М (3.32)

Механічна потужність ротора Р МЕХ , Що обертається з кутовою швидкістю Ω, може бути представлена \u200b\u200bяк

Р МЕХ \u003d ΩМ (3.33)

Втрати в роторі складають ? Р Е2 , тому

Р ЕМ \u003d Р МЕХ + ? Р Е2 (3.34)

Потужність на валу двигуна Р 2 відрізняється від механічної на значення механічних втрат ? Р МЕХ , Т. Е.

Р 2 = Р МЕХ – ? Р МЕХ (3.35)

Виходячи з введених понять і формул (3.30) - (3.35), можна для кращої наочності показати за допомогою енергетичної діаграми, представленої на рис. 3.20, розподіл потужностей і втрат в асинхронному двигуні. Якщо підставити в формулу (3.34) значення потужностей через моменти (3.32) і (3.33), то можна показати, що електричні втрати ротора пропорційні ковзанню.

Чим ближче частота обертання ротора до частоти обертання поля, тим електричні втрати менше. Слід зазначити, що магнітні втрати ? Р М при зміні навантаження двигуна від холостого ходу до номінальної, так само як і в трансформаторі, є постійною величиною, т. е. залежать від навантаження.

Механічні втрати Δ Р МЕХ також практично не залежать від навантаження.

ККД двигуна. ККД двигуна є відношення корисної потужності, т. Е. Потужності на валу двигуна (паспортной_мощності) Р 2 , До споживаної потужності з мережі, т. Е..

Якщо постійні втрати позначати через Δ Р з(∆Р з \u003d? Р м + Δ Р хутро), А змінні втрати Δ Р е, то

ККД двигуна змінюється в залежності від навантаження двигуна, тому у формулі ККД слід врахувати коефіцієнт завантаження. Так як змінні електричні втрати Δ Р епропорційні квадрату струму, формула ККД аналогічна формулі ККД для трансформатора, т. е.

. (3.36)

Зазвичай ККД асинхронного двигуна становить 0,75 - 0,95.

Більше значення ККД має двигун більшої потужності. Графік, побудований відповідно до (3.36) зображений на рис. 3.21.

Коефіцієнт потужності. Крім активної потужності P 1 , Двигун споживає реактивну потужність Q 1 , В основному необхідну для утворення обертового магнітного поля. Коефіцієнт потужності при синусоидальном струмі

При холостому ході cos φ 1 має мале значення (приблизно 0,1), так як активна потужність витрачається тільки на відносно невеликі втрати в статорі і невеликі механічні втрати, а реактивна потужність має постійне значення, так як магнітний потік постійний.

Зі збільшенням навантаження активна потужність збільшується, а реактивна потужність в межах до номінального навантаження має незмінне значення. В результаті cos φ 1 збільшується, проте при подальшому збільшенні навантаження позначається збільшення потоку розсіювання, т. е. реактивна потужність збільшується і cos φ 1 починає зменшуватися. Крива залежності коефіцієнта потужності від завантаження двигуна показана на рис. 3.21.

З огляду на викладене, слід зробити висновок, що необхідно прагнути до того, щоб двигун працював при навантаженні, близькою до номінальної (Β \u003d 1) .

Кінематичний РОЗРАХУНОК МЕХАНІЧНОГО ПРИВОДУ

Послідовність кінематичного розрахунку

Потужність на приводному валу,кВт

де F t - окружне зусилля, кН; V- швидкість, м / с.

Частота обертання приводного валу,хв -1

А) Для ланцюгових і пластинчастих конвеєрів

,

де z зв - число зубів тягової зірочки; t- крок тягової зірочки, мм.

Б) Для стрічкових транспортерів, механізмів пересування і повороту, дискового живильника, лебідки та ін.

,

де D- діаметр виконавчого механізму, мм.

Загальний коефіцієнт корисної дії приводу

,

де

... - ККД окремих ланок кінематичного ланцюга, орієнтовні значення яких рекомендується приймати по таблиці 1.

Таблиця 1.

Орієнтовні значення ККД складових елементів приводу

Розрахункова потужність електродвигуна,кВт

,

де

- потужність на приводному валу, кВт.

вибір електродвигуна

Необхідно підібрати електродвигун змінного струму потужністю

(кВт) Найближчій до

.

При підборі допускається перевантаження двигуна до 6% при постійному навантаженні. Оцінити перевантаження двигуна за формулою:

, де

- найменше з значень потужності

і

.

значенням потужності

відповідає, як правило, чотири електродвигуни з певною синхронною частотою обертання:

= 750; 1000; 1500; 3000хв -1 . При постійному навантаженні розрахунок приводу вести по номінальній частоті обертання електродвигуна

. Електродвигуни змінного струму серії АІР представлені в таблиці 2.

Таблиця 2.

Технічні дані двигунів серії АІР

Примітки.

Над рисою зазначений тип двигуна, під рискою - номінальна частота обертання.

Приклад позначення двигуна: «Двигун АІР100L2 ТУ 16-525.564-84 »

Загальне передавальне відношення приводу

, де

- частота обертання приводного вала, хв -1 .

Розраховується для кожного значення номінальної частоти обертання електродвигуна при призначеної потужності

.

Розбивка загального передавального відношення приводу

А) Призначити передавальне відношення відкритої передачі приводу

за рекомендаціями табл. 3 з урахуванням наступного: переважно менше значення передавального відношення, що забезпечить менші габарити передачі.

Таблиця 3.

Значення передавальних відносин механічних передач

Для зубчастої передачі передавальне відношення узгодити зі стандартним поруч номінальних передавальних чисел u по ГОСТ 2185:

1-й ряд: 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,00; 10; 12,5 ...

2-й ряд: 1,12; 1,4; 1,8; 2,24; 2,8; 3,55; 4,5; 5,6; 7,1; 9,0; 11,2 ...

де n- ціле число.

.

Примітка . Якщо в приводі відкрита передача відсутня, то

.

В) Для зубчастого редуктора передавальне відношення узгодити зі стандартним поруч номінальних передавальних чисел u по ГОСТ 2185; для черв'ячного редуктора з однозаходний черв'яком - передавальне відношення є цілим числом. При цьому відхилення фактичного передавального відношення редуктора від номінального не повинно перевищувати 2,5% при

4,5 і 4% при

4,5.

Відхилення оцінити за формулою:

,

де

- найменше з значень передавального відношення редуктора і .

Примітка. Для одноступінчатого редуктора

,

деu - номінальне передавальне число щаблі редуктора.

Уточнити тип електродвигуна для призначеної розбивки передавального відношення приводу (табл. 2).

Потужність на кожному валу привода,кВт:

де



... - ККД окремих ланок кінематичного ланцюга.

Частота обертання валів приводу,хв -1 :

швидкохідний вал редуктора

при з'єднанні муфтою;

при наявності відкритої передачі;

при з'єднанні муфтою;

при наявності відкритої передачі.

Крутний момент на кожному валу привода,нм:

,

де i - індекс валу приводу.

Лип 03 2017

Простіше скористатися струмовими кліщами, тільки є одне але. У холостому режимі, навіть на високих оборотах, двигун безсилий розвинути повну потужність.

Нижче наведемо таблицю, згідно з якою можна судити про параметри приладу по режиму. Чи не вирішує завдання цілком. Давайте подивимося, як визначити потужність і струм електродвигуна простими методами.

Визначення струму електродвигуна

Простіше використовувати струмові кліщі. Прилад, дистанційно дозволяє оцінити величину напруженості магнітного поля навколо одиночного дроти.

Охоплюючи кільцем шнур живлення, отримаємо значення, рівне нулю. Поля спрямовані протилежно фазной і нульовий жив.

Працювати знадобиться зробити розетку з роздільними проводами, показано на знімку.

Тут ми бачимо:

• Дерев'яну основу. Очевидний вихід, прийнято монтувати розетку на ізолятор. Простіше дістати невеликий обрізок дошки.
• Накладна розетка показана в розібраному вигляді: підстава, корпус лежать окремо.
• З шнура харчування зняти ізоляцію, щоб охопити кожну жилу окремо.
• Знайти розбірний штекер. Забороняється використовувати для потужних приладів, але ми-то будемо проводити вимірювання короткий період часу, супроводжуючи повним контролем. Або купіть стандартний подовжувач в магазині, шнур живлення позбавите зовнішньої ізоляції.

Розетка монтується на дошку, потрудіться надійно затиснути дроти, блокуючи можливість обриву, вислизання.

Простіше зробити, скориставшись відрізком ізоляції, показано фото. Притискаємо саморезом, довге життя тестової розетки забезпечена.

При одяганні корпусу знадобитися намотати трохи ізоляційної стрічки навколо шнура для кращого притиснення.

Вийшов допоміжний інструмент проведення вимірювань струмовими кліщами.

на холостому ході значення буде нижче номінальної.

Помічено, при розгоні, від двигуна потрібна повна потужність, миттєві, що видаються екраном кліщів, близькі номіналом.

Наприклад, для приладу на фото - 3,2 А, при напрузі розетки 231 вольт дає 740 Вт (номінал 750 Вт). При запуску буде видно: ток різко підвищується, потім швидко падає. Потрібно встигнути засікти вершину гори.

Зверніть увагу: струмові кліщі видають свідчення через рівні короткі проміжки часу, складно засікти пік з першого разу.

Поставте найвищу швидкість шпинделя, терпляче тисніть курок, намагаючись зловити вершину. Нам вдалося з третього разу.

Щоб зробити більш-менш придатний знімок, досвід проводився півтора десятка разів (затвор спускався з затримкою, було складно зловити момент).

Причому після цього вийшло фото лише на 3,1 А (думаємо, читачі вірять авторам щодо 3,2 А).

Під час експерименту було отримано одноразово значення 4 А, які відносимо на випадкові скачки струму мережі плюс похибки.

Ви ж упевніться: пік повторюється (хоча б 2 рази з п'яти).

В результаті орієнтовно визначається потужність колекторного двигуна електричного дриля. Відразу хочемо сказати: відсутня однозначна залежність струму холостого струму від номіналу потужності.

У природі існують досить складні формули, скористатися ними досить непросто. Застосувати практично - того складніше. Нижче наводиться таблиця зразкових співвідношень асинхронних типів двигунів.

Відомості дають можливість зрозуміти, як оцінити номінальну потужність двигуна по струму холостого ходу.

Напруга має бути номінальним, громіздкі прилади потрібно розігріти перед роботою.

Так говорить ГОСТ Р 53472. Період визначено типом підшипників.

Боїтеся помилитися, беріть максимальне значення:

• До 1 кВт потужності час розігріву становить нижче 10 хвилин.
• Номінальна потужність 1 - 10 кВт, час розігріву порядку півгодини.
• Номінальна потужність 10 - 100 кВт, час розігріву до години.
• Номінальна потужність 100 - 1000 кВт, час розігріву до двох годин.
• Номінальна потужність понад 1 МВт, час розігріву до трьох годин.

Як оцінити приблизну потужність? Пояснюємо. Список дан бажаючим провести вимірювання точніше.

Для приблизної оцінки використовуємо таблицю, уникаючи забивати мізки. Колекторний двигун дриля до вимірювань при кімнатній температурі не розігрівався зовсім.

Більшість читачів позбавлене струмових кліщів. Більшість мультиметров дозволяють вимірювати струм, шкала обмежена розміром 10 А.

Зверніть увагу , при максимальному ліміті слід червоний провід підключати до іншого гнізда (показано фотографією) .

Біля отвору по-російськи ( англійською мовою) Написано: час роботи з вимірами режимом не перевищує 10 секунд (MAX 10SEC) з наступною перервою чверть години (EACH 15MIN). В іншому випадку працездатність мультиметра не гарантовано, вхід без запобіжника (UNFUSED).

Розповідає інструкція. Мультиметр врізається в ланцюг. Один проводів потрібно розімкнути для вимірювань. Разом подумаємо, чи вигідно економічно.

Подивіться знімок чеків. Клемметр увазі струмові кліщі, простенький тестер позначається 1СК.

Видно, обидва прилади коштують дешевше 400 рублів, тому господарству потрібні обидва.

Мультиметр дозволить оцінити струм до 10 А, дуже короткий час роботи. Кліщі працюють набагато грубіше, одна смужка досягає межах 1000 А.

Висновок очевидний - потрібно приблизно визначити струм електродвигуна, застосовується «клемметр». Знадобиться точність, використовуйте тестер ( номінальний струм нижче гранично допустимого).

Виміряти потужність електродвигуна

Потужність електродвигуна складена активної, реактивної складовими. Підприємствам встановлений штрафний тариф. Тому важливо розуміти вимірювані величини.

Інструкція струмових кліщів пише: оцінюють среднеквадратический струм. Чистий математика.

Це означає: прилад робить вибірку певного інтервалу, бере корінь суми квадратів окремих вимірювань, поділеній на загальну кількість.

Прирівняємо усереднення за деякий період часу. Активний струм, повний, реактивний (навряд чи). Питання потрібно з'ясувати: струмові кліщі, показані фото, із завидною регулярністю дають потужність приладів на 11% нижче номіналу.

Читайте також:

Перевіряли електричні обігрівачі, праски, фен. Потужність занижена єдиної величиною. Література пише: середньоквадратичне значення (RMS) показує повну величину струму.

Фізично тече по дроту. Розрахунок ведеться для синусоїдальної форми, будуть відхилення при невиконанні вимоги.

Струмові кліщі просто брешуть. Показували б активну частину, для двигуна значення були б істотно нижче, ніж обігрівача. Навантаження чисто активна, обмотки дають сильну уявну складову.

Потрібно тарувати струмові кліщі перед застосуванням. Зробити найпростіше, використовуючи чисто активні обігрівачі (масляні). Можливість струмових кліщів вимірювати активну потужність окремо зазвичай вказується інструкцією.

Професіонали кажуть: подібні вироби - плід уяви дилетантів

Двигуни дають велике навантаження в реактивному спектрі. Люди мириться, або ставлять конденсаторні блоки, компенсуючі нестиковку, вирівнюючи фазу. Про подібні побутових виробах можете прочитати на сайтах, що продають прилади на зразок Еконор.

Сенс коробочки подібно блоку конденсаторів компенсувати реактивну потужність. Зверніть увагу: для професійних станцій вказується ліміт, виражений ВАР, для Еконор параметр замовчується. Один радіоаматор порахував цифру. Виявилося, компенсується 150 ВАР.

Напевно, вистачить малопотужним приладів, двигунів буде слоняча дробина. асинхронні машини дають 40% реактивної потужності, Витрачається енергія. Користі гріш.

Зверніть увагу: при ізольованій нейтралі проблем додається. Струм втікає однією фазою, виходить - інший. Ефект може відніматися.

Нейтраль ізольована - виходить, ефект одного проводу будемо вимірювати двічі: вхід, вихід. Спробуйте три значення скласти, потім поділити на два. Груба методика виявиться приблизно вірною.

Порахувати споживану потужність двигуна

Пропонуємо визначити тип двигуна. Допомагає зробити шильдик. Вказується повна потужність (реактивна плюс активна, з'єднані через косинус кута зсуву фаз, званий коефіцієнтом потужності).

Якщо відомий тип двигуна (з'ясували, керуючись зображенням, зовнішнім виглядом), Довідники дозволять знайти потужність.

Не дивно: габарити тісно пов'язані з параметром, кожен виробник максимально хоче економити випуском продукції.

Розміри оптимізовані, типовий набір параметрів наступний:

• Діаметр вала.
• Висота осі від підстави (станини).

Відповідно, можна без інструментів зрозуміти деталі. Побачите, аналогічного роду інформація знайдеться практично на будь-які типи моторів.

Шильдик зірваний, можна деякий час витратити, відшукуючи схожі моделі в інтернеті. Росія поступається Китаю різноманітністю електричних двигунів. Шанс успіху високий.

Вважаємо, перерахували доступні способи визначення потужності і струму.

Невелика проблема витратити 1000 рублів, отримуючи потрібні кошти.

З огляду на, що рубль згорає, крок буде здаватися розумним.

Простіше визначити потужність електродвигуна, користуючись довідником. Вал потрібно виміряти штангенциркулем.

Закінчуємо огляд, сподіваємося, постійні читачі знають відмінності асинхронного двигуна від колекторного. Відмінності опускаємо.

Зверніть також увагу: великим пусковим струмом страждають асинхронні двигуни. У колекторних розкид невисокий.