Расчет однофазных электродвигателей: Расчет однофазных электродвигателей

Расчет емкости конденсатора асинхронного двухфазного двигателя (конденсаторный двигатель) — Help for engineer

Расчет емкости конденсатора асинхронного двухфазного двигателя (конденсаторный двигатель)

Однофазный асинхронный двигатель

Обмотка статора однофазного асинхронного двигателя занимает приблизительно 2/3 окружности, именно по этой причине его мощность на 1/3 меньше мощности трехфазного двигателя таких же габаритов.

Ток, протекая по обмотке статора, создает пульсирующее магнитное поле, которое можно представить как два поля, вращающиеся в разных направлениях. Поле, которое вращается в направлении ротора называется прямым полем, а второе – обратным. Они воздействуют на ротор и создают соответствующие моменты (Мпр и Мобр).

По причине разных направлений вращения эти электрические машины не могут самостоятельно совершить пуск, так как при неподвижном роторе, то есть при S=1, пусковой момент, он же Мрез, равен нолю (смотри Рисунок 1). Однако, если придать движение ротору, то прямой и обратный моменты не будут равны и двигатель продолжит вращение в том же направлении (ток, протекающий по обмотке ротора будет оказывать размагничивающее действие и при этом будет ослабляться обратное поле).

Рисунок 1 — Зависимость механических характеристик от прямого и обратного вращающих полей

Пуск двигателя с помощью пусковых устройств

Для того чтоб запустить однофазный асинхронный двигатель применяют устройства для пуска двигателя:

— Конденсатор – C;

— Резистор – R.

Пуск трехфазных асинхронных двигателей осуществляется более простым способом из-за уже имеющегося в сети сдвига фаз на 120 электрических градусов

Для получения пускового момента используют пусковую обмотку статора, которая по отношению к рабочей обмотке сдвинута на 90 электрических градусов. Применяют фазосдвигающие элементы, которые подключают к пусковой обмотке. Эта обмотка работает, обычно, около 3 первых секунд, после чего принудительно отключается вручную или с помощью автоматов.

По этой причине ее изготовляют из провода меньшего сечения и с меньшим количеством витков по сравнению с рабочей обмоткой.

Пуск при помощи резистора производится при малых необходимых пусковых моментах, то есть если нагрузка на валу незначительна. Рисунок 2 иллюстрирует применение пускового а) конденсатора и б) резистора; где Р – рабочая обмотка, П – пусковая обмотка.

Рисунок 2 – Схема подключения однофазного асинхронного двигателя

Двухфазные асинхронные двигатели

Наличие конденсатора значительно улучшает характеристики двигателя, по этой причине используются двухфазные асинхронные двигатели. В них две обмотки являются рабочими, в одну из них вводится конденсатор для смещения угла между фазами на 90 градусов и создания кругового магнитного поля. Такие двигатели называют конденсаторными.

Расчет емкости конденсатора для двигателя:

Емкость такого конденсатора определяется по формуле:

,

где – ток, протекающий в обмотке статора,

sinφ1 – сдвиг фаз между напряжение и током без конденсатора,

f– частота питающей сети,

U – напряжение сети,

n – коэффициент трансформации.

,

Где и kоб1,kоб2 — обмоточные коэффициенты,

W1, W2, — количество витков обмоток статора и ротора.

Напряжение на зажимах конденсатора выше чем напряжение сети и определяется следующей формулой:

Для повышения пусковых характеристик Существуют двигатели в одну обмотку которых ставятся два конденсатора, один из которых пусковой, второй – рабочий. Пусковой конденсатор обычно имеет емкость в разы большую чем рабочий. При этом пусковой отключается при достижении 70-80% номинальной скорости электрической машины.

Рисунок 3 – Пример подключения пары конденсаторов (конденсаторный двигатель)

Преимущества и недостатки конденсаторных двигателей

Недостатки по сравнению с трехфазным двигателем:

— Меньшая мощность;

— Увеличенное скольжение при номинальном режиме;

— Скорость вращения вала при холостом ходу ниже;

— Пониженная кратность пускового момента;

— Повышенная кратность пускового тока.

Преимущества:

— Имеют высокую эксплуатационную надежность;

— Не требуют трехфазного источника тока.

Недостаточно прав для комментирования

Как рассчитать потребляемую мощность двигателя

В этой статье мы разберем, что такое мощность трехфазного асинхронного двигателя и как ее рассчитать.

Понятие мощности электродвигателя

Мощность – пожалуй, самый важный параметр при выборе электродвигателя. Традиционно она указывается в киловаттах (кВт), у импортных моделей – в киловаттах и лошадиных силах (л.с., HP, Horse Power). Для справки: 1 л.с. приблизительно равна 0,75 кВт.

На шильдике двигателя указана номинальная полезная (отдаваемая механическая) мощность. Это та мощность, которую двигатель может отдавать механической нагрузке с заявленными параметрами без перегрева. В формулах номинальная механическая мощность обозначается через Р

2.

Электрическая (потребляемая) мощность двигателя Р1 всегда больше отдаваемой Р2, поскольку в любом устройстве преобразования энергии существуют потери. Основные потери в электродвигателе – механические, обусловленные трением. Как известно из курса физики, потери в любом устройстве определяются через КПД (ƞ), который всегда менее 100%. В данном случае справедлива формула:

Р2 = Р1 · ƞ

КПД в двигателях зависит от номинальной мощности – у маломощных моделей он может быть менее 0,75, у мощных превышает 0,95. Приведенная формула справедлива для активной потребляемой мощности. Но, поскольку электродвигатель является активно-реактивной нагрузкой, для расчета полной потребляемой мощности S (с учетом реактивной составляющей) нужно учитывать реактивные потери. Реактивная составляющая выражается через коэффициент мощности (cosϕ). С её учетом формула номинальной мощности двигателя выглядит так:

Р2 = Р1 · ƞ = S · ƞ · cosϕ

Мощность и нагрев двигателя

Номинальная мощность обычно указывается для температуры окружающей среды 40°С и ограничена предельной температурой нагрева. Поскольку самым слабым местом в двигателе с точки зрения перегрева является изоляция, мощность ограничивается классом изоляции обмотки статора. Например, для наиболее распространенного класса изоляции F допустимый нагрев составляет 155°С при температуре окружающей среды 40°С.

В документации на электродвигатели приводятся данные, из которых видно, что номинальная мощность двигателя падает при повышении температуры окружающей среды. С другой стороны, при должном охлаждении двигатели могут длительное время работать на мощности выше номинала.

Мы рассмотрели потребляемую и отдаваемую мощности, но следует сказать, что реальная рабочая потребляемая мощность P (мощность на валу двигателя в данный момент) всегда должна быть меньше номинальной:

Р 2 1

Это необходимо для предотвращения перегрева двигателя и наличия запаса по перегрузке. Кратковременные перегрузки допустимы, но они ограничены прежде всего нагревом двигателя. Защиту двигателя по перегрузке также желательно устанавливать не по номинальному току (который прямо пропорционален мощности), а исходя из реального рабочего тока.

Современные производители в основном выпускают двигатели из ряда номиналов: 1,5, 2,2, 5,5, 7,5, 11, 15, 18,5, 22 кВт и т.д.

Расчет мощности двигателя на основе измерений

На практике мощность двигателя можно рассчитать, прежде всего, исходя из рабочего тока. Ток измеряется токовыми клещами в максимальном рабочем режиме, когда рабочая мощность приближается к номинальной. При этом температура корпуса двигателя может превышать 100 °С, в зависимости от класса нагревостойкости изоляции.

Измеренный ток подставляем в формулу для расчета реальной механической мощности на валу:

Р = 1,73 · U · I · cosϕ · ƞ, где

  • U – напряжение питания (380 или 220 В, в зависимости от схемы подключения – «звезда» или «треугольник»),
  • I – измеренный ток,
  • cosϕ и ƞ – коэффициент мощности и КПД, значения которых можно принять равными 0,8 для маломощных двигателей (менее 5,5 кВт) или 0,9 для двигателей мощностью более 15 кВт.

Если нужно найти номинальную мощность двигателя, то полученный результат округляем в бОльшую сторону до ближайшего значения из ряда номиналов.

Р2 > Р

Если необходимо рассчитать потребляемую активную мощность, используем следующую формулу:

Р1 = 1,73 · U · I · ƞ

Именно активную мощность измеряют счетчики электроэнергии. В промышленности для измерения реактивной (и полной мощности S) применяют дополнительное оборудование. При данном способе можно не использовать приведенную формулу, а поступить проще – если двигатель подключен в «звезду», измеренное значение тока умножаем на 2 и получаем приблизительную мощность в кВт.

Расчет мощности при помощи счетчика электроэнергии

Этот способ прост и не требует дополнительных инструментов и знаний. Достаточно подключить двигатель через счетчик (трехфазный узел учета) и узнать разницу показаний за строго определенное время. Например, при работе двигателя в течении часа разница показаний счетчика будет численно равна активной мощности двигателя (Р

1). Но чтобы получить номинальную мощность Р2, нужно воспользоваться приведенной выше формулой.

Другие полезные материалы:
Степени защиты IP
Трехфазный двигатель в однофазной сети
Типичные неисправности электродвигателей

Выбор электродвигателя и расчет его рабочих параметров

Правильность подбора электродвигателя, учитывающая специфику приводного механизма, условия работы и окружающей среды, определяет длительность безаварийной работы и надежность системы «двигатель – нагрузка».

Далее приведены рекомендации по выбору электродвигателя (последовательность, в которой они представлены, не является обязательной).

На первом этапе необходимо определиться с типом электрического двигателя. Ниже даны краткое описание, преимущества и недостатки, сферы предпочтительного применения основных типов двигателей.

Типы электрических двигателей
  1. Двигатели постоянного тока

Основным преимуществом данных двигателей, которое определяло повсеместное их использование на этапе развития электрических приводов, является легкость плавного регулирования скорости в широких пределах. Поэтому с развитием полупроводниковой промышленности и появлением относительно недорогих преобразователей частоты процент их использования постоянно уменьшается. Там, где это возможно двигатели постоянного тока заменяются приводами на основе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

Основные недостатки двигателя постоянного тока (невысокая надежность, сложность обслуживания и эксплуатации) обусловлены наличием коллекторного узла. Кроме того, для питания двигателя необходим источник постоянного тока или тиристорный преобразователь переменного напряжения в постоянное. При всех своих недостатках двигатели постоянного тока обладают высоким пусковым моментом и большой перегрузочной способностью. Что определило их использование в металлургической промышленности, станкостроении и на электротранспорте.

  1. Синхронные двигатели

Основным преимуществом данных двигателей является то, что они могут работать с коэффициентом мощности cosφ=1, а в режиме перевозбуждения даже отдавать реактивную мощность в сеть, что благоприятно сказывается на характеристиках сети: увеличивается ее коэффициент мощности, уменьшаются потери и падение напряжения. Кроме того, синхронные двигатели устойчивы к колебаниям сети. Максимальный момент синхронного двигателя пропорционален напряжению, при этом момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату напряжения. Следовательно, при снижении напряжения синхронный двигатель сохраняет большую перегрузочную способность, а возможность форсировки возбуждения увеличивает надежность их работы при аварийных понижениях напряжения. Больший воздушный зазор по сравнению с асинхронным двигателем и применение постоянных магнитов делает КПД синхронных двигателей выше. Их особенностью также является постоянство скорости вращения при изменении момента нагрузки на валу.

При всех достоинствах синхронного двигателя основными недостатками, ограничивающими их применение являются сложность конструкции, наличие возбудителя, высокая цена, сложность пуска. Поэтому синхронные двигатели преимущественно используются при мощностях свыше 100 кВт.

Основное применение – насосы, компрессоры, вентиляторы, двигатель-генераторные установки.

  1. Асинхронные двигатели

По конструктивному принципу асинхронные двигатели подразделяются на двигатели с короткозамкнутым и фазным ротором. При этом большинство используемых электродвигателей являются асинхронными с короткозамкнутым ротором. Столь широкое применение обусловлено простотой их конструкции, обслуживания и эксплуатации, высокой надежностью, относительно низкой стоимостью. Недостатками таких двигателей являются большой пусковой ток, относительно малый пусковой момент, чувствительность к изменениям параметров сети, а для плавного регулирования скорости необходим преобразователь частоты. Кроме того, асинхронные двигатели потребляют реактивную мощность из сети. Предел применения асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором определяется мощностью системы электроснабжения конкретного предприятия, так как большие пусковые токи при малой мощности системы создают большие понижения напряжения.

Использование асинхронных двигателей с фазным ротором помогает снизить пусковой ток и существенно увеличить пусковой момент, благодаря введению в цепь ротора пусковых реостатов. Однако, ввиду усложнения их конструкции, и как следствие, увеличения стоимости их применение ограничено. Основное применение – приводы механизмов с особо тяжелыми условиями пуска. Для уменьшения пусковых токов асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором может быть использовано устройство плавного пуска или преобразователь частоты.

В системах, где необходимо ступенчатое изменение скорости (например, лифты) используют многоскоростные асинхронные двигатели. В механизмах, требующих остановки за определенное время и фиксации вала при исчезновении напряжения питания, применяются асинхронные двигатели с электромагнитным тормозом (металлообрабатывающие станки, лебедки). Существуют также асинхронные двигатели с повышенным скольжением, которые предназначены для работы в повторно-кратковременных режимах, а также режимах с пульсирующей нагрузкой.

После того, как определен тип электродвигателя, полностью учитывающий специфику рабочего механизма и условия работы, необходимо определиться с рабочими параметрами двигателя: мощностью, номинальным и пусковым моментами, номинальными напряжением и током, режимом работы, коэффициентом мощности, классом энергоэффективности.

Мощность и моменты

В общем случае для квалифицированного подбора электродвигателя должна быть известна нагрузочная диаграмма механизма. Однако, в случае постоянной или слабо меняющейся нагрузки без регулирования скорости достаточно рассчитать требуемую мощность по теоретическим или эмпирическим формулам, зная рабочие параметры нагрузки. Ниже приведены формулы для расчета мощности двигателя P2 [кВт] некоторых механизмов.

  1. Вентилятор

где Q3/с] – производительность вентилятора,

Н [Па] – давление на выходе вентилятора,

ηвент, ηпер – КПД вентилятора и передаточного механизма соответственно,

kз – коэффициент запаса.

  1. Насос

где Q3/с] – производительность насоса,

g=9,8 м/с2 – ускорение свободного падения,

H [м] – расчетная высота подъема,

ρ [кг/м3] – плотность перекачиваемой жидкости,

ηнас, ηпер – КПД насоса и передаточного механизма соответственно,

kз – коэффициент запаса.

  1. Поршневой компрессор

где Q3/с] – производительность компрессора,

А [Дж/м3] – работа изотермического и адиабатического сжатия атмосферного воздуха объемом 1 м3 давлением 1,1·105 Па до требуемого давления,

ηкомпр, ηпер – КПД компрессора и передаточного механизма соответственно,

kз – коэффициент запаса.

Кроме того, необходимо сопоставить пусковой момент двигателя (особенно в случае асинхронного с короткозамкнутым ротором) и рабочего механизма, так как некоторые механизмы имеют повышенное сопротивление в момент трогания. Следует иметь в виду и то обстоятельство, что при замене трехфазного асинхронного двигателя на однофазный пусковой момент последнего почти в три раза меньше и механизм, успешно функционировавший ранее, может не тронуться с места.

Развиваемый электродвигателем момент M [Нм] и полезная мощность на валу Р2 [кВт] связаны следующим соотношением

Полная мощность, потребляемая из сети:

для двигателей постоянного тока (она же активная)

для двигателей переменного тока


 

 

при этом потребляемые активная и реактивная мощности соответственно

В случае синхронного двигателя значение Q1 может получиться отрицательным, это означает, что двигатель отдает реактивную мощность в сеть.

Важно отметить следующее. Не следует выбирать двигатель с большим запасом по мощности, так как это приведет к снижению его КПД, а в случае двигателя переменного тока также к снижению коэффициента мощности.

Напряжение и ток

При выборе напряжения электродвигателя необходимо учитывать возможности системы энергоснабжения предприятия. При этом нецелесообразно при больших мощностях выбирать двигатель с низким напряжением, так как это приведет к неоправданному удорожанию не только двигателя, но и питающих проводов и коммутационной аппаратуры вследствие увеличения расхода меди.

Если при трогании момент сопротивления нагрузки невелик и для уменьшения пусковых токов асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором может быть применен способ пуска с переключением со «звезды» на «треугольник», необходимо предусмотреть вывод в клеммную коробку всех шести зажимов обмотки статора. В общем случае применение схемы соединения «звезда» является предпочтительным, так как в схеме «треугольник» имеется контур для протекания токов нулевой последовательности, которые приводят к нагреву обмотки и снижению КПД двигателя, в соединении «звезда» такой контур отсутствует.

Режим работы

Нагрузка электродвигателя в процессе работы может изменяться различным образом. ГОСТом предусмотрены восемь режимов работы.

  1. Продолжительный S1 – режим работы при постоянной нагрузке в течение времени, за которое температура двигателя достигает установившегося значения. Мощность двигателя, работающего в данном режиме, рассчитывается исходя из потребляемой механизмом мощности. Формулы расчета мощности некоторых механизмов (насос, вентилятор, компрессор) приведены выше.
  2. Кратковременный S2 – режим, при котором за время включения на постоянную нагрузку температура двигателя не успевает достичь установившегося значения, а за время отключения двигатель охлаждается до температуры окружающей среды. В случае использования двигателя S1 для работы в режиме S2 необходимо проверить его только по перегрузочной способности, так как температура не успевает достичь допустимого значения.
  3. Повторно-кратковременный S3 – режим с периодическим отключением двигателя, при котором за время включения температура не успевает достичь установившегося значения, а за время отключения – температуры окружающей среды. Расчет мощности электродвигателя обычного исполнения для работы в режиме S3 производится по методам эквивалентных величин с учетом пауз и потерь в переходных режимах. Кроме того, двигатель необходимо проверить на допустимое число включений в час. В случае большого числа включений в час рекомендуется использовать двигатели с повышенным скольжением. Данные электродвигатели обладают повышенным сопротивлением обмотки ротора, а, следовательно, меньшими пусковыми и тормозными потерями.
  4. Повторно-кратковременный с частыми пусками S4 и повторно-кратковременный с частыми пусками и электрическим торможением S5. Данные режимы рассматриваются аналогично режиму S3.
  5. Перемежающийся S6 – режим, при котором работа двигателя под нагрузкой, периодически заменяется работой на холостом ходу. Большинство двигателей, работающих в продолжительном режиме, имеют меняющийся график нагрузки.

При этом для обоснованного выбора двигателя с целью оптимального его использования рекомендуется применять методы эквивалентных величин.

Класс энергоэффективности

В настоящее время вопросам энергоэффективности уделяется огромное внимание. При этом под энергоэффективностью понимается рациональное использование энергетических ресурсов, с помощью которого достигается уменьшение потребления энергии при том же уровне мощности нагрузки. Основным показателем энергоэффективности двигателя является его коэффициент полезного действия

где Р2 – полезная мощность на валу, Р1 – потребляемая активная мощность из сети.

Стандартом IEC 60034-30 для асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором были установлены три класса энергоэффективности: IE1, IE2, IE3.

 

Рис. 1. Классы энергоэффективности

Так, например, использование двигателя мощностью 55 кВт повышенного класса энергоэффективности позволяет сэкономить около 8000 кВт в год от одного двигателя.

Степень защиты IP, виды климатических условий и категорий размещения

ГОСТ Р МЭК 60034-5 – 2007 устанавливает классификацию степеней защиты, обеспечиваемых оболочками машин.

Обозначение степени защиты состоит из букв латинского алфавита IP и последующих двух цифр (например, IP55).

Большинство электродвигателей, выпускаемых в настоящее время, имеют степени защиты IP54 и IP55.

Категория размещения обозначается цифрой:

1 – на открытом воздухе;

2 – под навесом при отсутствии прямого солнечного воздействия и атмосферных осадков;

3 – в закрытых помещениях без искусственного регулирования климатических условий;

4 – в закрытых помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями.

Климатические условия:

У – умеренный климат;

УХЛ – умеренно холодный климат;

ХЛ – холодный климат;

Т – тропический климат.

Таким образом, при выборе электродвигателя необходимо учитывать условия окружающей среды (температура, влажность), а также необходимость защиты двигателя от воздействия инородных предметов и воды.

Например, использование электродвигателя с типом климатического исполнения и категорией размещения У3 на открытом воздухе является недопустимым.

Усилия, действующие на вал двигателя со стороны нагрузки

Наиболее нагруженными в двигателе являются подшипниковые узлы. Поэтому при выборе двигателя должны быть учтены радиальные и осевые усилия, действующие на рабочий конец вала двигателя со стороны нагрузки. Превышения допустимых значений сил приводит к ускоренному выходу из строя не только подшипников, но и всего двигателя (например, задевание ротора о статор).

Обычно допустимые значения сил для каждого подшипника приведены в каталогах. Рекомендуется в случае повышенных радиальных усилий (ременная передача) на рабочий конец вала установить роликовый подшипник, при этом предпочтительным является двигатель с чугунными подшипниковыми щитами.

Особенности конструкции двигателя при работе от преобразователя частоты

В настоящее время все большее распространение приобретает использование частотно-регулируемого привода (ЧРП), выполненного на основе асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

При использовании частотно-регулируемого привода достигается:

1. экономия электроэнергии;

2. плавность пуска и снижение пусковых токов;

3. увеличение срока службы двигателя.

В общем случае стандартный электродвигатель нельзя использовать в составе частотно-регулируемого привода, так как при уменьшении скорости вращения снижается эффективность охлаждения. При регулировании скорости вверх от номинальной резко увеличивается нагрузка от собственного вентилятора. В обоих случаях уменьшается нагрузочная способность двигателя. Кроме того, в случае использования двигателя в системах точного регулирования необходим датчик положения ротора двигателя.

При работе электродвигателя от преобразователя частоты в контуре вал – фундаментная плита могут протекать токи. При этом возникает точечная эрозия на шариках и роликах, на беговых кольцах подшипников качения, а также на баббитовой поверхности подшипников скольжения. От электролиза смазка чернеет, подшипники греются. Для разрыва контура прохождения подшипниковых токов на неприводной конец вала устанавливается изолированный подшипник. При этом по условиям безопасности установка изолированных подшипников с двух сторон двигателя не допустима.

Величина подшипниковых токов становится опасной для безаварийной работы двигателя при напряжении между противоположными концами вала более 0,5 В. Поэтому установка изолированного подшипника обычно требуется для электродвигателей с высотой оси вращения более 280 мм.

 Примечание

Необходимо отметить, что в случае отклонения условий эксплуатации двигателя (например, температуры окружающей среды или высоты над уровнем моря), мощность нагрузки должна быть изменена. Кроме того, при снижении мощности нагрузки в определенные моменты времени для рационального использования двигателя может быть изменена схема соединения обмотки, а, следовательно, и фазное напряжение.

 

Популярные товары

Шины медные плетеные

Шины изолированные гибкие и твердые

Шинодержатели

Изоляторы

Индикаторы наличия напряжения

Перемотка и ремонт однофазного электродвигателя в Москве и Московской области

Перемотка однофазного электродвигателя – востребованная ремонтно-техническая услуга, предоставляемая нашей компанией. Асинхронные однофазные электродвигатели – это один из наиболее распространённых видов электрических машин. Учитывая, что бытовое энергопотребление однофазное, то и большинство электродвигателей, устанавливаемых в приводы различной техники, рассчитано на прямое подключение к сети напряжением 220 В и частотой 50 Гц.

Необходимость перемотать однофазный электродвигатель может возникнуть в ходе эксплуатации (внезапный отказ), а также в результате ревизии при техническом обслуживании, в процессе различных видов ремонта (срочный, текущий, капитальный). Однофазные асинхронные двигатели широко используются в разнообразных бытовых приборах, к примеру, в стиральных, посудомоечных машинах, вентиляторах. Также они устанавливаются в приводы оборудования бытового и промышленного назначения (насосы, станки небольшой мощности, компрессоры).

Характерной особенностью для таких электродвигателей считается варьирование их по мощности (десятки ватт – несколько киловатт). Соответственно, они имеют различные габариты, некоторые особенности конструктивного исполнения. Электродвигателями мощностью менее 1 кВт комплектуется, в основном, бытовая техника, оборудование, рассчитанные на подключение к двухпроводной электросети. Более мощные двигатели используются в приводах производственного назначения.

Однофазный электродвигатель имеет конструкцию, в состав которой входят:

  • статор с рабочей и пусковой обмотками;
  • вращающийся ротор, установленный на валу;
  • щиты с опорными подшипниками вращения;
  • охлаждающий вентилятор, колпак;
  • станина, вспомогательные элементы.

Основными рабочими параметрами однофазных электродвигателей являются мощность (вращающий момент), КПД, частота вращения, рабочий цикл.

Ремонт однофазных электродвигателей

Восстановить заводские технические параметры работы приводов поможет ремонт однофазных электродвигателей. В двигателях этого типа используется статор с однофазной обмоткой, короткозамкнутый ротор, дополнительная пусковая обмотка, расположенная перпендикулярно основной. При эксплуатации привода могут возникать периодические перегрузки по току в обоих обмотках, приводящие к снижению мощности, недопустимому нагреву, полному отказу (остановке).

С помощью перемотки однофазного электродвигателя удаётся полностью восстановить его рабочие характеристики. При этом затраты на восстановительный ремонт значительно ниже, чем на приобретение другого агрегата. Так, перемотать однофазный электродвигатель в среднем более чем в 2 раза дешевле покупки нового. При восстановлении не меняются установочные размеры, монтаж отремонтированного двигателя на прежнее место осуществляется максимально быстро.

Ремонт однофазных электродвигателей с перемоткой рабочей или пусковой обмоток статора осуществляется в условиях мастерской. Для этого используется специальное перемоточное оборудование. Его применение позволяет качественно перемотать однофазный электродвигатель, соблюдая при этом технологию укладки и изоляции обмоточных проводов.

Починка электродвигателя не сводится только к его перемотке. В процессе ремонта производится восстановление всех важных электромеханических параметров работы агрегата, его чистка, смазка подшипников и другие необходимые технологические операции.

Цены на ремонт однофазного электродвигателя

Мощность, (кВт) Частота вращения,об/мин
3000 1500 1000 750
До 1,5 2740 2806 3417 4057
2.2 3090 3245 4154 4897
3 3642 3901 4973 5179
4 5012 4652 5413 6804
5.5 5296 5301 5978 7511
7.5 6630 6919 7312 11021
11 8139 8147 9937 13182
15 12088 12049 11737 14803
18,5 13001 13345 15217 24450
22 15057 15805 23408 25522
30 17648 18202 25857 29275
37 23803 25949 30677 40080
45 29055 28737 38389 48070
55 34546 32811 41481 60759
75 44670 48812 64472 82899
90 47893 51078 78166 99898
110 67202 73052 95759 122517
132 80848 87962 114110 147423
160 98012 106439 138740 179116
200 123101 132548 173924 ———-
250 154120 167435 ———- ———
320 237156 ————— ———- ————
кВт 3000 об/мин 1500 об/мин 1000 об/мин 750 об/мин

 

КОЭФФИЦИЕНТЫ ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ РАСЧЕТЕ:

  • Однофазные-1.5;
  • Иностранного производства -1.5;
  • Взрывобезопасные – 1.3;
  • Срочный – 1.5;
  • Двухскоростные – 1.5; Двухскоростные с независимыми обмотками – 2.
  • Старого образца типа АО, А, ВАО -1,5

Таблица : номинальный ток электродвигателя = электромотора при полной нагрузке однофазных и 3-х фазных моторов в зависимости от напряжения 110VAC, 220VAC, 240VAC, 380VAC, 415VAC, 550VAC; Мощность 0,07-150кВт. Сила тока в зависимости от мощности





Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Оборудование / / Электродвигатели. Электромоторы.  / / Таблица : номинальный ток электродвигателя = электромотора при полной нагрузке однофазных и 3-х фазных моторов в зависимости от напряжения 110VAC, 220VAC, 240VAC, 380VAC, 415VAC, 550VAC; Мощность 0,07-150кВт. Сила тока в зависимости от мощности

Поделиться:   

Таблица : номинальный ток электродвигателя = электромотора при полной нагрузке однофазных и 3-х фазных моторов в зависимости от напряжения 110VAC, 220VAC, 240VAC, 380VAC, 415VAC, 550VAC; Мощность 0,07-150кВт. Сила тока в зависимости от мощности

Таблица составлена для моторов с частотой вращения 1450rpm с обычным коэффициентом мощности и КПД. Более быстрые моторы обычно имеют меньший ток, а более медленные — более высокий.

Однофазные электродвигатели = однофазные электромоторы

Мощность

Лошадиных сил = HP

Приблизительный номинальный ток при полной нагрузке в зависимости от напряжения

1x110VAC

1x220VAC

1x240VAC

0.07 kW

1/12

2.4

1.2

1.1

0.1 kW

1/8

3.3

1.6

1.5

0.12 kW

1/6

3.8

1.9

1.7

0.18 kW

1/4

4.5

2.3

2.1

0.25 kW

1/3

5.8

2.9

2.6

0.37 kW

1/2

7.9

3.9

3.6

0.56 kW

3/4

11

5.5

5

0.75 kW

1

15

7.3

6.7

1.1 kW

1.5

21

10

9

1.5 kW

2

26

13

12

2.2 kW

3

37

19

17

3 kW

4

49

24

22

3.7 kW

5

54

27

25

4 kW

5.5

60

30

27

5.5 kW

7.5

85

41

38

7.5 kW

10

110

55

50

Трехфазные электродвигатели = Трехфазные электромоторы

Мощность

Лошадиных сил = HP

Приблизительный номинальный ток при полной нагрузке в зависимости от напряжения

3x220VAC

3x240VAC

3x380VAC

3x415VAC

3x550VAC

0.1 kW

1/8

0.7

0.6

0.4

0.4

0.3

0.12 kW

1/6

1

0.9

0.5

0.5

0.3

0.18 kW

1/4

1.3

1.2

0.8

0.7

0.4

0.25 kW

1/3

1.6

1.5

0.9

0.9

0.6

0.37 kW

1/2

2.5

2.3

1.4

1.3

0.8

0.56 kW

3/4

3.1

2.8

1.8

1.6

1.1

0.75 kW

1

3.5

3.2

2

1.8

1.4

1.1 kW

1.5

5

4.5

2.8

2.6

1.9

1.5 kW

2

6.4

5.8

3.7

3.4

2.6

2.2 kW

3

9.5

8.7

5.5

5

3.5

3.0 kW

4

12

11

7

6.5

4.7

3.7 kW

5

15

13

8

8

6

4.0 kW

5.5

16

14

9

8

6

5.5 kW

7.5

20

19

12

11

8

7.5 kW

10

27

25

16

15

11

9.3 kW

12.5

34

32

20

18

14

10 kW

13.5

37

34

22

20

15

11 kW

15

41

37

23

22

16

15 kW

20

64

50

31

28

21

18 kW

25

67

62

39

36

26

22 kW

30

74

70

43

39

30

30 kW

40

99

91

57

52

41

37 kW

50

130

119

75

69

50

45 kW

60

147

136

86

79

59

55 kW

75

183

166

105

96

72

75 kW

100

239

219

138

125

95

90 kW

125

301

269

170

156

117

110 kW

150

350

325

205

189

142

130 kW

175

410

389

245

224

169

150 kW

200

505

440

278

255

192

Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Коды баннеров проекта DPVA.ru
Начинка: KJR Publisiers

Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team

Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

Как подключить однофазный электродвигатель через конденсатор

В технике нередко используются двигатели асинхронного типа. Такие агрегаты отличаются простотой, хорошими характеристиками, малым уровнем шума, легкостью эксплуатации. Для того, чтобы асинхронный двигатель вращался, необходимо наличие вращающегося магнитного поля.

Такое поле легко создается при наличии трехфазной сети. В этом случае в статоре двигателя достаточно расположить три обмотки, размещенные под углом 120 градусов друг от друга и подключить к ним соответствующее напряжение. И круговое вращающееся поле начнет вращать статор.

Однако бытовые приборы обычно используются в домах, в которых чаще всего имеется только однофазная электрическая сеть. В этом случае обычно применяются однофазные двигатели асинхронного типа.

Почему применяют запуск однофазного двигателя через конденсатор?

Если на статоре двигателя поместить одну обмотку, то при протекании переменного синусоидального тока в ней образуется пульсирующее магнитное поле. Но это поле не сможет заставить ротор вращаться. Чтобы запустить двигатель надо:

  • на статоре разместить дополнительную обмотку под углом около 90° относительно рабочей обмотки;
  • последовательно с дополнительной обмоткой включить фазосдвигающий элемент, например, конденсатор.
В этом случае в двигателе возникнет круговое магнитное поле, а в короткозамкнутом роторе возникнут токи.
Взаимодействие токов и поля статора приведет к вращению ротора. Стоит напомнить, что для регулировки пусковых токов — контроль и ограничение их величины — используют частотный преобразователь для асинхронных двигателей.

Варианты схем включения — какой метод выбрать?

В зависимости от способа подключения конденсатора к двигателю различают такие схемы с:

  • пусковым,
  • рабочим,
  • пусковым и рабочим конденсаторами.

Наиболее распространенной методом является схема с пусковым конденсатором.

В этом случае конденсатор и пусковая обмотка включаются только на момент старта двигателя. Это связано со свойством продолжения агрегатом своего вращения даже после отключения дополнительной обмотки. Для такого включения чаще всего используется кнопка или реле.

Поскольку пуск однофазного двигателя с конденсатором происходит довольно быстро, то дополнительная обмотка работает небольшое время. Это позволяет для экономии выполнять ее из провода с меньшим сечением, нежели основная обмотка. Для предупреждения перегрева дополнительной обмотки в схему часто добавляют центробежный выключатель или термореле. Эти устройства отключают её при наборе двигателем определенной скорости или при сильном нагреве.

Схема с пусковым конденсатором имеет хорошие пусковые характеристики двигателя. Но рабочие характеристики при таком включении ухудшаются.
Это связано с принципом работы асинхронного двигателя, когда вращающееся поле является не круговым, а эллиптическим. В результате этого искажения поля возрастают потери и падает КПД. Есть несколько вариантов подключения асинхронных двигателей под рабочее напряжение. Соединение звездой и треугольником (а также комбинированный способ) имеют свои преимущества и недостатки. Выбранный метод включения влияет на пусковые характеристики агрегата и его рабочую мощность.

Принцип действия магнитного пускателя основан на возникновении магнитного поля при прохождении электричества через втягивающую катушку. Подробнее об управлении двигателем с реверсированием и без читайте в отдельной статье.

Более хорошие рабочие характеристики можно получить при использовании схемы с рабочим конденсатором.

В этой схеме конденсатор после запуска двигателя не отключается. Правильным подбором конденсатора для однофазного двигателя можно компенсировать искажение поля и повысить КПД агрегата. Но для такой схемы ухудшаются пусковые характеристики. Необходимо также учитывать, что выбор величины емкости конденсатора для однофазного двигателя производится под определенный ток нагрузки.
При изменении тока относительно расчетного значения поле будет переходить от круговой к эллиптической форме и характеристики агрегата ухудшатся. В принципе, для обеспечения хороших характеристик необходимо при изменении нагрузки двигателя менять величину емкости конденсатора. Но это может слишком усложнить схему включения.

Компромиссным решением является выбор схемы с пусковым и рабочим конденсаторами. Для такой схемы рабочие и пусковые характеристики будут средними по сравнению с рассмотренными ранее схемами.

В общем, если при подключении однофазного двигателя через конденсатор требуется большой пусковой момент, то выбирается схема с пусковым элементом, а при отсутствии такой необходимости – с рабочим.

Подключение конденсаторов для запуска однофазных электродвигателей

Перед подключением к двигателю можно проверить конденсатор мультиметром на работоспособность.

При выборе схемы у пользователя всегда есть возможность выбрать именно ту схему, которая ему подходит. Обычно все выводы обмоток и выводы конденсаторов выведены в клеммную коробку двигателя.

Чтобы установить скрытую проводку в деревянном доме, необходимо кроме обладания определенными знаниями оценить все плюсы и минусы данного вида энергоснабжения помещений.

Наличие трехжильной проводки в частном доме предполагает использование системы заземления, которую можно сделать своими руками. Как заменить электропроводку в квартире по типовым схемам, можно узнать здесь.

При необходимости модернизировать схему или самостоятельно сделать расчет конденсатора для однофазного двигателя можно, исходя из того, что на каждый киловатт мощности агрегата требуется емкость в 0,7 — 0,8 мкФ для рабочего типа и в два с половиной раза большая емкость для пускового. При выборе конденсатора необходимо учитывать, что пусковой должен иметь рабочее напряжение не меньше 400 В.
Это связано с тем, что при пуске и остановке двигателя в электрической цепи из-за наличия ЭДС самоиндукции возникает всплеск напряжения, достигающий 300-600 В.

Выводы:

  1. Однофазный асинхронный двигатель широко используется в бытовых приборах.
  2. Для запуска такого агрегата необходима дополнительная (пусковая) обмотка и фазосдвигающий элемент — конденсатор.
  3. Существуют различные схемы подключения однофазного электродвигателя через конденсатор.
  4. Если надо иметь больший пусковой момент, то используется схема с пусковым конденсатором, при необходимости получения хороших рабочих характеристик двигателя используется схема с рабочим конденсатором.

Подробное видео о том, как подключить однофазный двигатель через конденсатор

Однофазные и трёхфазные асинхронные двигатели

Доброго времени, уважаемые читатели моего блога nasos-pump.ru

Асинхронные двигатели

В рубрике «Общее» рассмотрим область применения, сравнительные характеристики, преимущества и недостатки трехфазных и однофазных асинхронных двигателей. Мы рассмотрим также возможность подключения трехфазного двигателя в сеть питания 220 вольт. Асинхронные двигатели в наше время широко применяются в различных сферах промышленности и сельского хозяйства. Они используются как электропривода в металлорежущих станках, транспортёрах, подъёмно-транспортных машинах, вентиляторах, насосном оборудовании и т. д. Двигатели малой мощности применяются в устройствах автоматики. Столь широкое применение электрических асинхронных двигателей объясняется их преимуществами по сравнению с другими типами двигателей.

Асинхронные двигатели, по виду питающего напряжения, бывают однофазные и трехфазные. Однофазные в основном используются до мощности 2,2 кВт. Это ограничение по мощности связано из-за слишком больших пусковых и  рабочих токов. Принцип работы однофазных асинхронных двигателей такой же, как и у трёхфазных. С единственной разницей у однофазных двигателей более низкий пусковой момент.

Принцип работы и схемы подключения трехфазных двигателей

Мы знаем, что электрический двигатель состоит из двух основных элементов статора и ротора. Статор – это неподвижная часть двигателя, а ротор является его подвижной частью. Трехфазные асинхронные двигатели имеют три обмотки, которые располагаются относительно друг друга под углом 120°.Когда на обмотки подать переменное напряжение, в статоре создается вращающееся магнитное поле. Переменным током называется: ток, который периодически изменяет свое направление в электрической цепи так, что среднее значение силы тока за период равно нулю. (Рис 1).

Переменный электрический ток

Фазы на рисунке изображены в виде синусоид. Вращающееся магнитное поле статора формирует вращающий магнитный поток. Так как вращающееся магнитное поле статора движется быстрее ротора, то оно под действием индукционных токов образующихся в обмотках ротора, создает магнитное поле ротора. Магнитные поля статора и ротора формируют свои магнитные потоки, эти потоки притягиваются друг к другу и создают вращающий момент, под действием которого ротор начинает вращаться. Более подробно о принципе работы трехфазных двигателей можно посмотреть здесь.

В клеммой колодке у трехфазных двигателей может быть от трех до шести клемм. На эти клеммы выведены либо начало обмоток (3 клеммы), либо начало и окончание обмоток (6 клемм). Начало обмоток принято обозначать латинскими буквами U1, V1 и W1, окончания обозначаются соответственно U2, V2 и W2. В отечественных двигателях обмотки обозначаются С1, С2, С3 и С4, С5, С6 соответственно. Кроме того в клеммой коробке могут быть еще и дополнительные клеммы на которые выводятся встраиваемая в обмотки тепловая защита. Для двигателей, которые имеют шесть клемм, существует два варианта подключения обмоток в трехфазную сеть: «звезда» и «треугольник» (Рис. 2).  

Подсоединение звезда, треугольник

Подключение по схеме «звезда» (Y) можно получить, если замкнуть между собой клеммы W2, U2 и V2, а на клеммы W1, U1 и V1 подать напряжение питающей сети. При таком подсоединении ток фаз равен току сети, а напряжение фаз равно напряжению сети разделенное на корень из трех.Подключение по схеме «звезда» (Y) можно получить, если замкнуть между собой клеммы W2, U2 и V2, а на клеммы W1, U1 и V1 подать напряжение питания. При таком подсоединении ток фаз равен току сети, а напряжение фаз равно напряжению сети разделенное на корень из трех.Подключение по схеме «треугольник» (∆) можно получить, подсоединив попарно перемычками клеммы U1 – W2, V1 – U2, W1 – V2 и подать на перемычки напряжение питания. При таком подсоединении ток фаз равен току питающей сети, разделенному на корень из трех, а напряжение фаз равно напряжению сети.При помощи данных схем можно подключить трехфазный асинхронный двигатель на два напряжения. Если посмотреть на фирменную табличку трехфазного двигателя, то там указаны рабочие напряжения, при, которых работает данный электродвигатель (Рис. 3). 

Фирменная табличка на трехфазном двигателе

Например, 220-240/380-415: двигатель работает на напряжении 220 вольт при соединении его обмоток в «треугольник» и 380 вольт при соединении обмоток в «звезду». На более низкие напряжения, обмотки статора всегда подсоединяется в «треугольник». На более высокое напряжение обмотки подсоединяются в «звезду». Потребляемый ток при подключении двигателя в «треугольник» равен 5,9 ампер, при подключении в «звезду» ток равен 3,4 ампера. Чтобы изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя достаточно поменять местами любых два провода на клеммах.

Принцип работы и схема подключения однофазных двигателей

Однофазные асинхронные электродвигатели имеют две обмотки, которые расположены под углом 90° в отношении друг к другу. Одна обмотка называется основной, а вторая – пусковой или вспомогательной. В зависимости от количества полюсов каждая обмотка может разделиться не несколько секций. Между однофазными и трехфазными двигателями существуют различия. У однофазного двигателя происходит смена полюсов при каждом цикле, а у трехфазного бегущее магнитное поле. Однофазный электродвигатель нельзя запустить в работу самостоятельно. Для его запуска используются различные способы: пуск через конденсатор и работа через обмотку, пуск через конденсатор и работа через конденсатор, с постоянной пусковой емкостью, с реостатным пуском. Наибольшее распространение нашли однофазные, эклектические двигатели, оснащенные рабочим конденсатором, постоянно подключенным и подсоединенным последовательно с пусковой (вспомогательной) обмоткой. Таким образом, пусковая обмотка становится вспомогательной, когда электродвигатель достигает рабочей частоты вращения. Как подключены обмотки в однофазном двигателе, можно посмотреть на (Рис. 4)

Схема однофазного двигателя

Для однофазных асинхронных двигателей существуют некоторые ограничения. Они ни в коем случае не должны работать при малых нагрузках и в режиме холостого хода, так как происходит перегрев двигателя. По той же причине не рекомендуется эксплуатировать двигатели при нагрузке меньше 25% от полной нагрузки.

На (Рис. 5) изображена фирменная табличка с характеристиками двигателя, который применяется в насосе фирмы Pedrollo. На ней находится вся необходимая информация о двигателе и насосе. Характеристики насоса мы рассматривать не будем.

Фирменная табличка однофазного двигателя

Из заводской таблички видно, что это однофазный двигатель и  рассчитан он на подключение в сеть с напряжением 220-230 вольт переменного тока, частотой 50 герц. Количество оборотов 2900 в минуту. Мощность этого двигателя составляет 0,75 кВт или одна лошадиная сила (НР). Номинальный потребляемый ток 4 ампера. Емкость конденсатора для данного двигателя составляет 20 микрофарад. Конденсатор должен быть с рабочим напряжением 450 вольт.

Преимущества и недостатки трехфазных двигателей

К преимуществам асинхронных трехфазных двигателей можно отнести:

  • низкая цена, по сравнению с коллекторными двигателями;
  • высокая надёжность;
  • простота конструкции;
  • длительный срок эксплуатации;
  • работают непосредственно от сети переменного тока.

К недостаткам асинхронных двигателей следует отнести:

  • чувствительность к изменениям питающего напряжения;
  • пусковой ток при включении в сеть довольно высок;
  • низкий коэффициент мощности, при малых нагрузках и на холостом ходу;
  • для плавной регулировки частоты вращения необходимо применять частотные преобразователи;
  • потребляет реактивную мощность, очень часто при применении асинхронных двигателей в связи с нехваткой мощности могут возникать проблемы с питающим напряжением.

Преимущества и недостатки однофазных двигателей

К преимуществам однофазных асинхронных двигателей можно отнести:

  • невысокая стоимость;
  • простота конструкции;
  • длительный срок эксплуатации;
  • высокая надежность;
  • работа от сети переменного тока 220 вольт без преобразователей;
  • низкий уровень шума по сравнению с коллекторными двигателями.

К недостаткам однофазных асинхронных двигателей следует отнести:

  • очень высокие пусковые токи;
  • большие габариты и вес;
  • ограниченный диапазон по мощности;
  • чувствительность к изменениям питающего напряжения;
  • при плавной регулировке частоты вращения необходимо применять частотные преобразователи (в продаже имеются частотные преобразователи для однофазных двигателей).
  • нельзя использовать в режимах малой нагрузки и холостого хода.

Несмотря на многочисленные недостатки и благодаря многим преимуществам асинхронные двигатели успешно работают в различных областях промышленности, сельского хозяйства и быта. Они делают жизнь современного человека более комфортной и удобной.

Трехфазный двигатель в однофазной сети

В жизни иногда бывают ситуации, когда необходимо какое-то промышленное оборудование включить в домашнюю сеть 220 вольт. И тут возникает вопрос, а можно ли это сделать? Ответ – да, хотя в этом случае неизбежны потери мощности и момента на валу двигателя. Кроме того это касается асинхронных двигателей до мощности 1-1,5 кВт. Для запуска трехфазного двигателя в однофазную сеть, надо сымитировать фазу со сдвигом на определенный угол (оптимально на 120°). Добиться этого сдвига можно, если использовать фазосдвигающий элемент. Наиболее подходящим элементом является конденсатор. На (Рис. 6) приведены схемы включения трехфазного двигателя в однофазную сеть при подсоединении обмоток в «звезду» и «треугольник»

Схемы включения двигателя

 

При запуске двигателя требуется усилие, чтобы преодолеть силы инерции и трения покоя. Для увеличения момента вращения, нужно установить дополнительный конденсатор, подсоединяемый к основной схеме только в момент запуска, а после запуска его нужно отключить. В этих целях лучшим вариантом будет применение замыкающейся кнопки SA без фиксации положения. На кнопку следует нажать в момент подачи напряжения питания, и пусковая емкость Сп. создаст дополнительной сдвиг фазы. Когда двигатель раскрутится до номинальных оборотов, кнопку нужно отпустить, и в схеме будет использоваться только рабочий конденсатор Сраб.

Расчет величины емкости

Емкость конденсатора можно определить методом подбора, начиная с небольшой емкости и постепенно переходить к более большим емкостям, до получения подходящего варианта. А когда еще есть возможность измерить ток (наиболее низкое его значение) в сети и на рабочем конденсаторе, то можно подобрать наиболее оптимальную емкость. Замер тока нужно проводить при работающем двигателе. Пусковая емкость рассчитывается исходя из требования по созданию достаточного пускового момента. Но этот процесс довольно длительный и трудоемкий. На практике часто пользуются боле быстрым способом. Есть  простой способ вычисления емкости, правда эта формула дает скорее порядок цифр, но не ее значение. И повозиться в этом случае тоже придется.

Сраб =66•Pн

Где

Сраб — рабочая емкость конденсатора в мкФ;

Рн — номинальная мощность двигателя кВт.

Данная формула действительна при подключении обмоток трехфазного двигателя в «треугольник». Исходя из формулы на каждые 100 Вт мощности трехфазного двигателя, потребуется емкость порядка 7 мкФ.

Если емкость конденсатора подобрана больше, чем необходимо, двигатель будет перегреваться, а если же емкость будет меньше, то мощность двигателя будет занижена.

В некоторых случаях помимо рабочей емкости Сраб. используется и пусковой конденсатор Сп. Емкость обеих конденсаторов нужно знать, иначе двигатель работать не будет. Сначала определим значение емкости, необходимой для того, чтобы заставить ротор вращаться. При параллельном включении емкость Сраб и Сп. складываются. Нам также потребуется значение номинального тока Iн. Данную информацию мы можем посмотреть на фирменной табличке, прикрепленной к двигателю.

Расчет емкости конденсатора производится в зависимости от схемы подключения трехфазного двигателя. При подсоединении обмоток двигателя в «звезду» расчет емкости проводится по следующей формуле:

Сраб =2800•I/U;

В случае соединения обмотки двигателя в «треугольник», рабочая емкость рассчитывается так:

Сраб =4800•I/U;

Где:

Сраб — рабочая емкость конденсатора в мкФ;

I – номинальный ток в амперах;

U – напряжение в вольтах.

Емкость дополнительного пускового конденсатора должна быть в 2 – 3 раза больше чем емкость рабочего. Если, к примеру, емкость рабочего конденсатора равна 70 мкФ, то пусковая емкость конденсатора должна быть 70-140 мкФ. Что в сумме составит 140-210 мкФ.

Для трехфазных двигателей мощностью до 1 (кВт) достаточно только рабочего конденсатора Сраб, дополнительный конденсатор Сп можно не подключать. При подборе конденсатора для трехфазного двигателя, включенного в однофазную сеть важно правильно учесть его рабочее напряжение. Рабочее напряжение конденсатора должно быть не менее 300 Вольт. Если конденсатор будет иметь рабочее напряжение больше, в принципе ничего плохого не произойдет, но при этом увеличиваются его габариты, и, конечно же, цена. Если конденсатор выбрать с рабочим напряжением меньше чем требуется, то конденсатор очень быстро выйдет из строя и может даже взорваться. Очень часто бывают такие ситуации, когда в наличии нет конденсатора необходимой емкости. Тогда необходимо подключить несколько конденсаторов параллельно или последовательно, чтобы получить требуемую емкость. Нужно помнить, что при параллельном подключении нескольких конденсаторов, общая емкость складывается, а при  последовательном соединении общая емкость уменьшается исходя из формулы: 1/С=1/С1+1/С2+1/С3… и так далее. Также следует не забывать о рабочем напряжении конденсатора. Напряжение на всех подключаемых емкостях параллельно должно быть не ниже номинального. А напряжение на подключаемых емкостях последовательно, на каждом из конденсаторов может быть меньше номинального, но общая сумма напряжений должна бить не ниже номинального. Приведу пример, есть два конденсатора емкостью 60 мкФ с рабочим напряжением 150 вольт каждый. При подсоединении их последовательно, общая их емкость составит 30 мкФ (уменьшится), а рабочее напряжение увеличится до 300 вольт. На этом, пожалуй, все.

Спасибо за проявленный интерес.

P.S. Понравился пост? Порекомендуйте его своим друзьям и знакомым в социальных сетях.

Еще похожие посты по данной теме:

Расчет одно- и трехфазных параметров

Вы можете спросить: «Что такое константа?» Пример постоянной, с которой вы очень хорошо знакомы, — это число пи (π), которое получается делением длины окружности на ее диаметр. Независимо от длины окружности и диаметра соответствующего круга, их соотношение всегда равно пи. Вы можете использовать константы, относящиеся к определенным одно- и трехфазным напряжениям, для расчета тока (I) и киловатт (кВт). Посмотрим, как это сделать.

Однофазные расчеты

Базовая электрическая теория говорит нам, что для однофазной системы

кВт = (В × I × PF) ÷ 1000.

Для простоты предположим, что коэффициент мощности (PF) равен единице. Таким образом, приведенное выше уравнение становится

.

кВт = (В × I) ÷ 1000.

Решая относительно I, уравнение принимает вид

I = 1000 кВт ÷ В (Уравнение 1)

Теперь, если мы посмотрим на часть этого уравнения «1000 ÷ В», вы увидите, что, вставив соответствующее однофазное напряжение для «V» и разделив его на «1000», вы получите конкретное число (или постоянная), которую можно использовать для умножения «кВт», чтобы получить ток, потребляемый этой нагрузкой при соответствующем напряжении.

Например, константа для расчета 120 В составляет 8,33 (1000 ÷ 120). Используя эту константу, уравнение 1 становится

I = 8,33 кВт .

Итак, если у вас нагрузка 10 кВт, вы можете рассчитать потребляемый ток как 83,3 А (10 × 8,33). Если у вас есть оборудование, потребляющее 80 А, вы можете рассчитать относительный размер необходимого источника питания, который составляет 10 кВт (80 ÷ 8,33).

Таблица 1. Константы, используемые в однофазных системах

Используя ту же процедуру, но вставив соответствующее однофазное напряжение, вы получите следующие однофазные константы, как показано в Таблица 1 .

Трехфазные расчеты

Для трехфазных систем мы используем следующее уравнение:

кВт = (В × I × PF × 1,732) ÷ 1000.

Опять же, принимая единицу PF и решая это уравнение относительно «I», вы получаете:

I = 1000 кВт ÷ 1,732 В.

Таблица 2. Константы, используемые в трехфазных системах

Теперь, если вы посмотрите на часть этого уравнения «1000 4 1,732 В», вы увидите это, вставив соответствующее трехфазное напряжение для «V» и умножив его на 1.732, вы можете затем разделить это количество на «1000», чтобы получить конкретное число (или константу), которое вы можете использовать для умножения «кВт», чтобы получить ток, потребляемый этой трехфазной нагрузкой при соответствующем трехфазном напряжении. Таблица 2 перечисляет каждую 3-фазную константу для соответствующего 3-фазного напряжения, полученного из вышеуказанного расчета.

Формулы и расчеты двигателя, Указатель полезных инструментов

Формулы и расчеты, приведенные ниже, следует использовать только для оценки.Заказчик обязан указать требуемые мощность двигателя, крутящий момент и время разгона для своего приложения. Продавец может пожелать проверить указанные заказчиком значения с помощью формул в этом разделе, однако, если есть серьезные сомнения в отношении приложения заказчика или если заказчик требует гарантированной производительности двигателя / приложения, заказчик должен нанять инженера-электрика для точного определения расчеты.

Чтобы получить подробное описание каждой формулы, щелкните по ссылкам ниже, чтобы перейти к ней.


Практические правила (приближение)

Механические формулы
Крутящий момент, фунт-фут. = л.
5250

Преобразование температуры
° C = (° F — 32) x 5/9

° F = (° C x 9/5) + 32

Преобразование температуры Формула

R = 1.8 K + 0,6
.K = 5 / 9 (R-0,6)
F = 1,8C + 32
C = 5 / 9 (F-32)
R = F + 460
.K = C + 273

C = Цельсия, градусов
F = Фаренгейта, градусов
.K = Кельвина
R = Ранкина, градусов
по C Темп. по F
-17,8
10,8
37,8
65,6
93,3
0
50
100
150
200
32,0
122,0
212,0
302,0
392,0
121,0
392,0
121,0

176,7
204,4
232,2
250
300
350
400
450
482,0
572,0
662,0
752,0
842,0
260,0
287,7
315.6
343,3
500
550
600
650
932,0
1022,0
1112,0
1202,0

0
537,8
565,6
593,3
621,1
по C Темп. по F
371,1
398,9
426,7
454,4
482,2
700
750
800
850
900
1292,0
1382,0
1472,0
1562,0
1652,0

0
950
1000
1050
1100
1150
1742,0
1832,0
1922,0
2012,0
2102,0
648,9
676,7
704,4

0 7320097


1350
2192,0
2282,0
2372,0
2462,0
по C Темп. по F
760.0
787,8
815,6
843,3
872,1
1400
1450
1500
1550
1600
2552,0
2642,0
2732,0
2822,0
2912,0
899,9
927,7
955,4
983,2
170099 927,7
905,4
983,2
1750
1800
1850
3002,0
3092,0
3182,0
3272,0
3362,0
1038,8
1066,6
1094,3
1121,1
1900
1950
2000
2050
3452.0
3542.0
3632.0
3722.0

Высокоинерционные нагрузки
t = WK 2 x об / мин

308 x T ср.
—— WK 2 = инерция в фунт-фут. 2
t = время разгона в сек.
T = Av. ускоряющий момент фунт-фут.
T = WK 2 x об / мин

308 xt
инерция, отраженная двигателю = инерция нагрузки об / мин нагрузки

об / мин двигателя
2

Частота и количество полюсов двигателей переменного тока
n s = 120 xf

P
—— f = P xn s

120
— — P = 120 xf

n s

Зависимость между мощностью, крутящим моментом и скоростью
л.с. = T xn

5250
—— T = 5250 HP

n
—— n = 5250 HP

T

скольжение двигателя
% скольжение = n s — n

n s
x 100
Код кВА / л. С.
Код кВА / л. кВА / л.с.
A 0-3.14
F 5,0 -5,59
L 9,0-9,99
S 16,0-17,99
B 3,15-3,54 900 G 5,6 -6,29
M 10,0-11,19
T 18,0-19,99
C 3,55-3,99
H 6.3-7,09
N 11,2-12,49
U 20,0-22,39
D 4,0 -4,49
I 7,110 -7,99 P 12,5-13,99
V 22,4 и выше
E 4,5 -4,99
K 8,0 -8,99
R 14.0-15.99



Символы

5 напряжение в вольтах 6 кВт 9 0456 EFF
I = ток в амперах
E =
= мощность в киловаттах
кВА = полная мощность в киловольт-амперах
л.с. = выходная мощность в лошадиных силах
n = двигатель скорость в оборотах в минуту (об / мин)
нс = синхронная скорость в оборотах в минуту (об / мин)
P = количество полюсов
f = частота в циклах в секунду (CPS)
T = крутящий момент в фунт-футах
= КПД в десятичном виде
PF = Коэффициент мощности в десятичном формате

Эквивалентная инерция

В механических системах все вращающиеся части обычно не работают с одинаковой скоростью .Таким образом, нам необходимо определить «эквивалентную инерцию» каждой движущейся части при определенной скорости первичного двигателя.

Общий эквивалент WK 2 для системы представляет собой сумму WK 2 каждой части, относящуюся к скорости первичного двигателя.

Уравнение говорит:


WK 2 EQ = WK 2 часть N часть

N

Это уравнение становится общим знаменателем, на котором могут основываться другие вычисления.Для устройств с регулируемой скоростью инерция сначала должна быть рассчитана на низкой скорости.

Давайте посмотрим на простую систему, которая имеет первичный двигатель (PM), редуктор и нагрузку.

WK 2 = 100 фунт-фут. 2
WK 2 = 900 фунт-фут. 2
(вид на выходном валу)

WK 2 = 27000 фунт-фут. 2

Формула утверждает, что эквивалент системы WK 2 равен сумме WK 2 частей при оборотах первичного двигателя, или в данном случае:

Примечание: Обороты редуктора = Обороты нагрузки

Эквивалент WK 2 равен WK 2 первичного двигателя плюс WK 2 нагрузки.Это равно WK 2 первичного двигателя, плюс WK 2 времени редуктора (1/3) 2 , плюс WK 2 времени загрузки (1/3) 2 .

Это отношение редуктора к ведомой нагрузке выражается формулой, приведенной ранее:


WK 2 EQ = WK 2 часть N часть

N первичный двигатель
2

Другими словами, когда деталь вращается со скоростью (N), отличной от первичного двигателя, WK 2 EQ равен WK 2 квадрата передаточного отношения детали.

В этом примере результат может быть получен следующим образом:

Эквивалент WK 2 равен:

Наконец:


WK 2 EQ = фунт-фут. 2 пм + 100 фунт-фут. 2 Красный + 3000 фунт-фут 2 Нагрузка

WK 2 EQ = 3200 фунт-фут. 2

Общий эквивалент WK 2 — это то, что WK 2 видит первичный двигатель на его скорости.


Электрические формулы (Дополнительные формулы см. В разделе «Формулы»)

I = Амперы; E = Вольт; Eff = Эффективность; pf = коэффициент мощности; кВА = Киловольт-амперы; кВт = киловатт


Ток заторможенного ротора (IL) из данных паспортной таблички
Трехфазный: I L = 577 x л.с. x кВА / л.с.

E
См .: диаграмму кВА / л.с.
Однофазный: I L = 1000 x HP x кВА / HP

E
Влияние линейного напряжения на ток заторможенного ротора (IL) (прибл.)
ПРИМЕР: Паспортная табличка двигателя , 3 фазы, 460 Вольт, код F.
I L = 577 x 10 x (5,6 или 6,29)

460
I L = 70,25 или 78,9 Ампер (возможный диапазон)
I L @ E LINE = I L @ E N / P x E LINE

E N / P
ПРИМЕР: Двигатель имеет ток заблокированного ротора (бросок 100 ампер (I L ) при номинальном напряжении, указанном на паспортной табличке (E N / P ) 230 вольт.

Что такое I L с напряжением 245 В (E LINE ), приложенным к этому двигателю?

I L при 245 В. = 100 x 254 В / 230 В

I L при 245 В. = 107 ампер


Основные расчеты мощности в лошадиных силах

Лошадиная сила — это работа, выполненная в единицу времени. Один HP равен 33 000 фут-фунт работы в минуту. Когда источник крутящего момента (T) выполняет работу по вращению (M) вокруг оси, выполняемая работа составляет:


радиус x 2 x об / мин x фунт.или 2 TM

При вращении со скоростью N об / мин доставленное HP составляет:


HP = радиус x 2 x об / мин x фунт

33000
= TN

5,250

Для вертикального или подъемного движения:


л.с.
W = общий вес в фунтах.поднимается двигателем
S = скорость подъема в футах в минуту
E = общий механический КПД подъемника и зубчатой ​​передачи. Для оценки
E = ,65 для эфф. подъемника и связанного механизма.

Для вентиляторов и нагнетателей:


л.с. = Объем (куб. Футов в минуту) x напор (дюймы водяного столба)

6356 x механический КПД вентилятора

Или


л.с. = Объем (куб. Фут / мин) x давление (фунт.На квадратный фут)

3300 x Механический КПД вентилятора

Или


HP = Объем (куб. )

229 x Механический КПД вентилятора

Для оценки эфф. вентилятора или нагнетателя можно принять равным 0,65.

Примечание: Объем воздуха (куб. Фут / мин) напрямую зависит от скорости вентилятора.Развиваемое давление зависит от скорости вращения вентилятора в квадрате. Hp зависит от скорости вращения вентилятора.

Для насосов:


HP = галлонов в минуту x давление в фунтах на кв. Дюйм x удельный вес

1713 x механический КПД насоса

Или


л. где общий динамический напор = статический напор + напор трения

Для оценки КПД насоса можно принять равным 0.70.


Ускоряющий момент

Эквивалентная инерция привода с регулируемой скоростью указывает энергию, необходимую для поддержания работы системы. Однако запуск или ускорение системы требует дополнительной энергии.

Крутящий момент, необходимый для ускорения кузова, равен WK 2 кузова, умноженному на изменение числа оборотов в минуту, деленному на 308-кратный интервал (в секундах), в котором происходит это ускорение:


МОМЕНТ УСКОРЕНИЯ = WK 2 Н (фунт-сила)футов)

308т

Где:


фунтов 6
N = Изменение оборотов в минуту
W = Вес
K = Радиус вращения
t = Время разгона (сек.)
WK 2 = Эквивалентная инерция
= Константа пропорциональности

Или


T Acc = WK 2 N

306t129

2 9005 (308) выводится путем преобразования линейного движения в угловое с учетом ускорения свободного падения.Если, например, у нас есть просто первичный двигатель и груз без регулировки скорости:

Пример 1

WK 2 = 200 фунт-фут. 2
WK 2 = 800 фунт-фут. 2

WK 2 EQ определяется, как и раньше:


WK 2 EQ = WK 2 pm 2 + WK Нагрузка
WK 2 EQ = 200 + 800
WK 2 EQ = 1000 футов.фунт 2

Если мы хотим разогнать эту нагрузку до 1800 об / мин за 1 минуту, доступно достаточно информации, чтобы определить величину крутящего момента, необходимого для ускорения нагрузки.

В формуле указано:


T Acc = WK 2 EQ N

308t
или 1000 x 1800
или 1000 x 1800

308 x
1800000

18480

Другими словами, 97.4 фунт-фут. крутящего момента необходимо приложить, чтобы эта нагрузка вращалась со скоростью 1800 об / мин за 60 секунд.

Обратите внимание, что T Acc — это среднее значение ускоряющего момента во время рассматриваемого изменения скорости. Если требуется более точный расчет, может оказаться полезным следующий пример.

Пример 2

Время, необходимое для разгона асинхронного двигателя с одной скорости на другую, можно найти из следующего уравнения:


t = WR 2 x изменение об / мин

308 x T

Где:


T = Среднее значение ускоряющего момента во время рассматриваемого изменения скорости.
t = Время, необходимое двигателю для разгона от начальной до конечной скорости.
WR 2 = Эффект маховика или момент инерции для ведомого оборудования плюс ротор двигателя в фунто-футах. 2 (WR 2 ведомого оборудования должно относиться к валу двигателя).

Теперь мы рассмотрим применение приведенной выше формулы на примере.На рисунке A показаны кривые скорость-крутящий момент асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и вентилятора, который он приводит в действие. При любой скорости нагнетателя разница между крутящим моментом, который двигатель может передать на валу, и крутящим моментом, необходимым для нагнетателя, представляет собой крутящий момент, доступный для ускорения. Ссылка на рисунок A показывает, что ускоряющий момент может сильно изменяться в зависимости от скорости. Когда кривые скорость-крутящий момент для двигателя и нагнетателя пересекаются, крутящий момент отсутствует для ускорения. Затем двигатель приводит в движение вентилятор с постоянной скоростью и просто передает крутящий момент, необходимый для нагрузки.

Для определения общего времени, необходимого для разгона двигателя и нагнетателя, область между кривой «скорость-крутящий момент» двигателя и кривой «скорость-крутящий момент» вентилятора разделена на полосы, концы которых представляют собой прямые линии. Каждая полоса соответствует приросту скорости, происходящему в течение определенного интервала времени. Сплошные горизонтальные линии на рисунке А представляют границы полос; длины пунктирных линий — средние ускоряющие моменты для выбранных интервалов скорости.Чтобы рассчитать общее время разгона двигателя и воздуходувки с прямым подключением, необходимо найти время, необходимое для разгона двигателя от начала одного интервала скорости до начала следующего интервала, и сложить инкрементальные времена для все интервалы, чтобы получить общее время разгона. Если WR 2 двигателя, чья кривая скорость-крутящий момент приведена на рисунке A, составляет 3,26 фут-фунт. 2 и WR 2 воздуходувки, относящейся к валу двигателя, имеют длину 15 футов.фунтов 2 , общий WR 2 составляет:


15 + 3,26 = 18,26 фут-фунт. 2 ,

И общее время ускорения составляет:

или

Рисунок A
Кривые, используемые для определения времени, необходимого для разгона асинхронного двигателя и нагнетателя

Ускоряющие моменты
T T 1 = 46 фунт-фут. T 4 = 43,8 фунт-фут. Т 7 = 32.8 фунт-фут.
T 2 = 48 фунт-фут. T 5 = 39,8 фунт-фут. T 8 = 29,6 фунт-фут.
T 3 = 47 фунт-фут. T 6 = 36,4 фунт-фут. T 9 = 11 фунт-фут.




Рабочие циклы

Заказы на продажу часто вводятся с пометкой под специальными функциями, такими как:

—— «Подходит для 10 пусков в час»
или
—- » Подходит для 3 реверсов в минуту «
или
——» Мотор, способный развивать скорость до 350 фунтов.ft. 2 «
или
——» Подходит для 5 пусков и остановок в час «

Заказы с такими примечаниями не могут быть обработаны по двум причинам.

  1. Соответствующая группа продуктов должна быть проконсультировались, чтобы увидеть, доступна ли конструкция, которая будет выполнять требуемый рабочий цикл, и, если нет, чтобы определить, подпадает ли требуемый тип конструкции под нашу нынешнюю линейку продуктов.
  2. Ни одно из вышеперечисленных примечаний не содержит достаточно информации для выполнения необходимой нагрузки расчет цикла.Для проверки рабочего цикла информация о рабочем цикле должна включать следующее:
    1. Инерция, отраженная на валу двигателя.
    2. Моментная нагрузка на двигатель во время всех частей рабочего цикла, включая пуски, время работы, остановки или реверсирование.
    3. Точное время каждой части цикла.
    4. Информация о том, как выполняется каждый шаг цикла. Например, остановка может осуществляться выбегом, механическим торможением, динамическим торможением постоянным током или закупориванием.Обратное движение может быть выполнено путем заглушки, или двигатель может быть остановлен каким-либо образом, а затем снова запущен в противоположном направлении.
    5. Когда двигатель многоскоростной, цикл для каждой скорости должен быть полностью определен, включая метод переключения с одной скорости на другую.
    6. Любые особые механические проблемы, особенности или ограничения.

Получение этой информации и проверка группы продуктов до ввода заказа могут сэкономить много времени, средств и переписки.

Рабочий цикл относится к подробному описанию рабочего цикла, который повторяется в определенный период времени. Этот цикл может включать в себя частые запуски, остановки, реверсирование или остановку. Эти характеристики обычно используются в процессах периодического действия и могут включать в себя галтовочные барабаны, определенные краны, экскаваторы и драглайны, демпферы, приводы для позиционирования затвора или плуга, подъемные мосты, грузовые лифты и подъемники для персонала, экстракторы прессового типа, некоторые питатели, прессы и т.д. определенные типы, подъемники, индексаторы, сверлильные станки, машины для шлакоблоков, сиденья для ключей, тестомесильные машины, тянущие машины, шейкеры (литейные или автомобильные), обжимные и стиральные машины, а также определенные грузовые и легковые автомобили.Список не исчерпывающий. Приводы для этих нагрузок должны быть способны поглощать тепло, выделяемое во время рабочих циклов. Соответствующая теплоемкость потребуется в муфтах скольжения, сцеплениях или двигателях для ускорения или остановки этих приводов или для выдерживания остановок. Это произведение скорости скольжения и крутящего момента, воспринимаемого нагрузкой в ​​единицу времени, которое выделяет тепло в этих компонентах привода. Все события, происходящие во время рабочего цикла, выделяют тепло, которое компоненты привода должны рассеивать.

Из-за сложности расчетов рабочего цикла и обширных технических данных для конкретной конструкции двигателя и номинальных характеристик, необходимых для расчетов, заказчику необходимо обратиться к инженеру-электрику для определения размера двигателя с приложением рабочего цикла.

Калькулятор расчета конденсатора однофазного двигателя

Однофазный двигатель Расчет емкости конденсатора:

Введите входное напряжение, мощность двигателя в ваттах, КПД в процентах, частоту, затем нажмите кнопку расчета, вы получите требуемое значение емкости.

Формула для расчета конденсатора однофазного двигателя:

Изначально однофазный двигатель требует небольшого толчка ротора для вращения ротора с номинальной частотой вращения. Выбор правильного конденсатора для однофазного двигателя действительно сложен, он может привести к запуску двигателя или нет.

Однофазная емкость C (мкФ) в микрофарадах равна 1000 произведению мощности P (Вт) в ваттах и ​​КПД η, деленных на произведение напряжения V (В) в квадрате вольт и частота F (Гц) .Формула для расчета емкости конденсатора

C (мкФ) = (P (W) x η x 1000) / (V (V) x V (V) x f)

Посмотрите на формулу, требуемое значение емкости прямо пропорционально мощности двигателя. Следовательно, при увеличении размера двигателя размер емкости также будет увеличиваться.

Расчет номинального напряжения конденсатора:

Номинальное напряжение конденсатора равно произведению напряжения, измеренного на обоих концах основной обмотки, в вольтах, на корень из единицы и отношение витков n квадрат.

В (К) = Vp √ (1 + n 2 )

n равно отношению витков основной / вспомогательной обмотки. Вышеприведенная формула используется для определения приблизительного напряжения на конденсаторе.

Пример 1:

Рассчитайте требуемую номинальную емкость для однофазного двигателя, 220 В, 1 л.с., 50 Гц, 80% двигателя.

1 л.с. = 746 Вт.

Воспользуйтесь нашей формулой расчета емкости.

C (мкФ) = 746 x 80 x 1000 / (220 x 220 x 50) = 24.66 мкФ.

Следовательно, двигателю мощностью 1 л.с. требуется емкость 24,66 мкФ для плавного пуска двигателя. Но на рынке можно получить 25 мкФ.

Диапазон напряжения конденсатора должен составлять 440 В мин.

Пример 2:

Таким же образом возьмем другой пример:

Рассчитайте пусковую емкость для однофазного вентилятора 70 Вт, 220 В, 50 Гц, КПД 85%.

C (мкФ) = 70 x 80 x 1000 / (230 x 230 x 50) = 2,459 мкФ.ок. 2,5 мкФ.

Следовательно, вы можете проверить наш расчет с вашим вентилятором.

Диапазон напряжения конденсатора должен составлять 440 В мин.

Однофазный двигатель переменного тока

— Центр электротехники

Основные принципы работы

Электромагнитное поле, создаваемое статором, не вращается. Это повторитель между полюсами, поскольку на полюсах переменное напряжение переменного тока меняет полярность.

Наведенное напряжение в роторе является результатом магнитной индукции, а затем магнитного поля, создаваемого вокруг ротора.Это поле противоположно полю статора (закон Ленца).

Типы однофазных электродвигателей переменного тока

Существует четыре типа однофазных двигателей переменного тока, которые используются следующим образом:

1) Двигатель с расщепленной фазой

2) Пусковой резистор Двигатель

3) Конденсаторный двигатель

4) Асинхронный двигатель с экранированными полюсами

В следующем посте я подробно расскажу о четырех (4) типах однофазных двигателей переменного тока.

Как рассчитать скорость однофазного двигателя?

Скорость асинхронного двигателя зависит от конструкции двигателя, синхронная скорость определяется частотой и количеством входных силовых полюсов переменного тока в статоре.

чем больше число полюсов, тем медленнее синхронная скорость. Соотношение между полюсами, частотой и скоростью синхронного будет следующим:

Нс (об / мин) = 120 x f / p

Нс = синхронная скорость

f = частота питания

p = количество полюсов в статоре

пример:

четырехполюсный двигатель ( 4 ) предназначен для работы при 60 Гц и синхронной скорости:

Ns = 120 x f / p

Нс = 120 х 60/4

Нс = 1800 об / мин

Электродвигатель скольжения

Разница в скорости ротора и синхронной скорости известна как скольжение

мы можем рассчитать скольжение двигателя по формуле:

S = Ns — Nr / Ns x 100%

S = слип

Нс = скорость магнитного поля статора

Nr = частота вращения ротора (указана на заводской табличке двигателя)

Как рассчитать ЛОШАДЬ МОЩНОСТЬ для двигателя?

Чтобы рассчитать общую выходную мощность двигателя, мы можем использовать формулу:

л.с. = I x V x Eff / 746

I = Ампер

В = напряжение

Eff = КПД (указан на заводской табличке двигателя)

Пример:

Однофазный двигатель, 1 шт., 240 В, 20 ампер и КПД 85%

л.с. = I x V x Eff / 746

л.с. = 20 x 240 x 85% / 746

л.с. = 5.5

Как подобрать двигатели по нагрузке, мощности, мощности двигателя

Рэнди Барнетт

Проведите гибкий токовый пробник Fluke iFlex ™ вокруг одного проводника. Или вы можете центрировать губки токоизмерительных клещей вокруг одного проводника.

Это заблуждение среди тех, кто выбирает и устанавливает двигатели. Правильный выбор двигателей для данной нагрузки приводит к более эффективному управлению нагрузками, экономии энергии и экономии долларов. Двигатели обычно наиболее эффективны при нагрузке от 90% до 95%.Тот факт, что на заводской табличке двигателя написано «25 л.с.», не означает, что двигатель выдает двадцать пять лошадиных сил во время работы. Двигатель может производить немного меньше в зависимости от требований к нагрузке. Если двигатель постоянно работает с этими пониженными требованиями к мощности, деньги тратятся зря, и вам следует подумать о замене его двигателем правильного размера.

Кроме того, сечение проводов и предохранителей или прерывателя цепи, питающих этот двигатель, основывается на номинальном токе полной нагрузки двигателя, предполагаемой частоте его срабатывания и других факторах.Установка проводов и прерывателей большего диаметра, чем необходимо, — напрасная трата. Также важно понимать, что даже при низких требованиях к мощности двигатель по-прежнему потребляет относительно большой ток. Например, двигатель, работающий без нагрузки, по-прежнему потребляет около 50% своего номинального тока.

При замене двигателя подберите двигатель к заданию

При замене двигателей важно согласовать двигатель с заданием. В дополнение к выбору правильного напряжения, фазы (трехфазной или однофазной), буквенного обозначения и буквенного кода обязательно выберите правильную номинальную мощность.Если двигатель был заменен ранее или работает с насосом, вентилятором или другим оборудованием, размер которого не был определен производителем оригинального оборудования как часть всей системы, возможно, вы выбрали двигатель неправильного размера. Измерение базовых значений напряжения и тока для оценки собственных требований к мощности предоставит вам более эффективную систему.

Такая информация важна при проведении энергетического исследования. Если нагрузка двигателя изменяется на 90% или менее от полной нагрузки в течение длительного времени, приложение может быть подходящим для привода с регулируемой скоростью и, таким образом, значительной экономии.Например, если требования к мощности двигателя в лошадиных силах могут быть уменьшены с помощью привода с регулируемой скоростью, чтобы снизить скорость двигателя до 90% от полной номинальной скорости двигателя, то потребление энергии снижается до 73% от того, что требуется для работы на полной скорости. Еще одна причина узнать требования к нагрузке вашего оборудования!

В некоторых случаях двигатель может быть перегружен, потребляя ток, превышающий его номинальный. Будь то плохие подшипники, смещенный вал или другие проблемы с обслуживанием, или просто чрезмерная нагрузка на двигатель, однозначно имеет место один вредный эффект: чрезмерное нагревание обмоток.Тепло ухудшает изоляцию и является основной причиной отказа двигателя. Хотя правильно рассчитанные и установленные перегрузки вызывают отключение двигателя, как правило, от 115% до 125% от значения тока полной нагрузки, указанного на паспортной табличке, выделяемое за это время тепло обязательно сокращает срок службы двигателя.

Определение фактической мощности двигателя

Значения рабочего тока и напряжения двигателя следует измерять и записывать на регулярной основе в рамках программы профилактического обслуживания. Используйте эту формулу для оценки мощности двигателя: Мощность (л.с.) = Напряжение x Средняя мощность x% КПД x коэффициент мощности x 1.73/746. (Подробнее см. Диаграмму ниже.)


Используйте эту формулу для оценки мощности двигателя

Мощность (л.с.) = напряжение x сила тока x% EFF x коэффициент мощности x 1,73 / 746

Где:

Напряжение — это среднее значение трех измеренных напряжений: (AB + AC + BC) / 3

Ампер — средний измеренный ток трех фаз: (A + B + C) / 3

% EFF — КПД двигателя на паспортная табличка двигателя

Коэффициент мощности — это отношение реальной мощности (кВт) к полной мощности (кВА).При отсутствии инструментов для измерения коэффициента мощности практическое правило заключается в оценке коэффициента мощности равным 0,85

1,73 — константа, используемая при расчете трехфазной мощности

746 — постоянная для преобразования ватт в лошадиные силы (746 Вт = 1 л.с.)

Пример: Сколько лошадиных сил имеет двигатель мощностью 25 л.с., вырабатывающий при 472 вольтах и ​​потребляющий в среднем 20 ампер на фазу с маркировкой на паспортной табличке двигателя, указывающей на эффективность 90%?

Мощность в лошадиных силах (л.с.) = напряжение x сила тока x% КПД x коэффициент мощности x 1.73/746

= 472 В x 20 А x 0,90 x 0,85 x 1,73 / 746 = 17 л.с.


Самый быстрый метод точной оценки мощности двигателя — использовать цифровые клещи для измерения тока и напряжения на двигателе, а затем выполнить простой расчет. Используйте эту формулу для оценки мощности двигателя. Мощность (л.с.) = напряжение x сила тока x% КПД x коэффициент мощности x 1,73 / 746. Обязательно соблюдайте правила безопасной работы, соответствующие конкретному применению. Благодаря наличию цифровых мультиметров с удаленным дисплеем, таких как токоизмерительные клещи для измерения истинного среднеквадратичного значения с удаленным дисплеем Fluke 381, рабочие могут снизить воздействие смертельного напряжения и зоны опасности дугового разряда.

Для получения точных показаний важно использовать токоизмерительные клещи с истинным среднеквадратичным значением. В то время как токи двигателя обычно можно считывать непосредственно с лицевой стороны привода с регулируемой скоростью, питающего связанный двигатель, для другого оборудования потребуется использовать измеритель, обеспечивающий точные показания при наличии гармоник и синусоидальных искажений.

Измерение нагрузок, отличных от двигателей

Вам также необходимо записать рабочие значения нагрузок, отличных от двигателей. Поскольку мощность в лошадиных силах не определяется для других нагрузок, кроме двигателей, просто используйте процедуру, описанную во врезке «Используйте эту формулу для оценки мощности двигателя», чтобы измерить и записать текущее значение нагрузки.Примерами таких нагрузок могут быть герметичные мотор-компрессоры хладагента, используемые в оборудовании HVAC, осветительные нагрузки и нагревательные элементы. Номинальный ток нагрузки герметичных компрессоров хладагента и номинальный ток другого типа оборудования необходимо сравнивать с измеренными значениями, когда вы имеете дело с отключением выключателя или перегревом оборудования. Чтобы определить размер прерывателя и проводов, необходимых для питания вашей нагрузки, см. Национальный электротехнический кодекс® (NEC®), инструкции производителя, чертежи и любые местные нормативные требования.Хотя NEC имеет особые правила для различных типов оборудования, такого как двигатели и оборудование HVAC, обычно проводники и автоматические выключатели рассчитаны на 125% от продолжительной нагрузки плюс 100% от непостоянной нагрузки.

Зонд iFlex ™ окружает единственный проводник в этом шкафу привода для установки кондиционирования воздуха (AHU). Токоизмерительные клещи Fluke 381 используются для записи показаний силы тока с целью выявления предполагаемой проблемы привода. Те же клещи используются для оценки мощности двигателя.

«Непрерывная нагрузка» — это нагрузка, при которой ожидается, что максимальный ток будет продолжаться в течение трех часов или более. Один важный момент: при выборе размеров проводов и выключателей для двигателей используйте соответствующую таблицу в NEC для силы тока полной нагрузки двигателя, а не ранее измеренное значение или информацию с паспортной таблички двигателя. Ранее измеренное значение помогает определить размер нагрузки. Размеры проводов и прерывателей для питания двигателя основаны на кодовых таблицах, в которых указаны значения тока полной нагрузки для конкретных фаз, напряжения и мощности двигателей.Номинальные параметры и измеренные значения производителя используются для нагрузок, отличных от двигателя.

Например, трехфазный двигатель насоса охлажденной воды мощностью 25 лошадиных сил должен проработать при полной нагрузке в течение трех часов или более. В таблицах NEC указано, что ток полной нагрузки трехфазного двигателя мощностью 460 В и мощностью 25 лошадиных сил составляет 34 ампера. Следовательно, проводники, питающие двигатель, должны иметь размер 34 x 1,25 = 43 А (125% от 34 ампер). Таблицы допустимой нагрузки в NEC используются для определения фактического сечения проводника в зависимости от типа изоляции, температуры окружающей среды и других условий.Максимальный размер автоматического выключателя или предохранителя для двигателя основан на другой таблице NEC, Таблица 430.52. Максимальное значение этого устройства защиты от перегрузки по току может находиться в диапазоне от 175% до 250% от тока полной нагрузки. Всегда консультируйтесь с Национальными электротехническими нормами или квалифицированным электриком, чтобы узнать точные размеры проводки двигателя, предохранителей и автоматических выключателей, а также требования к защите двигателей от перегрузки. То же самое касается герметичных мотор-компрессоров хладагента и другого электрического оборудования.

Цель: правильно подобранная и безопасная установка, работающая с максимальной эффективностью.

Вы должны определить мощность двигателя в полевых условиях, чтобы убедиться, что используется двигатель подходящего размера. Если двигатель слишком большой, подумайте о замене двигателя или установке частотно-регулируемого привода. Регулярное измерение и запись значений тока и напряжения также является важной частью программы качественного профилактического обслуживания. Подбирайте проводку и автоматические выключатели для любого типа нагрузки в соответствии с Национальными электротехническими правилами.Помните, что цель — правильно рассчитанная и безопасная установка, работающая с максимальной эффективностью.

Как рассчитать мощность тормоза электродвигателя —

Тормоз электродвигателя представляет собой новый тип технического обслуживания в тормозной отрасли. В отличие от большинства других традиционных моторных тормозов, электрический тормоз имеет уникальный набор спецификаций, демонстрирующих их тормозную мощность в лошадиных силах.

Этот способ определения мощности торможения позволяет легко узнать, когда пора отремонтировать или заменить детали вашей тормозной системы.Однако бывают случаи, когда в характеристиках торможения не указывается необходимая вам мощность в лошадиных силах, и в результате вы понятия не имеете, когда пора проверить двигатель с тормозом или осмотреть его детали.

Это случилось с вами? Если это так, вам нужно научиться рассчитывать информацию о мощности самостоятельно. В этой статье вы узнаете, как именно это делается. Читайте дальше, чтобы узнать об этом больше!

Ваш тормоз электродвигателя однофазный или трехфазный?

Когда дело доходит до электродвигателей, многие факторы способствуют их правильной работе.К ним относятся напряжение, ток полной нагрузки, ток заторможенного ротора, КПД в процентах, коэффициент мощности и коэффициент обслуживания. Вы можете использовать эти свойства, чтобы вычислить, сколько лошадиных сил находится в вашем тормозном двигателе.

Однако ваши результаты будут меняться в зависимости от того, однофазный это двигатель или трехфазный. Вот как вы должны рассчитывать на основе этих моторных различий.

Однофазный электродвигатель

Для однофазного двигателя вы можете определить мощность в лошадиных силах, используя следующее уравнение: HP = вольт x ток полной нагрузки x эффективность в процентах x коэффициент мощности / 746.Информация должна быть найдена на самом тормозном двигателе, поэтому просто добавьте числа в их правильном месте, и вы получите результат.

Трехфазный электродвигатель

С трехфазным тормозом электродвигателя уравнение будет немного другим. Чтобы найти мощность вашего трехфазного двигателя, вам необходимо использовать следующее уравнение: HP = вольт x ток полной нагрузки x процентный КПД x коэффициент мощности x 1,73 / 746. 1,73 добавляется, потому что трехфазный электродвигатель составляет 73 процента. более мощный, чем однофазный двигатель, и уровни мощности необходимо регулировать соответствующим образом.

С этой новой информацией вычислить мощность в лошадиных силах станет проще простого!

Для необходимых деталей

Теперь, когда вы знаете, как рассчитать информацию о мощности вашего тормоза электродвигателя, у вас не должно возникнуть проблем с тем, чтобы узнать, когда ремонтировать или заменять моторный тормоз. Если пришло время позаботиться о вашей тормозной системе, вы можете положиться на нас, чтобы убедиться, что вы справитесь со своей работой.

В Ambitech мы — ведущие профессионалы в своей области.Мы разбираемся в электродвигателях с электрическим тормозом, и у нас есть много моторных тормозов, которые вы можете купить. Мы также предлагаем услуги по ремонту деталей тормозов электродвигателей, чтобы ваша тормозная система оставалась работоспособной.

Обязательно щелкните где-нибудь на нашем сайте, если вы хотите узнать больше о том, что мы можем предложить, или позвоните нам, чтобы получить бесплатное предложение. Мы с нетерпением ждем возможности помочь вам с моторным тормозом!

Как рассчитать КПД двигателя

Обновлено 22 декабря 2020 г.

Автор: Кевин Бек

Цель двигателя — заставить что-то двигаться.Часто это что-то представляет собой ось, вращательное движение которой можно преобразовать в поступательное движение, как в автомобиле, или иным образом использовать для выполнения механической работы (которая имеет единицы энергии).

Мощность (энергия в единицу времени) для двигателя обычно исходит от электричества, конечным источником которого может быть угольная электростанция, ветряная мельница или группа солнечных батарей.

Прикладная физика может использоваться для определения КПД двигателя , , который является мерой доли энергии, вложенной в механическую систему, которая приводит к полезной работе.Чем эффективнее двигатель, тем меньше энергии теряется в виде тепла, трения и т. Д., И тем больше экономия затрат для владельца бизнеса в производственном сценарии.

Энергия, энергия и работа

Энергия — это физика, которая принимает различные формы: кинетическую, потенциальную, тепловую, механическую, электрическую и другие. Работа определяется как количество энергии, затрачиваемой на перемещение массы м на расстояние x за счет приложения силы F .Работа в системе СИ (метрическая) измеряется в ньютон-метрах или джоулях (Дж).

Мощность — энергия в единицу времени. Вы можете потратить определенное количество джоулей, пересекая парковку, но если вы спринтете и преодолеете расстояние за 20 секунд, а не двинетесь пешком и потратите две минуты, ваша выходная мощность, соответственно, будет выше в примере спринта. В системе СИ используется ватт (Вт) или Дж / с.

Типичные значения КПД двигателя

КПД — это просто выходная (полезная) мощность, деленная на входную мощность, с разницей в потерях из-за несовершенства конструкции и других неизбежных факторов.Эффективность в этом контексте — это десятичная дробь от 0 до 1.0, а иногда и процентная величина.

Обычно, чем мощнее двигатель, тем выше ожидаемый КПД. Коэффициент полезного действия 0,80 является хорошим для двигателя мощностью от 1 до 4 л.с., но нормальным является стремление к уровню выше 0,90 для двигателей мощностью 5 л.с. и более мощных.

Формула КПД электродвигателя

КПД часто обозначается греческой буквой эта ( η ) и рассчитывается по следующей формуле:

η = \ frac {0.7457 × \ text {hp} × \ text {load}} {P_i}

Здесь л.с. = мощность двигателя, нагрузка = выходная мощность в процентах от номинальной мощности и P i = входная мощность в кВт.

  • Постоянный коэффициент 0,7457 используется для преобразования лошадиных сил в киловатты. Это потому, что 1 л.с. = 745,7 Вт или 0,7457 кВт.

Пример : каков КПД двигателя для двигателя мощностью 75 л.с., измеренной нагрузки 0,50 и входной мощности 70 кВт?

\ begin {align} η & = \ frac {0.7457 \; \ text {кВт / л.с.} × 75 \; \ text {л.с.} × 0,50} {70 \; \ text {кВт}} \\ & = 0,40 \ end {align}

Формула расчета мощности двигателя

Иногда вам задают эффективность задачи и просят решить другую переменную, например входную мощность. В этом случае вы измените уравнение по мере необходимости.

Пример: Какова входная мощность при КПД двигателя 0,85, нагрузке 0,70 и двигателе мощностью 150 л.с.?

\ begin {align} η & = \ frac {0.7457 × \ text {hp} × \ text {load}} {P_i} \\ \ text {Следовательно} \; P_i & = \ frac {0,7457 × \ text {hp} × \ text {load}} {η} \ \ & = \ frac {0,7457 \; \ text {кВт / л.с.} × 150 \; \ text {л.с.} × 0,70} {0,85} \\ & = 92,1 \; \ text {кВт} \ end {выровнено}

Калькулятор КПД двигателя: Альтернативная формула

Иногда вам задают параметры двигателя, такие как его крутящий момент (сила, приложенная вокруг оси вращения) и его обороты в минуту (об / мин).

Опубликовано в категории: Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2019 © Все права защищены. Карта сайта