Расчет мощности электродвигателя

Определение мощности электродвигателя без бирки

При отсутствии техпаспорта или бирки на двигателе возникает вопрос: как узнать мощность электродвигателя без таблички или технической документации? Самые распространенные и быстрые способы, о которых мы расскажем в статье:

  • По диаметру и длине вала
  • По габаритам и крепежным размерам
  • По сопротивлению обмоток
  • По току холостого хода
  • По току в клеммной коробке
  • С помощью индукционного счетчика (для бытовых электродвигателей)

Определение мощности двигателя по диаметру вала и длине

Простейшие способы определения мощности и марки двигателя – габаритные размеры – вал или крепежные отверстия. В таблице указаны длины и диаметры валов (D1) и длина (L1) для каждой модели асинхронного промышленного трехфазного мотора. Перейти к подробным габаритным размерам электродвигателей АИР

Р, кВт 3000 об. мин 1500 об. мин 1000 об. мин 750 об. мин
D1, мм L1, мм D1, мм L1, мм >D1, мм L1, мм D1, мм L1, мм
1,5 22 50 22 50 24 50 28 60
2,2 24 28 60 32 80
3 24 32 80
4 28 60 28 60 38
5,5 32 80 38
7,5 32 80 38 48 110
11 38 48 110
15 42 110 48 110 55
18,5 55 60 140
22 48 55 60 >140
30 65
37 55 >60 140 65 75
45 75 75
55 65 80 170
75 65 140 75 80 170
90 90
110 70 80 170 90
132 100 210
160 75 90 100 210
200
250 85 170 100 210
315

Проверить мощность по габаритам и крепежным размерам

Таблица подбора мощности двигателя по крепежным отверстиям на лапах (L10 и B10):

Источник: slemz.com.ua

Как рассчитать мощность электродвигателя

Как выполнить расчёт потребляемой мощности асинхронного электродвигателя из сети, если по шильдикам можно узнать только номинальную мощность? Для этого необходимо:

  • обратить внимание на остальные показатели – это η и cosφ (КПД и коэффициент мощности);
  • учесть связь динамических характеристик вала и КПД.

По имеющимся данным, можно рассчитать затраченную мощность электроэнергии:

Pз=Р/η.

Но нужно помнить, что потребляемая энергия электрическими приборами включает в себя как активную, так и реактивную компоненту.

Расчёты основных параметров асинхронного электродвигателя

Активная мощность тратится на выполнение полезной работы и создание тепла. Обозначается буквой «P», измеряется в W и вычисляется:

P=I*U*cosφ.

Реактивная мощность создаётся колебаниями энергии электрического поля. Она обуславливает способность деталей реактивной машины сохранять и излучать электромагнитную энергию. Речь идёт о токе, который заряжает конденсатор или создает магнитное поле вокруг витков обмотки катушки. Обозначается буквой «Q», измеряется в Var и рассчитывается:

Q=I*U*sinφ.

Полная мощность «S» представляется математической комбинацией по формуле теоремы Пифагора: S*S = Q*Q + P*P. Она измеряется в V*A и вычисляется:

S = P / cosφ = √(P 2 + Q 2 )=I*U.

Реактивную мощность трехфазного асинхронного двигателя можно представить суммой двух составляющих: индуктивной и емкостной.

Лучшее представление данной величины может быть получено в виде векторной диаграммы, индуктивная составляющая – это положительная координата на оси Y, емкостная – отрицательная. Очевидно, что эти два значения несколько компенсируют друг друга, составляя координату вектора, которая будет либо положительной, либо отрицательной. Чем меньше угол между ними, тем полная мощность становится ближе к активной.

Коэффициент мощности cosφ для трёхфазного асинхронного двигателя равен 0,8–0,9. Если его необходимо увеличить, то довольно часто добавляют конденсаторы в цепи двигателя. Функция этих конденсаторов заключается в том, чтобы обеспечить намагничивающий ток, снижающий амплитуду реактивной составляющей. Чем выше cosφ, тем меньше электромашина потребляет энергии.

Как определить мощность электродвигателя?

Для того чтобы выполнить расчёт понадобятся измерительные инструменты и справочная информация. Итак, существуют варианты определения мощности электродвигателя:

  • по току. Подаём питание на асинхронный электродвигатель. Поочередно делаем замеры тока в каждой обвивке амперметром. В итоге среднее значение тока умножается на напряжение и получается потребляемая мощность электродвигателя;
  • по размерам. Замеряем диаметр и длину сердечника статора. Узнаем частоту оборотов вала. Далее, производим приближённый расчёт «постоянной» по формуле:

3,14•D•n/(120•f).

На основе расчёта находим в справочнике константу. Вычисляем

P = C•D²•l•n•10^(-6);

  • по тяговой силе. Измеряем скорость оборотов вала с помощью тахометра, радиус вала обычной линейкой, тяговое усилие движка динамометром. Для расчёта все найденные значения перемножаем

P =Mw= F•2•3,14•nr.

На основе этих математических выражений можно сделать вывод, что асинхронные двигатели могут иметь одинаковую мощность, но различаться по частоте вращения вала, что существенно влияет на его габариты. Рассмотрим также смысл использования регуляторов мощности.

Какие бывают виды регуляторов?

Существует два вида регуляторов, доступных на сегодняшнем рынке:

  • на переменном резисторе,
  • электронный (шаговый и подвижный).

Все они обладают разными способами управления скоростью вращения и, посему, эффективность (потребление электроэнергии) у каждого вида отличается. С этой точки зрения, классический регулятор – самый дешевый, но неэффективный. Давайте рассмотрим все три типа.

Регулятор на переменном резисторе

На самом деле этот реостат имеет внутри огромную катушку. Выбирая низкие параметры скорости, мы, по сути, выбираем более высокое сопротивление цепи. Это приводит к снижению потребляемого тока (так как напряжение является фиксированной величиной). Аппараты громоздкие по размеру и недорогие по цене.

Электронный регулятор

Электронные – это новейшие типы из доступных регуляторов на рынке. Они намного меньше по размерам, чем другие. Для понижения напряжения в них используются вместо резисторов конденсаторы, которые регулируя скорость вращения, управляют сигналом электропитания. В отличие от реостатов не нагреваются и, значит, экономят электроэнергию, когда мотор работает на малых скоростях.

Регуляторы способны сэкономить до 40% на «1» скорости и около 30% на «2-й» скорости по сравнению со своими резисторными аналогами. Существуют электронные разновидности регуляторов:

  1. подвижные с плавным регулированием.

  1. шаговые с пронумерованной скоростью действия (обычно от 1 до 5).

Эти устройства обеспечивают низкий уровень искажений движения мотора и, следовательно, меньше нагреваются. Вариант с лучшей технологией и экономией электричества.

Заключение

Мощность асинхронного двигателя – основная техническая характеристика этого устройства, которая влияет на сферу применения и выполняемые задачи. Для регулирования соотношения физических величин используются регуляторы. Формулы, выражающие связь физических показателей асинхронных двигателей необязательно помнить все, их можно легко выводить самим из тех, что знакомы по школьной программе физики.

Источник: electricdoma.ru

Расчет мощности электродвигателя

Если вы задались целью создать электрический привод, например, собственную мельницу, насосную станцию, транспортерную ленту или другое полезное в хозяйстве устройство, вам надо найти или купить электродвигатель и убедиться в том, что его мощность соответствует поставленным задачам.

Сегодня мы осветим некоторые аспекты, касающиеся устройства и рабочих качеств электрических машин, что поможет вам сделать правильный выбор.

Как выбрать электродвигатель

Подбор электродвигателя стоит начать со знакомства с типами электрических машин. Основное их отличие состоит в способе взаимодействия магнитных полей статора и ротора. По этому признаку они делятся на два типа:

Синхронные электрические машины

У них магнитное поле статора и ротора создается внешними источниками, они независимы друг от друга, их смена положения их полюсов происходит синхронно.

Двигатели постоянного тока

Исходя из принципа механики Ньютона, утверждающего, что всякое движение относительно, электродвигатель постоянного тока можно назвать синхронной машиной. Хотя магнитные поля статора и ротора в ней неподвижные, а вращение вала происходит за счет эффекта отталкивания одноименных полюсов магнитов и притягивания разноименных.

Синхронизация их положения относительно друг друга происходит особого устройства – коллектора, расположенного на валу ротора. Это кольцо из меди, поделенное на секторы диэлектриком. Концы обмоток ротора подключаются к этим секторам и создают контактные пары.

На них через угольные щетки подается постоянный ток. Во время вращения вала происходит переключение полюсов между парами. Магнитное поле статора может создаваться металлами с остаточным магнетизмом или прохождением тока по обмоткам. Последние применяются в электрических машинах большой мощности.

Их достоинством является большой коэффициент полезного действия, до 98%, а также стабильно высокий вращающий момент и малая зависимость от перегрузок. Двигатели постоянного тока отлично подходят для привода подъемных механизмов, а также в качестве тяговых на электротранспорте.

Ими очень просто управлять: для снижения скорости вращения надо лишь уменьшить величину подаваемого напряжения, а для реверсирования достаточно сменить полярность. Недостатком является сложность устройства и невысокая надежность щеточного узла, его склонность к искрению и шумность. Кроме того, постоянное напряжение сложно передавать на большие расстояния, из-за чего нет магистральных линий такого типа. Питание придется создавать самостоятельно, используя выпрямительные или инверторные схемы. Также про двигатели постоянного тока можно почитать здесь.

Коллекторные двигатели

По своей конструкции они аналогичны двигателям постоянного тока. Однако питаются переменным однофазным током. Статорная обмотка возбуждения у них включена последовательно с обмоткой якоря. Вращение вала происходит за счет синхронной смены полюсов магнитного поля в статорной и роторной обмотках.

К перечисленным выше достоинствам – большому вращающему моменту, нечувствительности к перегрузкам, стоит отнести и то, что это единственная электрическая машина переменного тока, которой можно без проблем управлять.

Для изменения скорости вращения вала достаточно уменьшить питающее напряжение, а для реверсирования поменять местами точки подключения коллекторного узла со статорной обмоткой. Поэтому коллекторные электродвигатели широко применяются в бытовых электроприборах.

Например, в стиральных машинах, дрелях и другом электрифицированном инструменте. К недостаткам, основным из которых является сложность и малая надежность щеточного узла, стоит отнести и невозможность подключения трехфазного напряжения. Просто потому, что в этом случае щеток должно быть шесть. Это ограничивает максимальную мощность двигателей: у однофазных машин при напряжении 220 вольт это значение не бывает более 2,5 киловатта.

Синхронные электродвигатели переменного тока

У них статорная обмотка питается переменным трехфазным током, а роторная – постоянным. Чтобы их магнитные полюса сцепились и вызвали движение вала, такой электродвигатель надо раскрутить вручную или другим мотором. Фактически они являются генератором переменного тока, работающим в режиме вращения. Достоинством машины являются высокий крутящий момент и стабильность частоты вращения.

Недостатками – сложность пуска и наличие коллектора со щеточным узлом, что снижает их надежность. А также невозможность регулирования частоты вращения. Применяются в установках, которые работают постоянно или с очень длительным рабочим циклом. Например, на перекачивающих станциях или транспортерных лентах.

Узнать больше об электродвигателях можно узнать в нашей статье «Электрический двигатель: виды и характеристики».

Асинхронные электрические машины

В них магнитное поле ротора является порождением вращающегося магнитного поля статора. Поскольку между этими деталями машины есть воздушный зазор, передача энергии между ними происходит с потерями. Поэтому фаза тока в роторе отстает от фазы тока в статоре на небольшой угол (не более 100), который определяет величину коэффициента мощности cosφ. Это отставание и является причиной того, что электрическую машину этого типа называют асинхронной.

Двигатели с короткозамкнутым ротором

Обмотка ротора у них – это набор металлических стержней, которые соединяют два кольца. Получившуюся фигуру называют «беличье колесо». В момент подачи напряжения на статорную обмотку в роторе возникает ток короткого замыкания, энергия которого тратится на раскручивании вала и тем самым гасится. У него несколько меньший КПД, чем у синхронных машин, он не превышает 80%.

После набора оборотов он имеет очень стабильный вращающий момент на валу и хорошо выдерживает перегрузки. Главными достоинствами таких двигателей является его простота и надежность, благодаря которым они очень широко распространены. Недостатками – сложность управления.

Для изменения скорости вращения необходимо менять частоту питающего напряжения или количество статорных обмоток, которое определяет количество полюсов электромагнита – чем их больше, тем она ниже. Также электродвигателям с короткозамкнутым ротором свойственен большой пусковой ток, перегружающий сеть, а также резкий рост вращающего момента при подключении питания, что может вызвать поломку редуктора привода.

Двигатели с фазным ротором

Пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором большой мощности (более 30 кВт) связан с чрезвычайной перегрузкой питающей сети. Для устранения этого явления используют машины с фазным ротором, обмотка которых состоит из трех катушек, соединенных звездой. Их концы соединены угольными щетками с тремя контактными кольцами, расположенными на оси двигателя.

В отличие от коллектора двигателя постоянного тока они не поделены на сектора. При запуске такой машины используется трехфазный реостат, сопротивление которого в момент пуска максимальное. Постепенно уменьшая активное сопротивление ротора, добиваются плавной раскрутки вала электродвигателя. При достижении номинальных оборотов его закорачивают.

Изменяя сопротивление ротора, можно добиться изменения частоты вращения. Достоинством машины такого типа является отсутствие перегрузки в момент запуска и плавное нарастание вращающего момента. Поэтому ее применяют в грузоподъемном оборудовании. Недостаток – сложность устройства и более низкий, чем у машин с короткозамкнутым ротором КПД, он не более 60%.

Как рассчитать мощность электродвигателя

При расчете мощности электродвигателя надо ориентироваться на потребности обеспечиваемого технологического процесса. В Сети так много методичек для определения этого параметра, что вы можете запутаться окончательно. Предлагаем вам довольно простую универсальную формулу, пригодную для любых случаев.

P – мощность электродвигателя. Т – потребный вращающий момент на валу, а Ω – угловая скорость.

Ft– потребное тяговое усилие, оно рассчитывается по формуле: Ft= t ∙ M ∙ 2.5, где t – коэффициент трения (для подшипников качения он равен 0.02), М – масса перемещаемого груза, а 2.5 – это коэффициент Ньютона. R – радиус рабочего органа, например, крыльчатки насоса.

Ω = π ∙ n / 30, где π = 3.14, а n – паспортная частота вращения приводимого в действие устройства.
Полученное значение лучше увеличить в 1,5 раза, чтобы предусмотреть возможные перегрузки во время работы привода.

При расчете рабочего тока электродвигателя необходимо учитывать, что при соединении обмоток статора асинхронного электродвигателя звездой он в 1,73 раза меньше, чем при соединении треугольником. На эту же величину уменьшается и мощность.

Окончательно убедиться в работоспособности созданного привода вы сможете только на практике. Но если вы будете следовать изложенным выше рекомендациям, то вероятность того, что все будет работать как надо без дополнительных переделок, значительно повысится.

Источник: electriktop.ru

Расчет мощности электродвигателя

Расчет мощности электродвигателя — задача, которая на первый взгляд выглядит несколько странной: чего рассчитывать, если мощность электромотора в обязательном порядке указывается в сопроводительной документации, да и на самом двигателе тоже? Чего рассчитывать? Однако не все так просто — в разных режимах работы электродвигатель может показывать весьма различную мощность — и то, какой она будет, соответственно, сильно зависит от того, как электромотор используется.

Эти расчеты не слишком сложны — но знать, как они производятся, электромеханику-любителю все-таки надо: мало ли для чего придется приспосабливать движок?

Начнем с самого простого варианта — работы электродвигателя в режиме постоянной или мало меняющейся нагрузки, например — в бытовых вентиляторах, постоянно работающих станках и пр.

В этом случае мощность в ваттах на валу электродвигателя определяется по следующей формуле:

где числитель – это мощность электродвигателя в вольтамперах, а знаменатель – КПД передачи.

При этом, выбирая электромотор по каталогу нужно ориентироваться на мощность несколько (процентов на 10) выше расчетной рабочей.

Выбранному электродвигателю не потребуются дополнительные проверки по нагреву или перегрузке, поскольку производитель их проводит в обязательном порядке.

Но порой бывает нужно оценить электромотор на достаточность пускового момента, поскольку иные механизмы, которые он должен привести в действие, отличаются повышенным сопротивления трения в начале работы (особенно это относится к транспортерам и некоторым металлорежущим станкам).

Но расчет необходимой мощности электродвигателя будет выглядеть несколько хитрее, если электромотор должен работать в насосе или компрессоре.

Расчет мощности электродвигателя для центробежного насоса

Если электродвигатель является частью насосной установки, то его мощность будет рассчитываться по формуле:

k3 – коэффициент запаса, принимаемый как 1,1-1,3 в зависимости от мощности электродвигателя

g- ускорение свободного падения;

Q- подача (производительность) насоса, м3/с;

H – расчетная высота подъёма, м;

Y- плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3;

ηн- КПД насоса (для поршневого 0,7-0,9; для центробежного с давлением свыше 0,4×105 Па 0,6-0,75, с давлением до 0,4×105 Па 0,45-0,6);

ηп – КПД передачи, равный 0,9-0,95;

p=yHg- давление, развиваемое насосом, в Паскалях.

При этом для центробежного насоса особенно важен правильный выбор частоты вращения электродвигателя, так как при завышении угловой скорости электродвигателя потребляемая им мощность быстро вырастет свыше предельно допустимой — что приведет к двигателя и его поломке.

Мощность электродвигателя в поршневом компрессоре

В поршневом компрессоре формула для расчета мощности элетродвигателя будет выглядеть так:

Q- подача (производительность) компрессора, м3/с;

A=(AИ+Aа)/2- работа изотермического и адиабатического сжатия 1 м3 атмосферного воздуха давлением p1=1,1×105 Па до требуемого давления p2, Дж/м3;

для давлений до 10×105 Па значения A будут следующие:

В общем, рабочие характеристики двигателей центробежного типа (насосов и компрессоров) зависят от величины необходимого напора на выходе и от производительности механизма при различных угловых скоростях электродвигателя.

Эти зависимости, называемые Q – H характеристиками, обычно приводятся в виде графиков для каждого устройства отдельно.

Источник: stv39.ru

Vladimirus-team

Расчет номинального тока электродвигателя

  • Получить ссылку
  • Facebook
  • Twitter
  • Pinterest
  • Электронная почта
  • Другие приложения

Расчет номинального тока электродвигателя онлайн

Ток двигателя I = P /(1,73 *U *кпд* Cosф);

Номинальные данные электродвигателя указываются на заводском щитке или в другой технической документации.

  • 1,73 это корень из трех;
  • U (Вольт) – линейное напряжение;
  • Р (Ватт) – Мощность асинхронного двигателя
  • КПД (η) – коэффициент полезного действия, берется из паспортных данных, или в интервале 0.8 -0.9;
  • Cos(Ф) – коэффициент мощности берется из паспортных из паспортных данных, или в интервале 0.8 – 0.9.
  • I (Aмпер) ток;

Поделиться в соц сетях:

  • Получить ссылку
  • Facebook
  • Twitter
  • Pinterest
  • Электронная почта
  • Другие приложения

Комментарии

бред – номинальный ток электродвигателя мощностью 55 кВт получается 1 Ампер.

Здравствуйте. Вы учли, что мощность в данном калькуляторе, нужно указывать в Ваттах.

Т.е, В поле мощность указываем 55000, а не 55.

Отправить комментарий

Популярные сообщения из этого блога

Калькулятор индекса формы тела – ABSI – индекс формы тела

ABSI – индекс формы тела – калькулятор индекса формы тела. Оценка нормальности тела при помощь ИФТ – Индекс формы тела.

ABSI ( A Body Shape Index) — является метрикой для оценки последствий для здоровья лишней массы тела. Включение в расчёт окружности талии делает BSI лучшим показателем риска для здоровья от избыточного веса, чем стандартный индекс массы тела.

ABSI является строгим статистическим индикатором риска преждевременной смерти – каждый шаг повышения индекса ассоциирован с 13% – ым ростом показателя. Среди участников исследований, чей ABSI находился в верхних 20-процентных пределах значений, риск преждевременной смерти оказался на 61% выше, чем у тех, чей индекс был в нижних 20-процентных пределах.
ABSI – индекс формы тела – онлайн калькулятор индекса формы тела. Вес:

A Body Shape Index (Индекс формы тела):

Body mass index (BMI) (Индекс массы тела):

Чем ниже значение ABSI, тем меньше риск для здоровья.

Приведенные ниже данны…

Формула Миффлина-Сан Жеора для расчета калорий

Формула основного обмена Миффлина-Сан Жеора (mifflin st jeor) Формула основного обмена Миффлина-Сан Жеора выведена в 2005 году и по утверждению Американской Диетической Ассоциации (АДА) на сегодняшний день позволяет наиболее точно рассчитать сколько калорий тратит организм здорового взрослого человека в состоянии покоя.

Расчет базового обмена веществ: Формула Миффлина-Сан Жеора для женщины: ВОО =10 * вес(кг) + 6.25 * рост (см) – 4.92 * возраст – 161; Формула Миффлина-Сан Жеора для мужчины: ВОО = 10 * вес (кг) + 6.25 * рост (см) – 4.92 * возраст + 5;
Рассчитав по формуле Миффлина-Сан Жеора величину основного обмена веществ (ВООВ), можно вычислить и примерное количество калорий, необходимых в сутки для поддержания веса тела с учетом уровня физической нагрузки.

Для этого умножаем полученное число на коэффициент физической активности.

Коэффициенты физической активности (К)
Минимальные нагрузки (сидячая работа) – К=1.2Немного дневной активности и легкие упражнения 1-3 раза в неделю – К=1.37…

Индекс Эрисмана – индекс пропорциональности грудной клетки.

Индекс Эрисмана – определяет пропорциональность развития грудной клетки По формуле:
IE = Q – L/2; Где: IE – индекс Эрисмана (см)Q – окружность грудной клетки в паузе (см)L – рост (см). Норма: ≈+5.8 см для мужчин ≈+3.3 см для женщин
Если разница равна или превышает данные цифры, это говорит о хорошем развитии грудной клетки.

Низкие или отрицательные значения свидетельствуют об узкогрудии. Индекс Эрисмана рассчитать онлайн Пол:
Мужской
Женский

Источник: vladimirus-team.blogspot.com