Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Как определить мощность эл двигателя без бирки


Как определить мощность и частоту оборотов электродвигателя


Возникла необходимость узнать мощность или частоту оборотов вала и другие параметры электродвигателя, но после внимательного осмотра на его корпусе не нашлось таблички (шылдика) с его наименованием и техническими параметрами. Придется определять самому, для этого есть несколько способов и мы их рассмотрим ниже.

Мощность электродвигателя представляет из себя скорость преобразования электрической энергии, ее принято определять в ваттах.

Чтоб осознать, как это работает, нам понадобится 2 величины: сила тока и напряжение. Сила тока — численность тока, которое проходит через поперечное сечение за некий отрезок времени, ее принято определять в амперах. Напряжение — значение, равная работе по перемещению заряда меж 2-мя точками цепи, ее принято определять в вольтах.

Для расчета мощности используется формула N = A/t, где:

N - мощность;

А - работа;

t - время.

Часто электродвигатель поступает с завода с уже указанными техническими параметрами. Но заявленная мощность не всегда соответствует фактической, а скорее всего она может значить лишь максимальную мощность электропотока.

Так что если на вашем электроинструменте указана, например, мощность в 500 ват, это совсем не значит что инструмент будит потреблять точно 500 ват.

Электродвигатели производят стандартной дискретной мощности, линейки типа 1.5,  2.2,  4 кВт.

Опытный электрик может легко отличить 1.5 от 2.2 кВт всего лишь взглянув на его габариты. Помимо этого он сможет определить количество оборотов двигателя по размеру статора, количеству пар полюсов и диаметра вала.

Еще более опытным в этом деле окажется обмотчик, специалист который занимается перемоткой электродвигателей со 100%-ой уверенностью определит технические параметры вашего электродвигателя.

Если табличка с характеристиками двигателя потеряна для подсчета мощности двигателя нужно измерить силу тока на обмотках ротора и с помощью стандартной формулы найти потребляемую мощность электродвигателя. 

Основные способы определения мощности двигателя

Определение мощности по току. Для этого подключаем двигатель в сеть и контролируем напряжение. Затем поочередно, в цепь каждой из обмоток статора включаем амперметр и замеряем потребляемый ток. После того как мы нашли суму потребляемых токов, полученное число необходимо умножить на фиксированное напряжение в результате получим число определяющее мощность электродвигателя в ваттах.

Определяем мощность по габаритам. Нужно измерить диаметр сердечника (с внутренней стороны) и его длину.

Дальше если знаем частоту сети нужно узнать синхронную частоту вращения вала.

Умножаем синхронную частоту вращения вала на диаметр сердечника (в сантиметрах) полученную цифру умножаем на 3.14 затем разделяем на частоту сети умноженную на 120. Полученное значение мощности будит в киловаттах.

Замер по счетчику. Способ считается самым простым. Для этого, для чистоты эксперимента, отключаем все нагрузки в доме. Дальше необходимо включить двигатель на определенное время (например 10 минут) На щетчике будит видно разницу в киловаттах по ней уже легко можно высчитать сколько киловаттах потребляет двигатель. Удобней всего будит воспользоваться портативным электросчетчиком который показывает потребление в киловаттах (ваттах) в режиме реального времени.


Для определения реального показателя мощности, которую выдает двигатель, необходимо найти скорость валового вращения, измеряемую в числе оборотов за секунду, тяговое усилие двигателя.

Частота вращения умножается последовательно на 6,28, показатель силы и радиус вала, который можно вычислить при помощи штангенциркуля. Найденное значение мощности выражается в ваттах.

Определяем рабочее количество оборотов двигателя.

Самый быстрый способ - посчитать количество катушек (катушечных групп) Определяем мощность по расчетным таблицам. С помощью штангенциркуля замеряем диаметр вала, длину мотора (без выступающего вала) и расстояние до оси.Замеряем вылет вала и его выступающую часть, диаметр фланца если он есть, а также расстояние крепежных отверстий. По этим данным с помощью сводной таблицы можно легко определить мощность двигателя и другие характеристики

1,1 КВТ

Обороты в минуту3000 об/мин1500 об/мин1000 об/мин
Габариты h, мм718080
Диаметр вала d1, мм192222
Крепление лап по ширине b10, мм112125125
Крепление лап по длине L10, мм90100100
Крепление фланца по центрам отверстий d20, мм165165165
Замок фланца d25, мм130130130

1,5 КВТ

Обороты в минуту3000 об/мин1500 об/мин1000 об/мин
Габариты h, мм808090
Диаметр вала d1, мм222224
Крепление лап по ширине b10, мм125125140
Крепление лап по длине L10, мм100100125
Крепление фланца по центрам отверстий d20, мм165165215
Замок фланца d25, мм130130180

2,2 КВТ

Обороты в минуту3000 об/мин1500 об/мин1000 об/мин
Габариты h, мм8090100
Диаметр вала d1, мм222428
Крепление лап по ширине b10, мм125140160
Крепление лап по длине L10, мм100125140
Крепление фланца по центрам отверстий d20, мм165215215
Замок фланца d25, мм130180180

4 КВТ

Обороты в минуту3000 об/мин1500 об/мин1000 об/мин
Габариты h, мм100100112
Диаметр вала d1, мм282832
Крепление лап по ширине b10, мм160160190
Крепление лап по длине L10, мм112140140
Крепление фланца по центрам отверстий d20, мм215215265
Замок фланца d25, мм180180230

Как работают электродвигатели?

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 14 мая 2019 года.

Щёлкните по переключателю и получите мгновенную власть - как любили бы наши предки электродвигатели! Вы можете найти их во всем, от электропоезда с дистанционным управлением автомобили - и вы можете быть удивлены, насколько они распространены. Сколько электрических моторы есть в комнате с тобой прямо сейчас? Есть, вероятно, два в твоем компьютере для начала, крутишь ездить и еще один привод вентилятора охлаждения.Если вы сидите в спальне, вы найдете моторы в фенах и многие игрушки; в ванной они оснащены вытяжными вентиляторами и электробритвами; на кухне моторы есть практически в каждом приборе, от стиральных и посудомоечных машин до кофемолок, микроволновых печей и электрических консервных ножей. Электродвигатели зарекомендовали себя как одни из величайших изобретения всех времен. Давайте разберем некоторых и выясним, как они работай!

Фото: даже маленькие электродвигатели на удивление тяжелые.Это потому, что они заполнены плотно намотанной медью и тяжелыми магнитами. Это мотор от старой электрической газонокосилки. Медная вещь к Передняя часть оси с прорезями в ней является коммутатором, который удерживает двигатель вращается в том же направлении (как описано ниже).

Электричество, магнетизм и движение

Основная идея электродвигателя очень проста: вы включаете в него электричество с одной стороны и ось (металлический стержень) вращается на другом конце, давая вам возможность управлять машина какая то.Как это работает на практике? Как именно ваш преобразовать электричество в движение? Чтобы найти ответ на этот вопрос, мы имеем вернуться в прошлое почти на 200 лет.

Предположим, вы берете длину обычного провода, превращаете его в большую петлю, и положите его между полюсами мощной, постоянной подковы магнит. Теперь, если вы подключите два конца провода к батарее, провод прыгнет вкратце. Удивительно, когда вы видите это в первый раз. Это как волшебство! Но есть совершенно научный объяснение.Когда электрический ток начинает ползти по проводу, он создает магнитное поле вокруг него. Если вы поместите провод возле постоянного магнит, это временное магнитное поле взаимодействует с постоянным магнитное поле. Вы узнаете, что два магнита расположены рядом друг с другом либо привлекать, либо отталкивать. Точно так же временный магнетизм вокруг провода притягивает или отталкивает постоянный магнетизм от магнит, и это то, что заставляет проволока прыгать.

Правило левой руки Флеминга

Вы можете определить направление, в котором будет прыгать провод, используя удобная мнемоника (помощь памяти), называемая правилом левой руки Флеминга (иногда Мотор называется правилом).

Протяните большой, первый и второй пальцы левой руки рука, так что все три под прямым углом. Если вы указываете пальцем Секонд в направлении течения (который течет от положительного к отрицательная клемма аккумулятора), и первый палец в направление поля (которое течет с севера на южный полюс магнит), твоя чёрт будет показать направление, в котором провод Ходы.

Это ...

  • Первый палец = Поле
  • SeCond finger = Текущий
  • ThuMb = движение

Быстрое слово о текущем

Если я вас смущаю, говоря, что ток течет от положительного к отрицательному, это просто случается историческое соглашение.Такие люди, как Бенджамин Франклин, который помог выяснить тайна электричества еще в 18 веке, полагал, что это был поток положительных зарядов, так что это перешло от положительного к отрицательному. Мы называем эту идею обычным током и до сих пор его используют в таких вещах, как правило левой руки Флеминга. Теперь у нас есть лучшие идеи о том, как электричество работает, мы склонны говорить о токе как о потоке электронов, от отрицательного к положительному, в направлении , противоположном направлению к обычному току.Когда вы пытаетесь выяснить вращение двигателя или генератора, обязательно помните, что ток означает условного тока , а не поток электронов.

Как работает электродвигатель - теоретически

Фото: электрика ремонтирует электродвигатель на борту авианосца. Блестящий металл, который он использует, может выглядеть как золото, но на самом деле это медь, хороший проводник, который намного дешевле. Фото Джейсона Якобовица любезно предоставлено ВМС США.

Связь между электричеством, магнетизмом и движением была изначально обнаружен в 1820 году французским физиком Андре-Мари Ампер (1775–1867), и это основная наука об электромоторе. Но если мы хотим превратить это удивительное научное открытие в более практичное немного технологий для питания наших электрических косилок и зубных щеток, мы должны сделать это немного дальше. Изобретателями, которые это сделали, были англичане Майкл Фарадей (1791–1867) и Уильям Стерджен (1783–1850) и американец Джозеф Генри (1797–1878).Вот как они достиг их блестящего изобретения.

Предположим, что мы сгибаем наш провод в квадратную U-образную петлю, так что есть фактически два параллельных провода, проходящие через магнитное поле. Один из них отнимает у нас электрический ток через провод, а другой один возвращает ток снова. Потому что ток течет в В противоположных направлениях в проводах левое правило Флеминга говорит нам два провода будут двигаться в противоположных направлениях. Другими словами, когда мы включите электричество, один из проводов будет двигаться вверх и другой будет двигаться вниз.

Если бы катушка проволоки могла продолжать движение вот так, она бы вращалась постоянно - и мы были бы на пути к созданию электрического двигатель. Но это не может произойти с нашей нынешней установкой: провода будут быстро запутаться. Не только это, но если бы катушка могла вращаться далеко достаточно, что-то еще случится. Как только катушка достигла вертикали положение, оно перевернется, поэтому электрический ток течь через него в обратном направлении. Теперь силы на каждом сторона катушки будет обратная.Вместо того, чтобы постоянно вращаться в в том же направлении, он будет двигаться в том направлении, в котором он только что пришел! Представьте себе электричку с таким мотором: перетасовывать назад и вперед на месте, даже не собираясь везде.

Как работает электродвигатель - на практике

Есть два способа преодолеть эту проблему. Одним из них является использование своего рода электрический ток, который периодически меняет направление, которое известно в качестве переменного тока (переменного тока). В виде маленьких, с батарейным питанием моторы, которые мы используем по дому, лучшее решение - добавить компонент называется коммутатором к концы катушки.(Не беспокойтесь о бессмысленных технических Название: это слегка старомодное слово «коммутация» немного похоже на слово "коммутировать". Это просто означает, чтобы измениться вперед и назад в одном и том же путь, которым добираются, означает путешествовать назад и вперед.) В его самой простой форме коммутатор представляет собой металлическое кольцо, разделенное на две отдельные половины и его работа заключается в том, чтобы инвертировать электрический ток в катушке каждый раз, когда Катушка вращается через пол оборота. Один конец катушки прикреплен к каждая половина коммутатора. Электрический ток от батареи подключается к электрическим клеммам двигателя.Они подают электроэнергию в коммутатор через пару свободных разъемы, называемые кистями, сделали либо из кусочков графита (мягкий карбон, похожий на карандаш "свинец") или тонкие отрезки пружинящего металла, который (как название подсказывает) "кисть" против коммутатора. С коммутатор, когда электричество течет по цепи, Катушка будет постоянно вращаться в одном и том же направлении.

Работа: упрощенная схема деталей в электрическом двигатель.Мультработа: как это работает на практике. Обратите внимание, как коммутатор меняет ток каждый раз, когда катушка поворачивается наполовину. Это означает, что сила на каждой стороне катушки всегда толкает в том же направлении, что удерживает катушку, вращающуюся по часовой стрелке.

Простой экспериментальный двигатель, подобный этому, не способен большая сила Мы можем увеличить поворотную силу (или крутящий момент) что Мотор можно создать тремя способами: либо мы можем иметь больше мощный постоянный магнит, или мы можем увеличить электрический ток течет через провод, или мы можем сделать катушку, чтобы она имела много «витки» (петли) очень тонкой проволоки вместо одного «витка» толстой проволоки.На практике двигатель также имеет постоянный магнит, изогнутый в круглая форма, так что он почти касается катушки проволоки, которая вращается внутри него. Чем ближе магнит и катушка, тем больше сила, которую может создать мотор.

Несмотря на то, что мы описали несколько различных частей, вы можете думать о двигателе как о двух основных компонентах:

  • Есть постоянный магнит (или магниты) по краю корпуса двигателя, который остается неподвижным, поэтому он называется статором двигателя.
  • Внутри статора есть катушка, установленная на оси, которая вращается с большой скоростью - и это называется ротором. Ротор также включает в себя коммутатор.

Универсальные моторы

Подобные двигатели постоянного тока

отлично подходят для игрушек с батарейным питанием (таких как модельные поезда, радиоуправляемые вагоны или электробритвы), но вы не найдете их во многих бытовых приборах. Небольшие бытовые приборы (такие как кофемолки или электрические блендеры), как правило, используют так называемые универсальные двигатели , которые могут работать от переменного или постоянного тока.В отличие от простого двигателя постоянного тока, универсальный двигатель имеет электромагнит вместо постоянного магнита, и он получает энергию от источника постоянного или переменного тока, который вы вводите:

  • При подаче постоянного тока электромагнит работает как обычный постоянный магнит и создает магнитное поле, которое всегда направлено в одном направлении. Коммутатор меняет ток катушки каждый раз, когда катушка переворачивается, как в обычном двигателе постоянного тока, поэтому катушка всегда вращается в одном и том же направлении.
  • Однако, когда вы подаете переменный ток, ток, протекающий через электромагнит, и ток, протекающий через катушку , и обращаются в обратном направлении, точно в шаге, поэтому сила на катушке всегда в одном и том же направлении, и двигатель всегда вращается в любом направлении по часовой стрелке. или против часовой стрелки.А как насчет коммутатора? Частота тока изменяется намного быстрее, чем вращается двигатель, и, поскольку поле и ток всегда находятся в шаге, на самом деле не имеет значения, в каком положении находится коммутатор в данный момент.

Анимация: как работает универсальный двигатель: источник питания питает как магнитное поле, так и вращающуюся катушку. С источником постоянного тока универсальный двигатель работает так же, как обычный двигатель постоянного тока, как указано выше. При использовании источника переменного тока магнитное поле и ток катушки меняют направление каждый раз, когда ток питания меняется на противоположный.Это означает, что сила на катушке всегда указывает одинаково.

Фото: внутри типичного универсального мотора: основные части внутри мотора среднего размера от кофемолки, которая может работать от постоянного или переменного тока. Серый электромагнит по краю - это статор (статическая часть), который питается от катушек оранжевого цвета. Обратите внимание также на щели в коммутаторе и угольные щетки, толкающие его, которые обеспечивают питание ротора (вращающейся части). Асинхронные двигатели в таких вещах, как электрические железнодорожные поезда, во много раз больше и мощнее, чем эти, и всегда работают с использованием переменного тока высокого напряжения, а не постоянного тока низкого напряжения или бытового переменного тока умеренно низкого напряжения. который питает универсальные двигатели.

Другие виды электродвигателей

В простых двигателях постоянного тока и универсальных двигателях ротор вращается внутри статора. Ротор представляет собой катушку, соединенную с источником электропитания, а статор представляет собой постоянный магнит или электромагнит. Большие двигатели переменного тока (используемые в таких вещах, как заводские машины) работают несколько иначе: они пропускают переменный ток через противоположные пары магнитов, создавая вращающееся магнитное поле, которое «индуцирует» (создает) магнитное поле в роторе двигателя, вызывая это крутиться.Подробнее об этом вы можете прочитать в нашей статье об асинхронных двигателях переменного тока. Если вы возьмете один из этих асинхронных двигателей и «развернете» его, чтобы статор был эффективно разложен на длинной непрерывной гусенице, ротор мог катиться вдоль него по прямой линии. Этот оригинальный дизайн известен как линейный двигатель, и вы найдете его в таких вещах, как заводские машины и плавучие железные дороги "маглев".

Другой интересный дизайн - бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC). Статор и ротор эффективно меняются друг от друга, при этом несколько статических катушек находятся в центре, а постоянный магнит вращается вокруг них, а коммутатор и щетки заменяются электронной схемой.Вы можете прочитать больше в нашей основной статье на моторы эпицентра деятельности. Шаговые двигатели, которые поворачиваются на точно контролируемые углы, представляют собой разновидность бесщеточных двигателей постоянного тока.

,

Практические советы о том, как не перегореть электродвигатель

Подогрев двигателя

Существует много причин, по которым электродвигатель может начать нагреваться. Например, когда используется другой режим запуска, отличный от указанного на заводской табличке двигателя, это может привести к перегреву двигателя и последующему повреждению двигателя.

Практические советы о том, как не перегореть электродвигатель

Из-за высоких пусковых токов в асинхронных электродвигателях время, необходимое для ускорения высокоинерционных нагрузок, приведет к внезапному повышению температуры двигателя.Если интервал между последовательными запусками очень короткий, обмотки двигателя могут перегреться, что приведет к некоторому повреждению или сокращению срока их службы.

На температуру обмотки двигателя влияет тепло, поступающее от различных источников. Эти источники могут быть внутренними по отношению к двигателю в результате его работы, или они могут быть внешними по отношению к двигателю в результате его окружающей среды. На температуру также влияет способность двигателя рассеивать это тепло.

Давайте обсудим наиболее важные темы, связанные с нагревом асинхронного двигателя:

    1. Нагрев обмотки
      1. Потери
      2. Тепловыделение
      3. Температура наружной поверхности двигателя
    2. Срок службы мотора
    3. Классы изоляции
    4. Измерение повышения температуры обмотки
    5. Применение электродвигателя, приводящее к перегреву
      1. General
      2. Вариации нагрузки двигателя
      3. Повторяющиеся запуска и остановки
      4. Инерция нагрузки
      5. Колебания напряжения и частоты
      6. Работа с преобразователями частоты
      7. Недостаточная высота
      8. Плохая вентиляция

1.Нагрев обмотки

1,1 потери

Эффективная или полезная выходная мощность, подаваемая двигателем на конце вала, ниже, чем мощность, потребляемая двигателем от источника питания, т.е. эффективность двигателя всегда ниже 100%.

Разница между входом и выходом представляет потерь, которые преобразуются в тепло . Это тепло нагревает обмотки и поэтому должно быть снято с двигателя, чтобы избежать чрезмерного повышения температуры.

Этот отвод тепла должен быть обеспечен для всех типов двигателей.

В автомобильном двигателе, например, в случае двигателей с воздушным охлаждением тепло, выделяемое внутренними потерями, должно быть удалено из блока двигателя потоком воды через радиатор или вентилятор.

Вернуться к содержанию ↑


1,2 Тепловыделение

Тепло, создаваемое внутренними потерями, рассеивается в окружающем воздухе через внешнюю поверхность рамы. В полностью закрытых двигателях этому рассеиванию обычно способствует вентилятор, установленный на валу.

Хорошее тепловыделение зависит от:

  1. КПД вентиляционной системы
  2. Общая площадь рассеяния тепла рамы
  3. Разница температур между внешней поверхностью рамы и окружающим воздухом (т экст. - т а )

Рекомендации

Действие № 1 - Хорошо спроектированная система вентиляции, а также эффективный вентилятор, способный пропускать большой объем воздуха, должны направлять этот воздух по всей окружности рамы для достижения необходимого теплообмена.

Большой объем воздуха абсолютно бесполезен, если ему позволено распространяться, не отводя тепло от двигателя .

Действие № 2 - Площадь рассеяния должна быть максимально большой. Однако двигатель с очень большой рамой требует очень большой площади охлаждения и, следовательно, станет слишком дорогим, слишком тяжелым и требует слишком много места для установки.

Чтобы получить максимально возможную площадь, при этом сохраняя размеры и вес минимальными (экономическое требование), охлаждающих вентиляторов установлены вокруг рамы .

Действие № 3 - Эффективная система охлаждения - это система, которая способна рассеивать максимально возможное количество тепла через наименьшую площадь рассеяния.

Следовательно, необходимо, чтобы внутреннее падение температуры, показанное на рисунке 7.1, было минимизировано. Это означает, что хороший теплообмен должен происходить изнутри на внешнюю поверхность двигателя.

Как объяснено, цель состоит в том, чтобы уменьшить внутреннее падение температуры (т.е.улучшить теплопередачу), чтобы получить максимально возможное падение температуры наружного воздуха, необходимое для хорошего отвода тепла.

Внутреннее падение температуры зависит от различных факторов, которые указаны на рисунке 1, где температуры определенных важных областей показаны и объяснены следующим образом:

Рисунок 1. Внутреннее падение температуры зависит от различных факторов

Где:

A - Самая горячая точка намотки находится в центре пазов, где выделяется тепло в результате потерь в проводниках.

AB - Падение температуры происходит из-за теплопередачи от самой горячей точки к внешним проводам . Поскольку воздух является очень плохим проводником тепла, очень важно предотвращать пустоты внутри пазов, то есть обмотки должны быть компактными и идеально пропитанными лаком.

B - Падение температуры через изоляцию прорези, контакт изоляционного материала с проводниками и контакт с сердечниками.

Благодаря использованию современных материалов теплоизоляция значительно улучшает теплопередачу.Идеальная пропитка улучшает контакт с внутренней стороной, устраняя пустоты. Идеальное выравнивание слоистых материалов улучшает контакт с внешней стороной, устраняя слои воздуха, которые негативно влияют на теплообмен.

г. до н.э. - Падение температуры при прохождении через статор материала расслоения.

C - Понижение температуры при контакте между сердечником статора и рамой. Теплопередача зависит от идеального контакта между деталями, хорошего выравнивания расслоений и точности обработки рамы.

Неровные поверхности оставляют пустые места, что приводит к плохому контакту и, следовательно, к плохой теплопередаче .

CD - Понижение температуры при передаче по толщине рамы.

Благодаря современному дизайну, использованию первоклассного материала, улучшенным производственным процессам и постоянному контролю качества, электродвигатели ДОЛЖНЫ обеспечивать отличные теплообменные свойства от двигателя внутрь к наружу, таким образом устраняя «горячие точки» в обмотках .

Вернуться к содержанию ↑


1,3 Температура наружной поверхности двигателя

На рисунке ниже показаны рекомендуемые места, где температуру внешней поверхности электродвигателя следует проверять с помощью калиброванных приборов для измерения температуры:

Рисунок 2 - Рекомендуемые места, где следует проверять температуру внешней поверхности электродвигателя

Важно! Измерьте также температуру окружающей среды (при макс.расстояние 1 м ( от мотора).

Вернуться к содержанию ↑


2. Срок службы мотора

Как вы уже знаете, полезный срок службы двигателя зависит почти исключительно от срока службы изоляции обмотки .

Срок службы двигателя зависит от многих факторов, таких как влажность, вибрация, агрессивные среды и другие. Среди всех этих факторов наиболее важным является рабочая температура используемых изоляционных материалов.

Вы должны знать, что при увеличении на 8-10 градусов выше номинального температурного класса системы изоляции может сократить срок службы двигателя вдвое.

Говоря об уменьшении полезного срока службы двигателя, мы не говорим о высоких температурах, когда система изоляции горит, а обмотка внезапно разрушается. Для срока службы изоляции это означает постепенное старение изоляционного материала, который становится сухим, теряя свои изоляционные свойства до тех пор, пока не сможет выдержать приложенное напряжение.

Это приводит к выходу из строя системы изоляции и последующему короткому замыканию обмоток.

Опыт показывает, что изоляционная система имеет практически неограниченный срок службы, если температура поддерживается ниже определенного предела, если этот предел температуры превышен, срок службы изоляции будет сокращаться при повышении температуры.

Этот температурный предел значительно ниже температуры «горения» системы изоляции и зависит от типа используемого изоляционного материала.

Этот предел температуры относится к самой горячей точке в системе изоляции, но не обязательно ко всей обмотке. Одного слабого места во внутренней части обмоток будет достаточно для разрушения системы изоляции.

Рекомендуется использовать датчики температуры в качестве дополнительных защитных устройств для электродвигателя. Эти защитные устройства обеспечат более длительный срок службы и большую надежность процесса.

Настройка сигнализации и / или отключения должна выполняться в соответствии с температурным классом двигателя.

Вернуться к содержанию ↑


3. Классы изоляции

Определение класса изоляции

Как уже упоминалось ранее, предел температуры зависит от типа используемого материала. Чтобы соответствовать стандартам, изоляционный материал и системы изоляции (каждая из которых образована комбинацией нескольких материалов) сгруппированы в ИЗОЛЯЦИОННЫЕ КЛАССЫ .

Каждый из них определяется конкретным пределом температуры , т.е.е. самой высокой температурой, которую изоляционный материал или система могут выдерживать непрерывно, не влияя на срок его службы.

Классы изоляции, используемые для электрических машин, и соответствующие им пределы температуры соответствуют МЭК 60034-1 :

  • Класс A (105 ºC)
  • Класс E (120 ºC)
  • Класс B (130 ºC)
  • Класс F (155 ºC)
  • Класс H (180 ºC)

Вернуться к содержанию ↑


4.Измерение повышения температуры обмотки

Было бы довольно трудно измерить температуру обмотки с помощью термометров или термопар, так как температура отличается от одного места к другому, и невозможно определить, находится ли точка измерения рядом с самым горячим местом.

Наиболее точный и надежный метод определения температуры обмотки - это путем измерения и изменения сопротивления обмотки как функции температуры .

Измерение повышения температуры методом сопротивления для медных проводников рассчитывается по следующей формуле:

где:

  • Δt - повышение температуры;
  • т 1 - температура обмотки перед испытанием, которая должна быть практически равна охлаждающей среде, измеренная термометром;
  • т 2 - температура обмотки по окончании испытания;
  • т, , а , - температура охлаждающей среды при завершении испытаний;
  • R 1 - сопротивление обмотки до испытания;
  • R 2 - сопротивление обмотки в конце испытания.

Вернуться к содержанию ↑


5. Применение электродвигателя

5.1 Общая информация

Температура самой горячей точки в обмотке должна поддерживаться ниже максимально допустимой температуры для класса изоляции. Общая температура представляет собой сумму температуры окружающей среды, плюс повышение температуры (∆t) плюс разница, существующая между средней температурой обмотки и самой горячей точкой.

Стандарты двигателей

определяют максимальное повышение температуры ∆t , поэтому температура самой горячей точки остается в допустимых пределах, исходя из следующих соображений:

  1. Температура окружающей среды не должна превышать 40 ºC , в соответствии со стандартом.Выше этого значения условия труда рассматриваются как особые условия эксплуатации.
  2. Разница между средней температурой обмотки и самой горячей точкой не сильно отличается от двигателя к двигателю, и ее значение, указанное в стандарте, составляет 5 ºC для классов A и E, 10 ºC для классов B и F и 15 ºC для класса H .

Поэтому в стандартах на двигатели указана максимально допустимая температура окружающей среды , равная , а также максимально допустимое повышение температуры для каждого класса изоляции.Таким образом, температура самой горячей точки косвенно ограничена.

Цифры и допустимый температурный состав для самой горячей точки показаны в таблице 1 ниже:

Таблица 1 - Температурный состав как функция класса изоляции

Класс изоляции A E B F H
Температура окружающей среды ° C 40 40 40 40 40
∆t = повышение температуры
(метод сопротивления)
° C 60 75 80 105 125
Разница между самой горячей точкой и средней температурой. ° C 5 5 10 10 15
Итого: температура самой горячей точки ° C 105 120 130 155 180

Вернуться к оглавлению ↑


5,2 вариации нагрузки двигателя

Двигатель, работающий с номинальной нагрузкой или выше, будет генерировать больше тепла и будет иметь более высокий рост температуры, чем двигатель, работающий на меньшей мощности, чем указанная в паспортной мощности.

См. Таблицу 2 с типичными рабочими данными для приложения, требующего непрерывной работы 1150 л.с., при установке двигателя с рабочим коэффициентом 1,15 и мощностью 10005 л.с. первоначально может стоить на 11% меньше, чем при установке машины с коэффициентом обслуживания 1,050 при 1250 л.с.

Таблица 2 - Повышение температуры и КПД 1250 л.с. против вариаций двигателя 1000 л.с.

Номинальная
HP
% от
Номинальная
Нагрузка
Фактический
HP
Темп.
Повышение **
(° C)
Мотор
КПД
Относительно
Изоляция
Жизнь
Относительно
Стоимость
1000 115 1150 90,0 94,2 1,0 1,00
1000 100 1000 71.0 94,6 3,8
1000 75 750 47,8 94,9 19,5
1000 50 500 32,7 94,4 > 20
1250 100 1250 80,0 94,8 2,0 ​​ 1,11
1250 92 1150 70.3 95,0 3,9
1250 80 1000 56,6 95,2 10,7
1250 60 750 42,0 94,8 > 20
1250 50 625 36,6 94,7 > 20

** Повышение температуры на сопротивление

Тем не менее, больший двигатель будет иметь 3.В 9 раз больше ожидаемого срока службы изоляции и на 0,8% (95,0 - 94,2) большей эффективности , что, вероятно, приведет к снижению стоимости жизненного цикла.

Обратите внимание, что для непрерывной работы при 1000 л.с. двигатель большего размера будет иметь примерно в 2,8 раза больше ожидаемого срока службы (10,7, деленного на 3,8) и КПД на 0,6% (на 95,2 меньше, чем на 94,6).

Для большинства конструкций асинхронных двигателей характерно, что КПД нагрузки выше, чем КПД при полной нагрузке. И наоборот, эффективность на 1.15 Сервисный коэффициент обычно ниже, чем при номинальной нагрузке.

Вернуться к содержанию ↑


5.3 Повторяющиеся пуски и остановки

Когда двигатель запускается под нагрузкой , он обычно потребляет ток, в шесть-семь раз превышающий нормальный, при ускорении нагрузки . Это приводит к высоким краткосрочным потерям меди и накоплению тепла.

Если затем двигатель останавливается и затем перезапускается до того, как он успел остыть, ситуация усугубляется.

Повторяющиеся пуски и остановки в течение короткого промежутка времени всегда будут оказывать вредное влияние на срок службы обмотки двигателя. - особенности будут зависеть от частоты пусков и остановок, характера нагрузки.

Вернуться к содержанию ↑


5,4 Инерция нагрузки

NEMA определяет стандартные значения инерции для каждого номинального двигателя. Запуск нагрузок с большей инерцией вызовет дополнительное накопление тепла во время ускорения, что может повлиять на срок службы изоляции.

Такие применения должны быть проверены у производителя двигателя , чтобы убедиться в правильности конструкции для конкретного применения .

Вернуться к содержанию ↑


5.5 Колебания напряжения и частоты

Колебания напряжения или частоты системы могут вызвать дополнительное нагревание и привести к преждевременному выходу из строя обмотки.

NEMA указывает, что двигатели подходят для следующих вариантов:

  1. ± 10% напряжения при номинальной частоте
  2. Частота
  3. ± 5% при номинальном напряжении
  4. максимум 10% (абсолютные значения) в сочетании с 5% пределом по частоте.

Изменения за этими пределами могут привести к повреждению обмоток двигателя в зависимости от конструкции двигателя .Двигатель с высокой плотностью потока будет более подвержен влиянию условий перенапряжения, поскольку потери в сердечнике возрастут.

Двигатели с более низкой плотностью потока будут в большей степени зависеть от увеличения тока в условиях напряжения.

Чрезмерная частота может привести к перегрузкам двигателей, приводящих в движение центробежные машины; тогда как недостаточная частота может привести к повреждению из-за неэффективного охлаждения двигателей, приводящих в действие постоянные крутящие нагрузки.

Аналогичным образом, дисбаланс более 1% в фазовых напряжениях вызовет токов обратной последовательности, что может привести к перегреву ротора наряду с увеличением температуры обмотки двигателя, уровнями шума и вибрации .

Вернуться к содержанию ↑


5.6 Работа с преобразователями частоты

Работа с приводом с регулируемой скоростью часто приводит к появлению гармоник в двигателе, что может привести к перегреву и локализованным горячим точкам. Гармоники из «грязной» системы питания, даже если сам двигатель не используется с приводом, могут иметь тот же эффект.

По этой причине двигатели , используемые на приводах с регулируемой скоростью, обычно не имеют коэффициента обслуживания больше 1.0

Обычно указываются такие двигатели: «Повышение на 90 ° с помощью RTD при номинальной нагрузке (1,0 SF) на синусоидальной частоте 60 Гц, пригодное для повышения класса F при использовании на преобразователе».

При отсутствии сервисного коэффициента требуется дополнительный коэффициент безопасности 25 °, чтобы компенсировать нагрев от гармоник и снижение вентиляции на более низких скоростях. Следовательно, двигатель, используемый на приводе с номинальной нагрузкой, обычно будет работать горячее, чем его неиспользуемый аналог, , и будет иметь меньший ожидаемый срок службы изоляции .

Моторы

, специально разработанные для использования с приводами, могут быть компенсированы за счет использования воздуходувок, рам большого размера и / или специальных материалов.

Вернуться к содержанию ↑


5,7 Недостаточная высота над уровнем моря

Двигатели, работающие на высоте более 3300 футов, будут подвержены повышенным температурам на градусов выше, чем двигателям на уровне моря , поскольку окружающий воздух менее плотный и, следовательно, будет рассеивать меньше тепла.

Рекомендуется использовать следующие коэффициенты снижения номинальной мощности, указанные на паспортной табличке, при работе двигателя на больших высотах:

  1. 3% между 3300 и 5000 футами
  2. 6% между 5000 и 6600 футами
  3. 10% между 6600 и 8300 футами
  4. 14% между 8300 и 9900 футами

Вернуться к содержанию ↑


5.8 Плохая Вентиляция

Двигатели, которые работают в нечистых или очень ограниченных условиях , которые препятствуют надлежащей вентиляции двигателя , будут подвергаться перегреву и сокращению срока службы.

Вернуться к содержанию ↑

Список литературы //

  1. Спецификация электродвигателей по WEG
  2. Срок службы двигателя: влияние нагрузки, коэффициента обслуживания и повышения температуры на срок службы изоляции. Брюс Кэмпбелл и Хосе Галлено

Электродвигатель - Edison Tech Center

электродвигатель был впервые разработан в 1830-х годах, спустя 30 лет после первая батарея. Интересно, что мотор был разработан до первого динамо или генератор.

выше: Первый мотор Давенпорт

1.) История и изобретатели:

1834 - Томас Давенпорт Вермонта разработал первый настоящий электрический двигатель («настоящий» смысл достаточно мощный, чтобы выполнить задание) хотя Иосиф Генри и Майкл Фарадей создал устройства раннего движения с использованием электромагнитных полей. Ранние «моторы» создавали вращающиеся диски или рычаги, которые качал взад и вперед. Эти устройства не могли сделать какую-либо работу для человечества но были важны для того, чтобы проложить путь к лучшим двигателям в будущем.Различные моторы Давенпорта были в состоянии запустить модель тележки на круговой дорожке и другие задачи. Тележка позже оказалась первым важным приложением электроэнергии (это была не лампочка). зачаточный полноразмерные электрические тележки наконец были построены через 30 лет после смерти Давенпорта в 1850-х годах.

Мировое влияние электродвигателя перед лампочками:
Тележки и подключенные системы питания были очень дорогими строить, но перевозить миллионы людей на работу в 1880-х годах.До того как рост электросети в 1890-х годах большинство людей (средний и низкий класс) даже в городах не было электрического света в домой.

Только в 1873 году электродвигатель наконец достиг коммерческого успеха. С 1830-х годов тысячи инженеров-новаторов усовершенствовали двигатели и создали много вариаций. Смотрите другие страницы для более подробной информации об обширной истории электродвигателя.

Двигатель ведет к генератору:
после слабые электродвигатели были разработаны Фарадеем и Генри, другой ранний пионер по имени Ипполит Pixii выяснил, что, запустив двигателем назад он мог создавать импульсы электричества. К 1860-м годам разрабатывались мощные генераторы. Электротехническая промышленность не могла начаться до генераторы были разработаны, потому что батареи не были экономичным способом питания потребности общества.Читать о генераторах и динамо здесь>

2) Как работают моторы

Электродвигатели могут получать питание от переменного (переменного) тока или постоянного тока (постоянного тока). Двигатели постоянного тока были разработаны в первую очередь и имеют определенные преимущества и недостатки. Каждый вид моторных работ по-разному, но все они используют силу электромагнитного поля. Мы поговорим о самых основных принципах электромагнитных полей в двигателях, прежде чем вы можете перейти к различным типам двигателей.

AC В электродвигателях используется вторичная и первичная обмотка (магнит), первичная подключен к сети переменного тока (или непосредственно к генератору) и находится под напряжением. Вторичный получает энергию от первичного без непосредственного прикосновения к нему. Это делается с помощью сложные явления, известные как индукция.

Справа: инженер работает над пользовательскими модификациями беспилотного вертолета.Восемь крошечных DC Моторы создают достаточно мощности, чтобы поднять фунты полезной нагрузки. Более новые конструкции двигателя, такие как это использование редкоземельные металлы в статоре для создания более сильных магнитных полей в меньших, более легких пакеты.

выше: универсальный двигатель, обычно используемый в большинстве электроинструментов.Имеет тяжелый плотный ротор. выше: асинхронный двигатель может иметь «короткозамкнутый» или полый вращающийся катушка или тяжелая арматура.

2.a) Части электродвигателя:

Существует много видов электродвигателей, но в целом они имеют несколько похожих деталей. Каждый мотор имеет статор , который может быть постоянным магнитом (как показано на «универсальном двигателе» выше) или намотанными поврежденными проводами (электромагнит как на фото выше справа).Ротор находится посередине (большую часть времени) и является предметом в магнитное поле созданный статором. Ротор вращается, поскольку его полюса притягиваются и отталкиваются полюсами в статоре. Смотрите наши видео ниже, показывающее, как это работает. Это видео рассказывает о бесщеточном двигателе постоянного тока, где ротор находится снаружи, в других двигателях. тот же принцип обратный, с электромагнитами снаружи. Видео (1 минута):

Сила мотора:
Сила двигателя (крутящий момент) определяется напряжением и длина провода в электромагните в статоре, Чем длиннее провод (что означает больше катушек в статоре), тем сильнее магнитное поле.Это означает больше силы для поверните ротор. Смотрите наше видео, которое относится как к генераторам, так и к двигателям. Узнать больше.

Арматура - вращающаяся часть двигателя - это раньше называлось ротором, это поддерживает вращающиеся медные катушки. На фото ниже вы не видите катушки, потому что они плотно заправлены в арматуру. Гладкий Корпус защищает катушки от повреждений.

Статор - Корпус и катушки, которые составляют внешнюю часть двигателя. Статор создает стационарное магнитное поле.

выше: В этом статоре отчетливо видны четыре отдельные катушки (арматура была удалено)

обмотки или «Катушка» - медные провода, намотанные вокруг сердечника, для создания или получить электромагнитную энергию.

Проволока используется в обмотки ДОЛЖНЫ быть изолированы. На некоторых фотографиях вы увидите, что выглядит как обмотки из медной проволоки, это не так, это просто эмалированный с прозрачным покрытием.

Медь является наиболее распространенным материалом для обмоток. Алюминий также используется но должен быть толще, чтобы нести тот же электрический загрузить безопасно.Медные обмотки позволяют двигатель меньшего размера. Подробнее о меди>

Выгорание двигателя, устранение неисправностей:
Если двигатель работает слишком долго или на чрезмерной скорости нагрузка может "сгореть". Это означает, что высокая температура вызвала изоляция обмотки, чтобы сломаться или расплавиться, обмотки затем короткие когда они касаются и двигатель поврежден. Вы также можете сжечь двигатель, подведя к нему больше напряжения, чем провода обмотки рассчитаны на.В этом случае провод тает в самой слабой точке, разрывая соединение. Ты можешь Проверьте двигатель, чтобы проверить, не сгорел ли он таким образом, проверив сопротивление (сопротивление) на мультиметре. В общем, вы хотите искать черные пятна на обмотках при проверке двигателя.


Squirrel Cage - вторая катушка в асинхронном двигателе, см. Ниже чтобы увидеть, как это работает
Индукция - генерация электродвижущей силы в замкнутом цепь через переменный магнитный поток через цепь.В сети переменного тока уровень мощности идет вверх и вниз, это заряжает обмотку для момент создания магнитного поля. Когда мощность падает в цикле магнитное поле не может быть устойчивым, и оно разрушается. Это действие передает энергию через магнетизм в другую обмотку или катушку. УЧИТЬСЯ Подробнее об индукции здесь.

3.) Типы электродвигателей переменного тока

Двигатели переменного тока (AC):

3.а) индукция Двигатель
3.b) Универсальный двигатель (может использовать постоянный или переменный ток)
3.c) Синхронные двигатели
3.d) Двигатели с затененными полюсами


Смотрите нашу страницу, посвященную асинхронному двигателю здесь>

Это мощный двигатель, который можно использовать с и переменного и постоянного тока.

Преимущества :
-Высокий пусковой крутящий момент и небольшой размер (подходит для общего использования в электроинструменты для потребителей)
-Может работать на высоких скоростях (отлично подходит для стиральных машин и электрических дрелей)

Недостатки:
- Щетки со временем изнашиваются

Использует: приборы, ручные электроинструменты

см видео ниже:


3.в) синхронный Моторс (Selsyn Motor)

Этот мотор похож на асинхронный двигатель за исключением того, что он движется с частотой линии.

Selsyn Motor был разработан в 1925 году и теперь известен как Synchro. Узнать больше о их здесь.


Преимущества: Обеспечивает постоянную скорость, которая определяется количество полюсов и частота переменного тока.
Недостатки: Не может справиться с переменным крутящим моментом, этот двигатель будет остановить или «вытащить» с заданным моментом.
Использует: Часы использует с

.

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020