Пример возможности пуска электродвигателя 380 В
Требуется проверить возможность пуска электродвигателя типа 4А250М2 У3 мощностью 90 кВт. От шин 6 кВ подстанции 2РП-1 питается подстанция с трансформаторами типа ТМ мощностью 320 кВА. От подстанции 2РП-1 до трансформаторов ТМ-6/0,4 кВ с установленным ответвлением 0%, проложен кабель марки ААБ сечением 3х70 мм2, длина линии составляет 850 м. К шинам РУ-0,4 кВ присоединен кабелем марки ААБ сечением 3х95 мм2, длиной 80 м двигатель типа 4А250М2 У3.
Рис. 1 — Однолинейная схема 0,4 кВ
В момент пуска двигателя 4А250М2 У3 работает подключенный к шинам двигатель 4А250S2 У3 мощностью 75 кВт с напряжением на зажимах 365 В. Напряжение на шинах 0,4 кВ при пуске двигателя равно Uш = 380 В.
- Ммакс/Мн – кратность максимального момента;
- Мп/Мн – кратность пускового момента;
- Мн – номинальный момент двигателя;
1. Определяем длительно допустимый ток двигателя Д1:
2. Определяем пусковой ток двигателя Д1:
где: Kпуск = 7,5 – кратность пускового тока, согласно паспорта на двигатель;
3. Определяем величину активного и индуктивного сопротивления для алюминиевого кабеля марки ААБ сечением 3х70 мм2 на напряжение 6 кВ от шин подстанции 2РП-1 до трансформатора типа ТМ 320 кВА, значения сопротивлений берем из таблицы 2.5 .
Получаем значения сопротивлений Rв = 0,447 Ом/км и Хв = 0,08 Ом/км.
Эти сопротивления необходимо привести к стороне низшего напряжения трансформатора, так как двигатель подключен к сети низшего напряжения. Из таблицы 8 для номинального коэффициента трансформации 6/0,4 кВ и ответвления 0% находим значение n=15.
4. Определяем активное и индуктивное сопротивление кабеля по отношению к сети низшего напряжения по формуле :
- Rв и Хв – сопротивления сети со стороны высшего напряжения;
- n = 6/0,4 =15 – коэффициент трансформации понижающего трансформатора.
5. Определяем сопротивление кабеля длиной 850 м от подстанции 2РП-1 до трансформатора 6/0,4 кВ:
Rс = Rн*L = 0,002*0,85 = 0,0017 Ом;
Хс = Хн*L = 0,000355*0,85 = 0,0003 Ом;
6. Определяем сопротивление трансформатора мощностью 320 кВА, 6/0,4 кВ по таблице 7 .
Rт = 9,7*10 -3 = 0,0097 Ом;
Хт = 25,8*10 -3 = 0,0258 Ом;
7. Определяем сопротивления линии от шин подстанции 2РП-1 до шин низшего напряжения подстанции:
Rш = Rс + Rт = 0,0017 + 0,0097 = 0,0114 Ом;
Хш = Хс + Хт = 0,0003 + 0,0258 = 0,0261 Ом;
8. Определяем сопротивление кабеля длиной 80 м марки ААБ 3х95 мм2 от шин низшего напряжения до зажимов двигателя:
где: R = 0,329 Ом/км и Х = 0,06 Ом/км -значения активных и реактивных сопротивлений кабеля определяем по таблице 2-5 .
9. Определяем суммарное сопротивление линии от подстанции 2РП-1 до зажимов двигателя:
Rд = Rш + R1 = 0,0114 + 0,026 = 0,0374 Ом;
Как определить ток электродвигателя по мощности?
Для новых электродвигателей в измерении тока нет необходимости – вся информация о токах, номинальной мощности, оборотах и напряжении питания указана на бирке. Без бирки номинальный пусковой ток рассчитывают по формуле. После снятия рабочей нагрузки с вала электродвигатель переходит в режим холостого хода. При такой работе можно узнать исправность устройства, мощность, намагничивающий ток и коэффициент потерь в конструкциях привода.
Номинальный ток электродвигателя – это необходимый параметр при настройке защитной автоматики и подборе питающего провода. Однако, стоит учитывать, что чем выше температура окружающей среды, тем меньшего значения будет максимальный ток отключающего реле.
Практические измерения
Самый доступный способ — проверка показаний бытового счетчика электроэнергии. Сначала следует отключить абсолютно все бытовые приборы и выключить свет во всех помещениях, поскольку даже горящая лампочка на 40Вт будет искажать показания. Проследите, чтобы счетчик не крутился или индикатор не мигал (в зависимости от его модели). Вам повезло, если у вас счетчик «Меркурий» — он показывает величину нагрузки в кВт, поэтому от вас потребуется только включить двигатель на 5 минут на полную мощность и проверить показания.
Индукционные счетчики ведут учет в кВт/ч. Запишите показания до включения мотора, дайте ему поработать ровно 10 минут (лучше воспользоваться секундомером). Снимите новые показания счетчика и путем вычитания узнайте разницу. Умножьте эту цифру на 6. Полученный результат отображает мощность двигателя в кВт.
Если двигатель маломощный, вычислить параметры будет несколько сложнее. Выясните, сколько оборотов (или импульсов) равно 1кВт/ч — информацию вы найдете на счетчике. Допустим, это 1600 оборотов (или вспышек индикатора). Если при работающем двигателе счетчик делает 20 оборотов в минуту, умножьте эту цифру на 60 (количество минут в часу). Получается 1200 оборотов в час. Разделите 1600 на 1200 (1.3) — это и есть мощность двигателя. Результат тем точнее, чем дольше вы измеряете показания, но небольшая погрешность все равно присутствует.
Нюансы по эксплуатации
В случае установки и последующего использования электродвигателей АИР основного исполнения важно соблюдать и учитывать в работе некоторые нюансы, указанные заводом изготовителем, а именно:
Электродвигатель обязательно должен подключаться через систему защиты от токов короткого замыкания, перегрева, обрыва фаз, перегрузок и т.д.
При выполнении монтажных работ или подключения электродвигателя АИР важно обеспечивать приток воздушного потока для охлаждения, сам кожух должен отодвигаться от препятствий не менее чем на 20мм.
В случае сопряжений, вал электродвигателя АИР выставляется соосно с нагрузкой.
Несмотря на способ подключения обязательно производится последующая балансировка нагрузки на валу.
Важно учитывать, что балансировка ротора осуществляется без шпонок.
Общие сведения о двигателях АИР
Асинхронные электродвигатели серии АИ созданы специалистами стран, входящих в состав международной организации «Интерэлектро». Данная серия считается базовой, на основе которой были разработаны агрегаты в модифицированном и специализированном исполнении. Мощность таких двигателей составляет широкий диапазон, начиная от 25 Вт и заканчивая 400 кВт. Высота оси вращения также колеблется в пределах 45-355 мм.
Мощности и высоты осей вращения в агрегатах АИ исполнены в двух вариантах – Р и С. Отсюда и возникла аббревиатура АИР вместе с другой аббревиатурой АИС. Первый вариант использовался еще при Советском Союзе, а второй принят европейским электротехническим комитетом по стандартизации. Этими нормами руководствуются все зарубежные фирмы, поэтому на внутреннем российском рынке используются двигатели АИР, а на экспорт отправляются АИС. Каждый асинхронный электродвигатель АИР по своей мощности на одну ступень превышает мощность АИС при одинаковой высоте оси вращения. Обозначения электродвигателей серии АИ представлены тремя видами:
- Базовое. Включает в себя символику, в которой определяется серия, мощность и частота вращения двигателя. Например, маркировка АИР200М6, соответствует серии АИ с увязкой по варианту Р, ось вращения расположена на высоте 200 мм, М – габариты (длина) корпуса по установочным размерам, 6 – количество полюсов.
- Основное. В этом случае базовое обозначение дополнительно включает электрическую и конструктивную модификацию, используемый вид защиты и охлаждения. Кроме того, учитывается специализированное исполнение, в том числе и в соответствии с условиями окружающей среды. Следовательно, маркировка АИРБС100М4НПТ2 будет расшифровываться следующим образом: АИР100М4 – базовое обозначение, Б – исполнение закрытого типа, охлаждение естественное без обдува, С – повышенное скольжение, Н – низкий уровень шума, П – установочные размеры повышенной точности, Т – использование в тропическом климате, 2 – категория размещения.
- Полное. Кроме основного обозначения содержит дополнительные конструктивные и электрические характеристики. В этом случае к основному обозначению добавляется величина напряжения 220/380В, частота сети – 60, исполнение по способу монтажа и концу вала – IM2181, выводное устройство и количество штуцеров – К3-Н-3, вид фланцевого щита – F-100.
Как подключить частотный преобразователь
Если кабель для подключения на 220 В с 1-й фазой, применяется схема «треугольника». Нельзя подключать частотник, если выходной ток выше 50% от номинального значения.
Если кабель питания на три фазы 380 В, то делается схема «звезды». Чтобы проще было подключать питание, предусмотрены контакты и клеммы с буквенными обозначениями.
- Контакты R, S, T предназначены для подключения сети питания по фазам.
- Клеммы U , V , W служат соединением электродвигателя. Для реверса достаточно изменить подключение двух проводов между собой.
В приборе должна быть колодка с клеммой подключения к земле. Подробней, как подключить, здесь.
Степень защиты IPxx (ГОСТ 17494-87)
Первая цифра — защита от проникновения твердых тел
— незащищенный электродвигатель
1- электродвигатель, защищенный от твердых тел, диаметром более 50 мм
2- электродвигатель, защищенный от твердых тел, диаметром более 12 мм
3- электродвигатель, защищенный от твердых тел, диаметром более 2,5 мм
4- электродвигатель, защищенный от твердых тел, диаметром более 1,0 мм
5- электродвигатель, защищенный от пыли
Вторая цифра — защита от проникновения воды
— незащищенный электродвигатель
1- электродвигатель, защищенный от вертикально капающей воды
2- электродвигатель, защищенный от падающих капель под углом до 15º к вертикали
3- электродвигатель, защищенный от падающих капель под углом до 60º к вертикали (от дождя)
4- электродвигатель, защищенный от воды, разбрызгиваемой со всех направлений
5- электродвигатель, защищенный от водяных струй со всех направлений.
Для чего необходимо знать мощность двигателя
Из всех технических характеристик электродвигателя (КПД, номинальный рабочий ток, частота вращения и т.д.) самая значимая – мощность. Зная главные данные, вы сможете:
- Подобрать подходящие по номиналам тепловое реле и автомат.
- Определить пропускную способность и сечение электрических кабелей для подключения агрегата.
- Эксплуатировать двигатель согласно его параметрам, не допуская перегрузок.
Мы описали, как замерить мощность электродвигателя разными способами. Используйте тот, который в вашем случае будет оптимальным. Применяя любой из методов, вы подберете агрегат, который будет лучшим образом отвечать вашим требованиям. Но самый эффективный вариант, экономящий ваше время и избавляющий вас от необходимости искать информацию и проводить замеры и расчеты – это сохранить технический паспорт в надежном месте и следить за тем, чтобы шильдик с данными не потерялся.
Нюансы по эксплуатации
В случае установки и последующего использования электродвигателей АИР основного исполнения важно соблюдать и учитывать в работе некоторые нюансы, указанные заводом изготовителем, а именно:
Электродвигатель обязательно должен подключаться через систему защиты от токов короткого замыкания, перегрева, обрыва фаз, перегрузок и т.д.
При выполнении монтажных работ или подключения электродвигателя АИР важно обеспечивать приток воздушного потока для охлаждения, сам кожух должен отодвигаться от препятствий не менее чем на 20мм.
В случае сопряжений, вал электродвигателя АИР выставляется соосно с нагрузкой.
Несмотря на способ подключения обязательно производится последующая балансировка нагрузки на валу.
Важно учитывать, что балансировка ротора осуществляется без шпонок.
Оценочный расчёт по току холостого хода и напряжению
Определить мощность электродвигателя можно и по току или, как говорят дилетанты, «по амперажу». Но измерять ток, когда машина находится под нагрузкой, чтобы узнать его номинальную мощность неправильно, потому что вы никак не можете знать работает он под номинальной нагрузкой, в перегрузе или наоборот недогружен. От нагрузки зависит ток статора. Это значит, что вы измерите не номинальный ток, а ток потребления в этот момент.
Итак, нужно измерить ток холостого хода, то есть когда двигатель работает без нагрузки. Прежде чем вы будете измерять что-либо, для получения правильных данных нужно чтобы он какое-то время поработал, а именно 0,5-1 час для двигателей мощностью до 100 кВт и 1-2 часа — свыше 100 кВт. После измерения, по таблице узнать типовые отклонения Iхх от Iном в процентах и посчитать предполагаемый Iном.
Давайте приведем пример, допустим, вы измерили ток, оказалось, что это 5 Ампер. Оцениваем мощность двигателя «на глаз», допустим, что он довольно крупный, и вы предполагаете, что она больше 5 кВт. При этом это «трёхтысячник», то есть его вал вращается с частотой 3000 об/мин. Тогда измеренный ток холостого хода составляет 40% (или 0,4) от номинального. Чтобы узнать номинальный ток, нужно разделить Iхх на проценты из таблицы:
Iном=Iхх/0,4=5/0,4=12,5А
Тогда полную и активную мощность можно определить по формулам:
S=UI*1,73=380*12,5*1,73=8217 Вт=8,2 кВт.
Примем, что cosФ двигателя равен 0,85, а его КПД 0.8, тогда активная P1 равна:
Р = Iср*Uср*1,73*cosf*КПД=12,5*380*1,73*0,85*0,8=5,5 кВт
Правда стандартных асинхронных трёхфазных двигателей с такими параметрами не бывает, числа были взяты лишь для примера, но приведенным выше способом вы можете узнать мощность двигателя, зная ток и напряжение.
Таблицы значений номинального тока двигателей АИР
Если вы знаете маркировку своего электродвигателя, то можете узнать ток из таблиц ниже:
Таблица потребляемых токов электродвигателей АИР 750 об/мин
| Двигатель АИР | Ток Iн, А | Iп/Iн | Электродвигатель | Iн, А | Отношение Iп/Iн |
| АИР71В8 | 1,1 | 3,3 | АИР180М8 | 34,1 | 6,6 |
| АИР80А8 | 1,49 | 4 | АИР200М8 | 41,1 | 6,6 |
| АИР80В8 | 2,17 | 4 | АИР200L8 | 48,9 | 6,6 |
| АИР90LА8 | 2,43 | 4 | АИР225М8 | 60 | 6,5 |
| АИР90LВ8 | 3,36 | 5 | АИР250S8 | 78 | 6,6 |
| АИР100L8 | 4,4 | 5 | АИР250М8 | 92 | 6,6 |
| АИР112МА8 | 6 | 6 | АИР280S8 | 111 | 7,1 |
| АИР112МВ8 | 7,8 | 6 | АИР280М8 | 150 | 6,2 |
| АИР132S8 | 10,3 | 6 | АИР315S8 | 178 | 6,4 |
| АИР132М8 | 13,6 | 6 | АИР315М8 | 217 | 6,4 |
| АИР160S8 | 17,8 | 6 | АИР355S8 | 261 | 6,4 |
| АИР160М8 | 25,5 | 6,5 | – | – | – |
Номинальный и пусковой ток электродвигателей 1000 об/мин
| Мотор АИР | Iн, А | Iп/Iн | Электромотор | Iн, А | Iп/Iн |
| АИР 63А6 | 0,8 | 4,1 | АИР160M6 | 31,6 | 7 |
| АИР 63В6 | 1,1 | 4 | АИР180М6 | 38,6 | 7 |
| АИР71А6 | 1,3 | 4,7 | АИР200М6 | 44,7 | 7 |
| АИР71В6 | 1,8 | 4,7 | АИР200L6 | 59,3 | 7 |
| АИР80А6 | 2,3 | 5,3 | АИР225М6 | 71 | 7 |
| АИР80В6 | 3,2 | 5,5 | АИР250S6 | 86 | 7 |
| АИР90L6 | 4 | 5,5 | АИР250М6 | 104 | 7 |
| АИР100L6 | 5,6 | 6,5 | АИР280S6 | 142 | 6,7 |
| АИР112МА6 | 7,4 | 6,5 | АИР280М6 | 169 | 6,7 |
| АИР112МВ6 | 9,75 | 6,5 | АИР315S6 | 207 | 6,7 |
| АИР132S6 | 12,9 | 6,5 | АИР315М6 | 245 | 6,7 |
| АИР132М6 | 17,2 | 6,5 | АИР355S6 | 292 | 6,7 |
| АИР160S6 | 24,5 | 6,5 | АИР355М6 | 365 | 6,7 |
Рабочий ток трехфазного двигателя 1500 об/мин
| Электродвигатель АИР | Iн, А | Iп/Iн | Двигатель 1500 об/мин | Iн, А | Iп/Iн |
| АИР 56А4 | 0,5 | 4,6 | АИР160S4 | 30 | 7,5 |
| АИР 56В4 | 0,7 | 4,9 | АИР160М4 | 36,3 | 7,5 |
| АИР 63А4 | 0,82 | 5,1 | АИР180S4 | 43,2 | 7,5 |
| АИР 63В4 | 2,05 | 5,1 | АИР180M4 | 57,6 | 7,2 |
| АИР71А4 | 1,17 | 5,2 | АИР200M4 | 70,2 | 7,2 |
| АИР71В4 | 2,05 | 6 | АИР225М4 | 103 | 7,2 |
| АИР80А4 | 2,85 | 6 | АИР250S4 | 138,3 | 6,8 |
| АИР80В4 | 3,72 | 6 | АИР250М4 | 165,5 | 6,8 |
| АИР90L4 | 5,1 | 7 | АИР280S4 | 201 | 6,9 |
| АИР100S4 | 6,8 | 7 | АИР280М4 | 240 | 6,9 |
| АИР100L4 | 8,8 | 7 | АИР315S4 | 288 | 6,9 |
| АИР112М4 | 11,7 | 7 | АИР315М4 | 360 | 6,9 |
| АИР132S4 | 15,6 | 7 | АИР355S4 | 360 | 6,9 |
| АИР132М4 | 22,5 | 7 | АИР355М4 | 559 | 6,9 |
Таблица номинального тока электродвигателей 3000 об/мин
| Электромотор | Iн, А | Iп/Iн | Электродвигатель | Iн, А | Iп/Iн |
| АИР 56А2 | 0,5 | 5,3 | АИР180S2 | 41 | 7,5 |
| АИР 56В2 | 0,73 | 5,3 | АИР180M2 | 55,4 | 7,5 |
| АИР 63А2 | 1 | 5,7 | АИР200М2 | 67,9 | 7,5 |
| АИР 63В2 | 2,05 | 5,7 | АИР200L2 | 82,1 | 7,5 |
| АИР71А2 | 1,17 | 6,1 | АИР200L4 | 84,9 | 7,2 |
| АИР71В2 | 2,6 | 6,9 | АИР225М2 | 100 | 7,5 |
| АИР80А2 | 3,46 | 7 | АИР250S2 | 135 | 7 |
| АИР80В2 | 4,85 | 7 | АИР250М2 | 160 | 7,1 |
| АИР90L2 | 6,34 | 7,5 | АИР280S2 | 195 | 6,6 |
| АИР100S2 | 8,2 | 7,5 | АИР280М2 | 233 | 7,1 |
| АИР100L2 | 11,1 | 7,5 | АИР315S2 | 277 | 7,1 |
| АИР112М2 | 14,9 | 7,5 | АИР315М2 | 348 | 7,1 |
| АИР132М2 | 21,2 | 7,5 | АИР355S2 | 433 | 7,1 |
| АИР160S2 | 28,6 | 7,5 | АИР355М2 | 545 | 7,1 |
| АИР160М2 | 34,7 | 7,5 | – | – | – |
Схема подключения электродвигателей
Номинальные данные приводятся в соответствии с ГОСТ28173-89.
Электродвигатели АИР, расчитанные на напряжение 220/380В, должны подключаться при соединении обмоток в «звезду»на линейное напряжение 380В, а при соединении обмоток в «треугольник» на линейное напряжение 220В.
Аналогично, электродвигатели АИР, рассчитанные на напряжение 380/660В, должны подключаться при соединении обмоток в «звезду» на линейное напряжение 660В, а при соединении обмоток в «треугольник» на линейное напряжение 380В.
У электродвигателей, рассчитанных на напряжение 380В, обмотки по умолчанию соединены в «звезду» на линейное напряжение 380В.
Иное подключение обмоток приведет к выходу электродвигателя из строя и отказу завода-изготовителя от гарантийных обязательств по причине наличия «вины потребителя».
Пусковой ток электродвигателя
При запуске любого типа электродвигателя возникает пусковой ток от 2 до 8 кратного значению номинального тока в рабочем режиме электродвигателя. Величина пускового тока зависит от типа двигателя, скорости вращения, схемы подключения, наличие нагрузки на валу и от других параметров.
Пусковой ток возникает, потому что в момент запуска наводится очень сильное магнитное поле в обмотках необходимое, что бы сдвинуть с места и раскрутить ротор. При включении мотора сопротивление обмоток мало, а следовательно по закону Ома, ток вырастает при неизменном напряжении в участке цепи. По мере того как двигатель раскручивается, возникает в обмотках ЭДС или индуктивное сопротивление и ток начинает уменьшаться до номинального значения.
Эти всплески реактивной энергии негативно сказываются на работе других электропотребителей, подключенных к этой же линии электропитания, что служит причиной возникновения особенно губительных для электроники скачков или перепадов напряжения.
Снизить вдвое пусковой ток можно при использовании специально разработанного для этих целей тиристорного блока, а лучше при помощи устройства плавного запуска (УПЗ). УПЗ с меньшим пусковым током и быстрее в полтора раза запускает мотор по сравнению с тиристорным запуском.
Устройства плавного запуска подходят как к синхронным, так и к асинхронным двигателям. УПЗ выпускаются предприятиями Украины и России.
Для запуска трехфазного асинхронного двигателя сегодня нередко используются и преобразователя частоты. Широкое их распространение пока сдерживает только цена. Благодаря изменению величин частоты тока и напряжения удается не только сделать плавный запуск, но и регулировать скорость вращения ротора. По другому как только изменением частоты электрического тока, регулировать скорость вращения асинхронного двигателя нет возможности. Но следует знать, что частотный преобразователь создает помехи в электросети, поэтому для подключения электроники и бытовой техники используйте сетевой фильтр.
Использование устройства плавного запуска и частотного преобразователя позволяет не только сохранить стабильность электропитания у Вас и Ваших соседей, подключенных к одной линии электроснабжения, но и продлить срок службы электродвигателей.
Лучшие производители
В виду постоянного наполнения рынка электрическими машинами самого разнообразного качества, довольно остро стоит вопрос и при покупке электродвигателя АИР. Приобретая такой агрегат, пользователь ожидает получить взамен длительную бесперебойную работу, так как асинхронные машины гораздо надежнее и относительно редко выходят со строя.
Однако на практике нередко всплывают различные подделки, как правило, дешевая китайская продукция, ее же иногда пытаются выдавать за новоиспеченных отечественных производителей двигателей основного промышленного сектора. Поэтому, чтобы купить электродвигатель АИР, следует выбирать проверенные бренды, которые соответствуют стандартам, а их агрегаты выдерживают заявленные режимы работы.
Перечень лучших производителей электродвигателей серии АИР приведен в таблице ниже:
Таблица: перечень лучших производителей электродвигателей АИР
| Название производителя | Краткое описание |
| СЛЭМЗ (харьковский электромеханический завод) | Выпускает электродвигатели АИР с мощностью от 0,75 до 75кВт различного конструктивного исполнения. |
| «Укрэлектромаш» (харьковский электротехнический завод) | Выпускает маломощную линейку электрических машин марки АИР |
| «ELDIN» (ярославльский завод) | Один из крупнейших производителей асинхронных машин в России |
| «Сибэлектромотор» (томский завод) | В большей части ориентирован на производство крановых электродвигателей. |
| «Электродвигатель» (могилевский завода) | Ориентирован на широкий модельный ряд приводной продукции |
| «Полесьеэлектромаш» (лунинецкий завод) | Осуществляют не только изготовление, но и ремонт электродвигателей АИР |
Расчет КПД электродвигателя
Онлайн расчет КПД (коэффициента полезного действия) электродвигателя
Расчет КПД трехфазного электродвигателя
Расчет коэффициента полезного действия электродвигателя производится по следующей формуле:
η=P/√3UIcosφ
где:
- P — Номинальная мощность электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя либо определяется рассчетным путем);
- U — Номинальное напряжение (напряжение на которое подключается электродвигатель);
- I — Номинальный ток электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя, а при их отсутствииопределяется расчетным путем);
- cosφ — Коэффициент мощности — отношение активной мощности к полной (принимается от 0,75 до 0,9 в зависимости от мощности электродвигателя);
Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.
10
Онлайн расчет характеристик трехфазных электродвигателей
Типы двигателей
Электродвигатели постоянного и переменного тока
В зависимости от используемого электрического тока двигатели делятся на две группы:
- приводы постоянного тока;
- приводы переменного тока.
Электродвигатели постоянного тока сегодня применяются не так часто, как раньше. Их практически вытеснили асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.
Главный недостаток электродвигателей постоянного тока — возможность эксплуатации исключительно при наличии источника постоянного тока или преобразователя переменного напряжения в постоянный ток. В современном промышленном производстве обеспечение данного условия требует дополнительных финансовых затрат.
Тем не менее, при существенных недостатках этот тип двигателей отличается высоким пусковым моментом и стабильной работой в условиях больших перегрузок. Приводы данного типа чаще всего применяются в металлургии и станкостроении, устанавливаются на электротранспорт.
Принцип работы электродвигателей переменного тока построен на электромагнитной индукции, возникающей в процессе движения проводящей среды в магнитном поле. Для создания магнитного поля используются обмотки, обтекаемые токами, либо постоянные магниты.
Электродвигатели переменного тока подразделяются на синхронные и асинхронные. У каждой подгруппы есть свои конструктивные и эксплуатационные особенности.
Синхронные электродвигатели
Синхронные двигатели — оптимальное решение для оборудования с постоянной скоростью работы: генераторов постоянного тока, компрессоров, насосов и др.
Технические характеристики синхронных электродвигателей разных моделей отличаются. Скорость вращения колеблется в диапазоне от 125 до 1000 оборотов/мин, мощность может достигать 10 тысяч кВт.
В конструкции приводов предусмотрена короткозамкнутая обмотка на роторе. Ее наличие позволяет осуществлять асинхронный пуск двигателя. К преимуществам оборудования данного типа относятся высокий КПД и небольшие габариты. Эксплуатация синхронных электродвигателей позволяет сократить потери электричества в сети до минимума.
Асинхронные электродвигатели
Асинхронные электродвигатели переменного тока получили наибольшее распространение в промышленном производстве. Особенностью данных приводов является более высокая частота вращения магнитного поля по сравнению со скоростью вращения ротора.
В современных двигателях для изготовления ротора используется алюминий. Легкий вес этого материала позволяет уменьшить массу электродвигателя, сократить себестоимость его производства.
КПД асинхронного двигателя падает почти вдвое при эксплуатации в режиме низких нагрузок — до 30-50 процентов от номинального показателя. Еще один недостаток таких электроприводов состоит в том, что параметры пускового тока почти втрое превышают рабочие показатели. Для уменьшения пускового тока асинхронного двигателя используются частотные преобразователи или устройства плавного пуска.
Асинхронные электродвигатели удовлетворяют требованиям разных промышленных применений:
- Для лифтов и другого оборудования, требующего ступенчатого изменения скорости, выпускаются многоскоростные асинхронные приводы.
- При эксплуатации лебедок и металлообрабатывающих станков используются электродвигатели с электромагнитной тормозной системой. Это обусловлено необходимостью остановки привода и фиксации вала при перебоях напряжения или его исчезновения.
- В процессах с пульсирующей нагрузкой или при повторно-кратковременных режимах могут использоваться асинхронные электродвигатели с повышенными параметрами скольжения.
Вентильные электродвигатели
Группа вентильных электродвигателей включает в себя приводы, в которых регулирование режима эксплуатации осуществляется посредством вентильных преобразователей.
К преимуществам данного оборудования относятся:
- Высокий эксплуатационный ресурс.
- Простота обслуживания за счет бесконтактного управления.
- Высокая перегрузочная способность, которая в пять раз превышает пусковой момент.
- Широкий диапазон регулирования частоты вращения, который почти вдвое выше диапазона асинхронных электродвигателей.
- Высокий КПД при любой нагрузке – более 90 процентов.
- Небольшие габариты.
- Быстрая окупаемость.
Как определить мощность?
Существует несколько способов определения мощности электродвигателя: диаметру вала, по габариту и длине, по току и сопротивлению, замеру счетчиком электроэнергии.
По габаритным размерам
Какие размеры необходимо замерить:
- Длина, ширина, высота корпуса
- Расстояние от центра вала до пола
- Длина и диаметр вала
- Крепежные размеры по лапам (фланцу)
По диаметру вала
Определение мощности электродвигателя по диаметру вала — частый запрос для поисковых систем. Но для точного определения этого параметра недостаточно – два двигателя в одном габарите, с одинаковыми валами и частотой вращения могут иметь различную мощность.
Таблица с привязкой диаметров валов к мощности и оборотам для двигателей АИР и 4АМ.
| Мощность электродвигателя Р, кВт | Диаметр вала, мм | |||
| 3000 об/мин | 1500 об/мин | 1000 об/мин | 750 об/мин | |
| 1,5 | 22 | 22 | 24 | 28 |
| 2,2 | 24 | 28 | 32 | |
| 3 | 24 | 32 | ||
| 4 | 28 | 28 | 38 | |
| 5,5 | 32 | 38 | ||
| 7,5 | 32 | 38 | 48 | |
| 11 | 38 | 48 | ||
| 15 | 42 | 48 | 55 | |
| 18,5 | 55 | 60 | ||
| 22 | 48 | 55 | 60 | |
| 30 | 65 | |||
| 37 | 55 | 60 | 65 | 75 |
| 45 | 75 | 75 | ||
| 55 | 65 | 80 | ||
| 75 | 65 | 75 | 80 | |
| 90 | 90 | |||
| 110 | 70 | 80 | 90 | |
| 132 | 100 | |||
| 160 | 75 | 90 | 100 | |
| 200 | ||||
| 250 | 85 | 100 | ||
| 315 | — |
По показанию счетчика
Как правило измерение счетчика отображаются в киловаттах (далее кВт). Для точности измерения стоит отключить все электроприборы или воспользоваться портативным счетчиком. Мощность электродвигателя 2,2 кВт, подразумевает что он потребляет 2,2 кВт электроэнергии в час.
Для измерения мощности по показанию счетчика нужно:
- Подключить мотор и дать ему поработать в течении 6 минут.
- Замеры счетчика умножить на 10 – получаем точную мощность электромотора.
Расчет мощности по току
Для начала нужно подключить двигатель к сети и замерить показатели напряжения. Замеряем потребляемый ток на каждой из обмоток фаз с помощью амперметра или мультиметра. Далее, находим сумму токов трех фаз и умножаем на ранее замеренные показатели напряжения, наглядно в формуле расчета мощности электродвигателя по току.
- P – мощность электродвигателя;
- U – напряжение;
- Ia – ток 1 фазы;
- Ib – 2 фазы;
- Ic – 3 фазы.
Источник: