Як визначити номінальний струм електродвигуна. Який струм споживає двигун з мережі при пуску і роботі

Сумський державний університет

Розрахунково-практична

робота №1

"Розрахунок трифазного асинхронного двигуна

змінного струму"

по предмету "Електротехніка"

Група МВ-81

варіант 162

Викладач Пузько І.Д.

За даними 3-х фазного асинхронного двигуна і заданої схемою з'єднання обмоток статора визначити:

1. Лінійна напруга живильної трифазного ланцюга U л і синхронну частоту обертання поля статора n 0, номінальну n Н і критичну n КР частоту обертання ротора, номінальну потужність P 1 ном, споживану двигуном з мережі, номінальний і пусковий струми двигуна I НОМ і I ПУС , номінальний і максимальний крутний моменти двигуна М НОМ і М МАХ.

2. Побудувати криву залежності M (S) при U Л \u003d const і визначити

кратність пускового моменту K п \u003d М пуск / М ном.

3. Побудувати механічну характеристику n 2 \u003d f (M) при U C \u003d const і визначити діапазон частот обертання ротора, при яких возмодность стійка робота двигуна.

4. Побудувати характеристики M (S) і n 2 \u003d f (M) при U 1 \u003d 0.9U C \u003d const.

Початкові дані:

Схема соеди-вати				l М \u003d М МАХ /	m 1 \u003d I ПУСК / I НОМ
голота-ником

Розрахункова частина.

1. При з'єднанні тріугольніком лінійна напруга становить 220 В.

2. Синхронна частота обертання поля статора:

3. Номінальна частота обертання ротора:

4. Критичне ковзання:

5. Критична частота обертання ротора:

6. Номінальна потужність, споживана з мережі:

7. Номінальний струм двигуна:

9. Пусковий струм двигуна:

10. Номінальний обертальний момент:

11. маскімально обертальний момент:

12. Момент при пуску:

13. Кратність пускового моменту:

M

M

Ідея цього поста народилася після численних доставалок "сильно грамотних" інженерів на тему про те, що на двигун потужністю, ну наприклад 15 квт треба ставити автомат не нижче 50А, бо номінал струму 40А + запас на пускові струми, бла блаблаблабла ... Це типова помилка тих, хто намагається вважати потужність трифазних асінхроннікі за стандартною формулою потужності I \u003d P \\ U, при цьому до уваги не береться ні то що двигун трифазний, ні то що у нього ще є незрозумілі майже нікому Косинус Фі і ККД.

До речі при установці нових двигунів нічого і рахувати не треба, як правило номінальний струм для обох режимів (зірка 380 і трикутник 220) вказано на табличці, разом з усіма іншими параметрами.

Так какже, правильно розрахувати, грубо або точніше потужність асинхронного двигуна в стандартній ситуації?
Для початку визначимося з це самій "стандартної ситуацією" і з чим її їдять.
Стандартної я називаю ситуацію, коли двигун розрахований на 380 \\ 220 зірка \\ трикутник, підключається на стандартні 380 зіркою, на всі три фази. У промисловості це зустрічається найбільш часто, і також часто викликає питання з приводу того, якого номіналу автомати ставити, бо багато, знають стандартну формулу потужності I \u003d P \\ U і чомусь, мабуть від великої грамотності або великого розуму, від якого горе по Грибоєдова, починають для трифазного навантаження застосовувати її.

А тепер розкриваю секрет, страааашний секрет ....
Для розрахунку захисту малопотужних двигунів на 380 В, потужністю до 30 кВт цілком достатньо помножити потужність рівно на 2, тобто P * 2 \u003d ~ In, автомат все одно вибирається найближчий за номіналом в більшу сторону, тобто 63А для 30 квт двигуна, що має на валу навантаженням ну скажімо турбіну вентилятора типу Циклон. Це страаашний, ніде в підручниках озвучений секретний експрес-метод грубого розрахунку сили струму двигунів на 380 ... Чому так? Дуже просто при U \u003d 380В на один КВТ потужності доводиться приблизно сила струму в 2 Ампера. (Так мене щас поб'ють теоретики, які пам'ятають про ККД і Косинус ФМ ... Помовчіть Господа, поки помовчіть, я ж сказав, для малопотужних двигунів до 30 кВт, а для низьких потужностей, знаючи модельний ряд наших автоматів, ці 2 значення можна і не враховувати, особливо якщо навантаження на вал мінімальна)

А тепер уявімо типовий двигун * з наступними параметрами:
P \u003d 30 квт
U \u003d 380 В
сила струму на табличці стерлася ...
cos φ \u003d 0,85
ККД \u003d 0,9

Як знайти його силу струму? Якщо вважати так, як радять і самі вважають вперті "дуже розумні" горе-інженера, особливо люблять спантеличувати цим питанням на співбесідах, то отримуємо цифру в 78,9А, після чого горе-інженера починають гарячково згадувати про пускові струми, задумливо супити і морщити чоло, а потім не соромлячись вимагають поставити автомат мінімум на 100А, так як найближчий за номіналом 80А буде вибивати при найменшій спробі запуску офігенний пусковими струмами ... І переспорити їх дуже важко, так як все наступне викликає у розумних дядечок бурю емоцій, нетримання сечі і калу, розрив шаблону, і занурення в глибокий транс з голосінням і маханням корочками тих универов де вони вчилися рахувати і жити ..

Більш повна формула, рекомендована до застосування виглядає дещо інакше.
Потужність в кВт перекладається в вати, для чого 30 * 1000 \u003d 30000 вт
Потім вати ділимо на напругу, потім ділимо на корінь квадратний з 3 (1,73), (у нас же ТРИ ФАЗИ) і отримуємо приблизну силу струму, яку потрібно уточнити, поділивши додатково на cos φ (коефіцієнт потужності, бо будь-яка індуктивна навантаження має і реактивну потужність Q) і потім, уточнити ще раз, поділивши при бажанні на ККД, отже:

30000вт \\ 380в \\ 1,73 \u003d 45,63 А \\ 0,85 \u003d 53,6А

Уточнюємо розрахунок: 53,6А \\ 0,9 \u003d 59,65А (До речі програма електрик, яка вважає за схожою формулою, видає більш точні дані 59,584 А, тобто трохи менше ніж мій перевірений часом розрахунок ... тобто розрахунок досить точний, а розбіжності в десяті і соті частки ампера в нашому випадку нікого особливо не хвилюють, чому - написано нижче)

59,65 Ампер, - майже повний збіг з першим грубим розрахунком, розбіжність складає всього лише -0,35А, що для вибору автомата захисту не має ніякого значення в даному випадку. Ну і який же автомат вибрати ??
За умови що навантаження на валу не велика, скажімо якась турбіна вентилятора, можна сміливо ставити ВА 47-29 на 63А фірми ІЕК, категорії С..наіболее часто зустрічаються.
На крики про пускових токах можу сміливо відповісти, що 63А пікетники категорії В, С, D витримує по току перевищення 1,13 рази довше години і 1,45 рази менше години, тобто якщо на автоматі написано 63А, то це не означає, що при кидку до 70А його відразу виб'є ... Невже це правда подібного, навантаження в 113% ( сила струму дорівнює 71,19А) він буде тримати мінімум годину, особливо це стосується дорогих автоматів фірм Легранд \\ АВВ, і навіть при силі струму в 145% номіналу \u003d 91,35А він гарантовано протримається кілька хвилин, а для розкрутити асінхроннікі і виходу на номінальний режим достатньо кількох секунд, як правило від 5 до 20 секунд. За цей час теплової расцепитель автомата тупо не встигне розігрітися і відключити навантаження.
Звичайно, розумні дядьки мені зараз нагадають, що у автомата є ще електромагнітний расцепитель, і вже він то, ну вже він то точно відрубає при перевищенні 63А нещасний двигун ... Хахаха, хрін вам і горе розумне ...

Буковки B, C, D, і деякі інші в найменуванні автомата якраз характеризують кратність уставки електромагнітного розчеплювача, і дорівнює вона

В - 3 ... 5
З - 5 ... 10
D - по ГОСТ Р - 10 ... 50, більшість виробників заявляє діапазон 10 ... 20.

Є більш рідко зустрічаються
G - 6,4 ... 9,6 (КЕАЗ ВМ40)
K - 8 ... 14
L - 3,2 ... 4,8 (КЕАЗ ВМ40)
Z - 2 ... 3

Тобто автомат категорії С на 63А гарантовано відключиться електромагнітним расцепителем тільки в діапазоні 315-630А і вище, чого при запуску справного асінхроннікі на 30 квт ніколи все одно не буде.
Другий законний питання-який дріт покласти на наш двигун. Відповідь-кабель 4х16 міліметрів квадратних, з лишком вистачить, при довжині до 50 метрів, при більшій довжині краще 25мм вибирати, бо втрати.

Всі цифри перевірені багаторазово, особисто мною, і експериментально. Перевірені і за обраними автоматам і по багаторазовим вимірами реальної сили струму струмовими кліщами.

* -Єдиний примітка і уточнення: У старих двигунів радянського виробництва, нововведених в експлуатацію можуть бути менші значення косинуса фі і ККД, тоді сила струму може бути трохи вище ніж значення грубого розрахунку. Просто вибирається наступний за номіналом автомат на 80А. Чи не помилитеся!

Друге зауваження:
Для грубого розрахунку сили струму двигуна підключеного трикутником до мережі 220 через конденсатор, можна взяти потужність двигуна в кіловатах, ну наприклад теже 30 КВТ і помножити приблизно на 3,9 і так: 30 * 3,9 \u003d 117А
А для розрахунку конденсатора можна скористатися сайтом

Інструкція

Відео по темі

Для того щоб знайти номінальний струм для певного провідника, скористайтеся спеціальною таблицею. У ній вказується, при яких значеннях сили струма провідник може зруйнуватися. Для знаходження номінального струма для електричних двигунів різних конструкцій, скористайтеся спеціальними формулами. Якщо питання стосується запобіжника, то, знаючи потужність, на яку він розрахований, знайдіть його номінальний струм.

Вам знадобиться

• Для проведення вимірювань та розрахунків візьміть вольтметр, штангенциркуль, таблицю залежності номінального струму від перетину, техпаспорта електродвигунів.

Інструкція

визначення номінального струма по перетину проводу Визначте матеріал, з якого зроблений провід. Найчастіше зустрічаються дроти з міді і алюмінію з круглим поперечним перерізом. Виміряйте його діаметр штангенциркулем, а потім знайдіть площа перетину, помноживши квадрат діаметру на 3,14 і поділивши на 4 (S \u003d 3,14 D² / 4). Визначте тип проводу (одножильний, двожильний або трижильний). Після цього за спеціальною таблицею визначте номінальний струм для даного проводу. Перевищення цього значення призведе до перегорання дроти.

визначення номінального струма предохранітеляНа плавких запобіжників обов'язково вказується потужність, на яку він розрахований з запасом приблизно в 20%. Дізнайтеся напруга в мережі, куди повинен вставлятися запобіжник, якщо воно не відомо, виміряйте його за допомогою вольтметра. Щоб знайти номінальний струм, Потрібно максимально допустиму розраховану потужність запобіжника у ВАТ, поділити на напругу в мережі в вольтах. В тому випадку якщо струм зросте більше номіналу, провідник в запобіжнику зруйнується.

визначення номінального струма електродвигуна Щоб знайти номінальний струм для двигуна постійного струма, дізнайтеся його номінальну потужність, напруга джерела, куди він підключається, а також його коефіцієнт корисної дії. Ці дані повинні бути в технічній документації електродвигуна, а напруга джерела виміряйте вольтметром. Потім потужність в ватах послідовно поділіть на напругу в вольтах і коефіцієнт корисної дії в одиничних частках (I \u003d P / (U η)). Результатом буде номінальний струм в амперах.
Для трифазного двигуна змінного струма додатково дізнайтеся номінальний коефіцієнт потужності двигуна, і розраховуйте номінальний струм за тією ж методикою, тільки результат поділіть ще на номінальний коефіцієнт потужності (Cos (φ)).

Відео по темі

Автоматичні вимикачі призначені для управління електричними мережами і для захисту їх від перевантаження. Крім цього, з їх допомогою регулюється режим протікання струму в ланцюзі.

Інструкція

Зверніть увагу: тільки правильно підібраний автоматичний вимикач здатний захистити вас при небезпечному навантаженню на електропроводку і миттєво спрацювати в разі аварії. Купуйте «автомат» відомих марок і тільки в спеціалізованих магазинах.

Не слід використовувати автоматичний вимикач з видимими дефектами корпусу. Також не варто експлуатувати і «автомати» із завищеними номінальними показниками спрацьовування. Вибирайте автоматичний вимикач відповідно до параметрів електропроводки і рівня споживання струму.

Ознайомтеся з технічним паспортом автоматичного вимикача. Зазвичай в ньому вказані показники номінального струму, напруга і умови експлуатації. Якщо ви плануєте придбати «автомат» для підключення підвищених навантажень, розрахуйте струм. Автоматичний вимикач повинен відключати напругу в разі короткого замикання.

Згідно зі встановленими стандартами, захист в разі перевантаження може бути забезпечена, якщо:
- споживаний струм менше або дорівнює номінальному току «автомата», який повинен бути не більше, ніж максимальні показники навантаження ланцюга або кабелю;

Показники номінального струму спрацювання «автомата» повинні бути в 1,5 рази менше, ніж показники максимально допустимого навантаження ланцюга або кабелю.

Визначте максимальні показники струму, який може витримати електропроводка, за допомогою спеціальної онлайн-програми ( http://electromirbel.ru/vybor_sechenia) Або за таблицями правил улаштування електроустановок, які можна знайти за адресою: http://electromirbel.ru/vybor_avtomaticheskogo_v.

номінальний струм може максимально довго проходити через контакти ланцюга, без будь-яких наслідків для неї. при значеннях струма нижче номінального в ланцюзі не розвивається максимальна потужність. У тих випадках, коли струм вище номінального, ланцюг може зруйнуватися. Максимальним значенням номінального струма може бути струм короткого замикання.

Вам знадобиться

• - тестер;
• - документація із зазначенням номінальної напруги і потужності;
• - джерело струму з відомим ЕРС і внутрішнім опором.

Інструкція

Обчисліть номінальний струм по номінальній напрузі і опору приладу або ділянки кола, по якому він протікає. Номінальна напруга вказується в технічній документації. Опір знайдіть там же або виміряйте тестером, приєднавши його до приладу або ділянки кола, попередньо переключивши його в режим роботи омметра.

При вимірі учас струм ланцюга повинен бути відключений від джерела струма, омметр приєднуйте паралельно. Розрахуйте номінальний струм, поділивши номінальна напруга на виміряний опір I \u003d U / R. Напруга вказується в вольтах, а опір в Омах. тоді номінальний струм вийде в Амперах.

Іноді в документах вказується номінальна потужність і номінальну напругу, при якому може працювати прилад. В цьому випадку розрахуйте номінальний струм, Поділивши значення номінальної потужності на номінальну напругу I \u003d Р / U. Потужність повинна бути вказана у ВАТ, а напруга - в вольтах.

Якщо ж номінальну напругу невідомо, то виміряйте опір приладу або ділянки кола за допомогою тестера і поділіть номінальну потужність на це значення. З числа, що вийшло виділіть корінь квадратний. Це і буде номінальний струм приладу.

Максимальний струм, Можливий в ланцюзі, називається струм короткого замикання. При досягненні такої сили струма, в ній відбудеться коротке замикання, і вона вийде з ладу. Це граничний можливий номінал для будь-якого ланцюга, підключеної до даного джерела струма. Для цього дізнайтеся електрорушійну силу (ЕРС) і внутрішній опір джерела струма.

Розрахуйте струм короткого замикання, поділивши ЕРС на внутрішній опір Iкз \u003d ЕРС / r. Якщо при роботі приладу або ланцюга струм наближається до цього значення, значить, потрібно зменшувати ЕРС джерела струма, якщо це можливо, або збільшувати навантаження ( загальний опір) Ланцюга.

Відео по темі

При створенні електричної мережі для вибору перетинів на окремих її ділянках потрібно знати струмові навантаження. При розрахунку мережі на втрати напруги слід брати до уваги не тільки навантаження, але і довжину всіх ділянок мережі. Тому розрахунок споживаного струму починається зі складання розрахункової схеми із зазначенням навантаження і довжини ділянок всіх вхідних в мережу ланцюгів.

Інструкція

Для простоти розрахунку трифазної мережі виходите з того, що навантаження всіх трьох фазних проводів однакові. У реальній практиці така умова здійснимо тільки для силових мереж, що мають в своєму складі трифазні двигуни. Однофазні приймачі в мережі можуть мати певну нерівномірність розподілу навантаження по фазах. Однак для попередніх загальних розрахунків цією обставиною можна знехтувати.

Виконайте однолінійну схему проводів мережі для рівномірно навантажених фаз лінії. Вкажіть приєднані до мережі навантаження і довжину кожного її ділянки. Відзначте на розрахунковій схемі місця установки запобіжників та інших захисних апаратів.

Якщо схема передбачає відображення електричної проводки всередині будівлі, використовуйте його поверховий план, включаючи розрізи, на яких повинна бути проводка з обов'язковим зазначенням точок приєднання приймачів енергії.

Зовнішню розрахункову схему мережі, які обладнані на великому підприємстві або в невеликому населеному пункті, складіть з використанням плану всієї площі споруди або пункту. Окремо вкажіть на схемі будинку або окремо розташовані будинки, що представляють собою точки приєднання груп електроприймачів.

За кресленням виміряйте з урахуванням масштабу довжину кожної ділянки електричної мережі. Якщо масштаб не встановлено, зробіть безпосередній обмір ділянок на місцевості. При нанесенні ділянок мережі на схему дотримуйтесь правильну послідовність з'єднання елементів схеми між собою.

Після складання розрахункової схеми визначте розрахунковий струм на лінії як для кожного електроприймача, так і для групи пов'язаних між собою елементів за формулою: I \u003d 1000 х P / (1,73 х U х cosφ), гдеP - потужність електроприймача, що визначається розрахунком; U - номінальна напруга на затискачах приймача; cosφ - коефіцієнт потужності приймача; х - знак множення; / - знак ділення.

За наведеною вище формулою визначте і розрахунковий струм для групи електроприймачів, що приєднуються до лінії однофазного струму. Для ламп розжарювання і нагрівальних приладів коефіцієнт потужності прийміть рівним одиниці, що спрощує розрахунки.

Електрична потужність – фізична величина, Яка визначає швидкість перетворення електричної енергії. Потужність вимірюється у ВАТ (Вт) і в залежності від даної роботи змінного або постійного струму може бути визначена за відповідними правилами.

Інструкція

Відомо, що струм силою в 1 А при напрузі в електричній мережі 1 В видає потужність в 1 Вт. Але дане співвідношення можна використовувати для знаходження потужності лише при постійних значеннях різниці потенціалів і сили струму. Тобто при визначенні потужності (Р) в мережі постійного струму. Для цього використовуйте одну з

У паспорті електричного двигуна вказано ток при номінальному навантаженні на валу. Якщо, наприклад, вказано 13,8 / 8 А, то це означає, що при включенні двигуна в мережу 220 В і при номінальному навантаженні струм, споживаний з мережі, буде дорівнює 13,8 А. При включенні в мережу 380 В з мережі буде споживатися ток 8 А, тобто справедливо рівність потужностей: √ 3 х 380 х 8 \u003d √ 3 х 220 х 13,8.

Знаючи номінальну потужність двигуна (з паспорта) можна визначити його номінальний струм. При включенні двигуна в трифазну мережу 380 В номінальний струм можна порахувати за наступною формулою:

I н \u003d P н / (√3U н х η х сosφ),

Мал. 1. Паспорт електричного двигуна. Номінальна потужність 1,5 кВ, номінальний струм при напрузі 380 В - 3,4 А.

Якщо не відомі к.к.д. і коефіцієнт потужності двигуна, наприклад, при відсутності на двигуні паспорта-таблички, то номінальний його ток з невеликою похибкою можна визначити за співвідношенням "два ампера на кіловат", тобто якщо номінальна потужність двигуна 10 кВт, то споживаний їм струм буде приблизно дорівнює 20 А.

Для зазначеного на малюнку двигуна це співвідношення теж виконується (3,4 А ≈ 2 х 1,5). Більш точні значення струмів при використанні даного співвідношення виходять при потужностях двигунів від 3 кВт.

При холостому ході електродвигуна з мережі споживається незначний струм (струм холостого ходу). При збільшенні навантаження збільшується і струм. Зі збільшенням струму підвищується нагрів обмоток. Велика перевантаження призводить до того, що збільшений струм викликає перегрів обмоток двигуна, і виникає небезпека обвуглювання ізоляції (згоряння електродвигуна).

У момент пуску з мережі електричним двигуном споживається так званий пусковий струм, який може бути в 3 - 8 разів більше номінального. Характер зміни струму представлений на графіку (рис. 2, а).

Мал. 2. Характер зміни струму, споживаного двигуном з мережі (а), і вплив великого струму на коливання напруги в мережі (б)

Точне значення пускового струму для кожного конкретного двигуна можна визначити знаючи значення кратності пускового струму - I пуск / I ном. Кратність пускового струму - одна з технічних характеристик двигуна, яку можна знайти в каталогах. Пусковий струм визначається за такою формулою: I пуск \u003d I н х (I пуск / I ном). Наприклад, при номінальному струмі двигуна 20 А і кратності пускового струму - 6, пусковий струм дорівнює 20 х 6 \u003d 120 А.

Знання реальної величини пускового струму потрібно для вибору плавких запобіжників, перевірці спрацьовування електромагнітних расцепителей під час пуску двигуна при виборі автоматичних вимикачів і для визначення величини зниження напруги в мережі при пуску.

Великий пусковий струм, на який мережа зазвичай не розрахована, викликає значні зниження напруги в мережі (рис. 2, б).

Якщо прийняти опір проводів, що йдуть від джерела до двигуна, що дорівнює 0,5 Ом, номінальний струм I н \u003d 15 А, а пусковий струм рівним п'ятикратному від номінального, то втрати напруги в проводах в момент пуску складуть 0,5 х 75 + 0, 5 х 75 \u003d 75 В.

На затискачах двигуна, а також і на затискачах поруч працюють електродвигунів буде 220 - 75 \u003d 145 В. Таке зниження напруги може викликати гальмування працюючих двигунів, що спричинить за собою ще більше збільшення струму в мережі і перегорання запобіжників.

В електричних лампах в моменти пуску двигунів зменшується напруження (лампи «блимають»). Тому при пуску електродвигунів прагнуть зменшити пускові струми.

Для зменшення пускового струму може використовуватися схема пуску двигуна з перемиканням обмоток статора із зірки на трикутник.При цьому фазна напруга зменшиться в √ З раз і відповідно обмежується пусковий струм. Після досягнення ротором деякої швидкості обмотки статора переключаються в схему трикутника і напруга ні них стає рівним номінальному. Перемикання зазвичай проводиться автоматично з використанням реле часу або струму.

Мал. 3. Схема пуску електричного двигуна з перемиканням обмоток статора із зірки на трикутник

Електродвигун - механізм, що перетворює енергію електричного струму в кінетичну енергію. сучасне виробництво і побут складно уявити без машин з електроприводом. Вони використовуються в насосному обладнанні, системах вентиляції і кондиціонування, в електротранспорті, промислових верстатах різних типів і т.д.

При виборі електродвигуна необхідно керуватися декількома основними критеріями:

• вид електричного струму, що живить обладнання;
• потужність електродвигуна;
• режим роботи;
• кліматичні умови та інші зовнішні чинники.

типи двигунів

Електродвигуни постійного і змінного струму

Залежно від використовуваного електричного струму двигуни діляться на дві групи:

• приводи постійного струму;
• приводи змінного струму.

Електродвигуни постійного струму сьогодні застосовуються не так часто, як раніше. Їх практично витіснили асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором.

Головний недолік електродвигунів постійного струму - можливість експлуатації виключно за наявності джерела постійного струму або перетворювача змінної напруги в постійний струм. У сучасному промисловому виробництві забезпечення цієї умови вимагає додаткових фінансових витрат.

Проте, при істотних недоліки цей тип двигунів відрізняється високим пусковим моментом і стабільною роботою в умовах великих перевантажень. Приводи даного типу найчастіше застосовуються в металургії і верстатобудуванні, встановлюються на електротранспорт.

Принцип роботи електродвигунів змінного струму побудований на електромагнітної індукції, Що виникає в процесі руху провідного середовища в магнітному полі. Для створення магнітного поля використовуються обмотки, обтічні струмами, або постійні магніти.

Електродвигуни змінного струму поділяються на синхронні і асинхронні. У кожної підгрупи є свої конструктивні і експлуатаційні особливості.

синхронні електродвигуни

Синхронні двигуни - оптимальне рішення для обладнання з постійною швидкістю роботи: генераторів постійного струму, компресорів, насосів та ін.

Технічні характеристики синхронних електродвигунів різних моделей відрізняються. Швидкість обертання коливається в діапазоні від 125 до 1000 оборотів / хв, потужність може досягати 10 тисяч кВт.

У конструкції приводів передбачена короткозамкнутая обмотка на роторі. Її наявність дозволяє здійснювати асинхронний пуск двигуна. До переваг обладнання даного типу відносяться високий ККД і невеликі габарити. Експлуатація синхронних електродвигунів дозволяє скоротити втрати електрики в мережі до мінімуму.

асинхронні електродвигуни

Асинхронні електродвигуни змінного струму набули найбільшого поширення в промисловому виробництві. Особливістю даних приводів є більш висока частота обертання магнітного поля в порівнянні зі швидкістю обертання ротора.

У сучасних двигунах для виготовлення ротора використовується алюміній. Легка вага цього матеріалу дозволяє зменшити масу електродвигуна, скоротити собівартість його виробництва.

ККД асинхронного двигуна падає майже вдвічі при експлуатації в режимі низьких навантажень - до 30-50 відсотків від номінального показника. Ще один недолік таких електроприводів полягає в тому, що параметри пускового струму майже втричі перевищують робочі показники. Для зменшення пускового струму асинхронного двигуна використовуються частотні перетворювачі або пристрої плавного пуску.

Асинхронні електродвигуни задовольняють вимогам різних промислових застосувань:

• Для ліфтів та іншого обладнання, що вимагає ступеневої зміни швидкості, випускаються багатошвідкісні асинхронні приводи.
• При експлуатації лебідок і металообробних верстатів використовуються електродвигуни з електромагнітної гальмівною системою. Це обумовлено необхідністю зупинки приводу і фіксації валу при перебоях напруги або його зникнення.
• У процесах з пульсуючим навантаженням або при повторно-короткочасних режимах можуть використовуватися асинхронні електродвигуни з підвищеними параметрами ковзання.

вентильні електродвигуни

Група вентильних електродвигунів включає в себе приводи, в яких регулювання режиму експлуатації здійснюється за допомогою вентильних перетворювачів.

До переваг даного обладнання відносяться:

• Високий експлуатаційний ресурс.
• Простота обслуговування за рахунок безконтактного управління.
• Висока перевантажувальна здатність, яка в п'ять разів перевищує пусковий момент.
• Широкий діапазон регулювання частоти обертання, який майже вдвічі вище діапазону асинхронних електродвигунів.
• Високий ККД при будь-якому навантаженні - більше 90 відсотків.
• Невеликі габарити.
• Швидка окупність.

потужність електродвигуна

У режимі постійної або незначно змінюється навантаження працює велика кількість механізмів: вентилятори, компресори, насоси, інша техніка. При виборі електродвигуна необхідно орієнтуватися на споживану обладнанням потужність.

Визначити потужність можна розрахунковим шляхом, використовуючи формули і коефіцієнти, наведені нижче.

Потужність на валу електродвигуна визначається за такою формулою:

де:
Рм - споживана механізмом потужність;
ηп - ККД передачі.

Номінальну потужність електродвигуна бажано вибирати більше розрахункового значення.

де:
K3 - коефіцієнта запасу, він дорівнює 1,1-1,3;
g -прискорення вільного падіння;
Q - продуктивність насоса;
H - висота підйому (розрахункова);
Y - щільність перекачується насосом рідини;
ηнас - ККД насоса;
ηп - ККД передачі.

Тиск насоса розраховується за формулою:

Формула розрахунку потужності електродвигуна для компресора

Потужність поршневого компресора легко розрахувати за такою формулою:

де:
Q - продуктивність компресора;
ηk - індикаторний ККД поршневого компресора (0,6-0,8);
ηп - ККД передачі (0,9-0,95);
K3 - коефіцієнт запасу (1,05 -1,15).

або взяти з таблиці

Формула розрахунку потужності електродвигуна для вентиляторів

де:
K3 - коефіцієнт запасу. Його значення залежать від потужності двигуна:

• до 1 кВт - коефіцієнт 2;
• від 1 до 2 кВт - коефіцієнт 1,5;
• 5 і більше кВт - коефіцієнт 1,1-1,2.

Q - продуктивність вентилятора;
H - тиск на виході;
ηв - ККД вентилятора;
ηп - ККД передачі.

Наведена формула використовується для розрахунку потужності осьових і відцентрових вентиляторів. ККД відцентрових моделей дорівнює 0,4-0,7, а осьових вентиляторів - 0,5-0,85.

решта технічні характеристики, Необхідні для розрахунку потужності двигуна, можна знайти в каталогах для кожного типу механізмів.

ВАЖЛИВО! При виборі електродвигуна запас потужності повинен бути, але невеликий. При значному запасі потужності знижується ККД приводу. У електродвигунах змінного струму це призводить ще й до зниження коефіцієнта потужності.

Пусковий струм електродвигуна

Знаючи тип і номінальну потужність електродвигуна, можна розрахувати номінальний струм.

де:
PH - номінальна потужність електродвигуна;
UH - номінальна напруга електродвигуна,
ηH - ККД електродвигуна;
cosfH - коефіцієнт потужності електродвигуна.

Номінальні значення потужності, напруги і ККД можна знайти в технічній документації на конкретну модель електродвигуна.

Знаючи значення номінального струму, можна розрахувати пусковий струм.

Формула розрахунку пускового струму електродвигунів

де:
IH - номінальне значення струму;
Кп - кратність постійного струму до номінального значення.

Пусковий струм необхідно розраховувати для кожного двигуна в ланцюзі. Знаючи цю величину, легше підібрати тип автоматичного вимикача для захисту всього ланцюга.

Режими роботи електродвигунів

Режим роботи визначає навантаження на електродвигун. У деяких випадках вона залишається практично незмінною, в інших може змінюватися. Характер передбачуваного навантаження обов'язково враховується при виборі двигуна. Чинними стандартами передбачені наступні режими експлуатації:

режим S1 (Тривалий). При такому режимі експлуатації навантаження залишається незмінною протягом усього часу, поки температура електродвигуна не досягне необхідного значення. Потужність приводу розраховується за формулами, наведеними вище.

режим S2 (Короткочасний). При експлуатації в цьому режимі температура двигуна в період його включення не досягає сталого значення. За час відключення електродвигун охолоджується до температури довкілля. При короткочасному режимі експлуатації необхідно перевіряти перевантажувальну здатність електроприводу.

режим S3 (Періодично-короткочасний). Електродвигун працює з періодичними відключеннями. У періоди включення і відключення його температура не встигає досягти заданого значення або охолодитися до температури навколишнього середовища. При розрахунку потужності двигуна обов'язково враховується тривалість пауз і втрат в перехідні періоди. При виборі електродвигуна важливим параметром є допустима кількість включень за одиницю часу.

режими S4 (Періодично-короткочасний, з частими пусками) і S5 (Періодично-короткочасний з електричним гальмуванням). В обох випадках робота двигуна розглядається за тими ж параметрами, що і в режимі експлуатації S3.

режим S6 (Періодично-безперервний з короткочасної навантаженням). Робота електродвигуна в даному режимі передбачає експлуатацію під навантаженням, що чергуються з холостим ходом.

режим S7 (Періодично-безперервний з електричним гальмуванням)

режим S8 (Періодично-безперервний з одночасною зміною навантаження і частоти обертання)

режим S9 (Режим з неперіодичним зміною навантаження і частоти обертання)

Більшість моделей сучасних електроприводів, експлуатованих тривалий час, адаптовані до змінюється рівнем навантаження.

Кліматичні виконання електродвигунів

При виборі електродвигуна враховуються не тільки його технічні характеристики, але і умови навколишнього середовища, в яких він буде експлуатуватися.

Сучасні електроприводи випускаються в різних кліматичних виконаннях. Категорії маркуються відповідними буквами і цифрами:

• У - моделі для експлуатації в помірному кліматі;
• ХЛ - електродвигуни, адаптовані до холодного клімату;
• ТС - виконання для сухого тропічного клімату;
• ТВ - виконання для вологого тропічного клімату;
• Т - універсальні виконання для тропічного клімату;
• Про - електродвигуни для експлуатації на суші;
• М - двигуни для роботи в морському кліматі (холодному і помірному);
• В - моделі, які можуть використовуватися в будь-яких зонах на суші і на морі.

Цифри в номенклатурі моделі вказують на тип її розміщення:

• 1 - можливість експлуатації на відкритих майданчиках;
• 2 - установка в приміщеннях з вільним доступом повітря;
• 3 - експлуатація в закритих цехах і приміщеннях;
• 4 - використання в виробничих і інших приміщеннях з можливістю регулювання кліматичних умов (наявність вентиляції, опалення);
• 5 - виконання, розроблені для експлуатації в зонах підвищеної вологості, з високою освітою конденсату.

енергоефективність

Раціональне споживання енергії при збереженні високої потужності скорочує поточні виробничі витрати при одночасному збільшенні продуктивності електродвигуна. Тому при виборі приводу обов'язково враховується клас енергоефективності.

У технічній документації і каталогах обов'язково вказується клас енергоефективності двигуна. Він залежить від показника ККД.

Проведені в тестовому і робочому режимах експериментальні дослідження показують, що електродвигун потужністю 55 кВт високого класу енергоефективності скорочує споживання електроенергії на 8-10 тисяч кВт щорічно.

Інші корисні матеріали: