Як визначити потужність електродвигуна з біркою і без неї - огляд методик

На практиці не завжди доводиться працювати з електродвигунами, у яких відомі робочі параметри. Ця інформація зазвичай вказується на бирці, але вона може бути затертої або взагалі бути відсутнім. Що робити в такій ситуації, не викидати ж «мотор»? У цій статті ми розповімо, як визначити потужність електродвигуна за габаритними розмірами, току і іншими показниками. Обмовимося, що в статті піде мова в більшій мірі про трифазних асинхронних електродвигунах, так як вони поширені більше всіх.

Спочатку дивимося на бирку

Найпростішим є спосіб визначення потужності двигуна по шильдіку (його ще називають табличкою або биркою). В першу чергу, варто пам'ятати, що число, вказане на бирці - це механічна потужність на валу, т.зв. Р2. Щоб знайти активну електричну Р1 (яку буде враховувати ваш лічильник), її потрібно розділити на ККД (η), а, щоб знайти повну S, то ще розділити і на COSф, їх знайдете на тому ж шильдике.

Р1 = Р2 / η = 180 / 0,68 = 265 (Вт)

S = P1 / cosФ = 265 / 0.78 = 340 (Вт)

А якщо вказано тільки струм - ви можете визначити повну потужність за стандартною для трифазних ланцюгів формулою:

S = UI * 1,73

Якщо за прикладом наведеного вище шильдіка, то:

S = 380 * 0,52 * 1,73 = 341 (ВА)

Тоді активна:

P1 = S * cosФ = 341 * 0,78 = 266 (Вт)

І механічна Р2 на валу:

P2 = P1 * η = 180,8 (Вт)

Як ви могли переконається, результати розрахунків по струму і напрузі збіглися із зазначеними на табличці цифрами. За шильдіку ви можете визначити і інші параметри електродвигуна, такі як номінальну напругу, силу струму, число оборотів в хвилину.

Порівнюємо габаритні розміри

Якщо немає таблички або на ній складно щось прочитати, то можна визначити потужність асинхронного електродвигуна без паспорта за габаритами, а саме по діаметру вала.

Цей спосіб визначення використовують на практиці частіше за інших, оскільки потрібно тільки виміряти вал штангенциркулем і не потрібно підключення до мережі. Після вимірювання діаметра, отримані значення порівнюють з таблицею і визначають приблизну потужність. Такий спосіб дозволяє отримати досить точні характеристики без бирки. Таблиця для цього приведена нижче.

Такий спосіб визначення потужності електродвигуна за габаритами (по ротору) підходить як для трифазних, так і однофазних асинхронних двигунів. Зверніть увагу «P» вказана в кВт (кіловати), як прийнято в електротехніці, а не як у фізиці - у ВАТ.

Якщо вам з якихось причин не підходять дані з цієї таблиці, то є інший спосіб дізнатися потужність електродвигуна за габаритними розмірами, потрібно виміряти:

  • діаметр вала;
  • частоту його обертання (число пар полюсів);
  • кріпильні розміри;
  • діаметр фланця або ширину кріпильних лап;
  • висота до центру вала;
  • довжина мотора (без виступаючої частини валу).

І порівняти ці дані з розмірами електромашин єдиної серії 4А, АИР, А, АТ. Їх можна знайти в різних довідниках або каталогах компаній, які їх виробляють.

Щоб визначити потужність двигуна поширеною серії АІР по кріпильних отворів на лапах, скористайтеся цією таблицею.

Для визначення потужності електродвигуна по діаметру фланця (D20) і діаметру кріпильних отворів фланця (D22) використовуйте наступні дані:

З часом і практикою ви навчитеся приблизно визначати потужність двигуна за зовнішнім виглядом, подумки порівнюючи з тими, якими стикалися раніше, але для цього потрібно знати ряд стандартних номіналів електродвигунів: 0,25; 0,37; 0,55; 0,75; 1,1; 1,5; 2,2; 3,0; 4,0; 5,5; 7,5; 11; 15; 18,5; 22; 30; 37; 45; 55; 75 кВт.

Оціночний розрахунок по току холостого ходу і напрузі

Визначити потужність електродвигуна можна і по току або, як кажуть дилетанти, «по Ампераж». Але вимірювати струм, коли машина знаходиться під навантаженням, щоб дізнатися його номінальну потужність неправильно, тому що ви ніяк не можете знати працює він під номінальним навантаженням, в перевантаженні або навпаки недовантажений. Від навантаження залежить струм статора. Це означає, що ви виміряєте не номінальне ток, а струм споживання в цей момент.

Отже, потрібно виміряти струм холостого ходу, тобто коли двигун працює без навантаження. Перш ніж ви будете вимірювати що-небудь, для отримання правильних даних потрібно щоб він якийсь час попрацював, а саме 0,5-1 годину для двигунів потужністю до 100 кВт і 1-2 години - понад 100 кВт. Після вимірювання, по таблиці дізнатися типові відхилення IХХ від Iном в процентах і порахувати передбачуваний Iном.

Давайте наведемо приклад, припустимо, ви виміряли струм, виявилося, що це 5 Ампер. Оцінюємо потужність двигуна «на око», припустимо, що він досить великий, і ви припускаєте, що вона більше 5 кВт. При цьому це «трёхтисячнік», тобто його вал обертається з частотою 3000 об / хв. Тоді виміряний струм холостого ходу складає 40% (або 0,4) від номінального. Щоб дізнатися номінальний струм, потрібно розділити IХХ на відсотки з таблиці:

Iном = IХХ / 0,4 = 5 / 0,4 = 12,5А

Тоді повну і активну потужність можна визначити за формулами:

S = UI * 1,73 = 380 * 12,5 * 1,73 = 8217 Вт = 8,2 кВт.

Приймемо, що cosФ двигуна дорівнює 0,85, а його ККД 0.8, тоді активна P1 дорівнює:

Р = Iср * Uср * 1,73 * cosf * ККД = 12,5 * 380 * 1,73 * 0,85 * 0,8 = 5,5 кВт

Правда стандартних асинхронних трифазних двигунів з такими параметрами не буває, числа були взяті лише для прикладу, але наведеним вище способом ви можете дізнатися потужність двигуна, знаючи струм і напруга.

Розрахунок по частоті обертання і моменту

Щоб підібрати двигун для конкретного механізму ви можете визначити потужність двигуна по крутний момент і кількості оборотів, які потрібні на валу. Для цього використовують формулу:

P = M * n / 9550,

де M - момент, n - число оборотів, 9550 - коефіцієнт.

Висновок

Ми розглянули основні способи визначення потужності електродвигуна. Є й інші методи, наприклад, по опору обмоток, але він не може бути точним, так як після перемотування воно може не відповідати паспортним даним. Та й щоб точно виміряти опір обмоток статора потужних двигунів потрібні точні вимірювальні прилади, так званий вимірювальний міст, або проводити виміри методом вольтметра-амперметра. Чого робити на практиці ніхто не буде, а мультиметром точно зробити такі виміри не вийде.

Спосіб визначення параметрів електродвигуна по вазі також не можна називати точним, він полягає в тому, що, в середньому, вага асинхронного електродвигуна дорівнює:

  • для 3000 об/хв - 7-9 кг на 1 кВт;
  • для 1500 об/хв - 11-13 кг/кВт;
  • для 1000 об/хв - 14-15 кг/кВт.

Але точним його назвати зовсім не можна, корпусу сучасних електродвигунів виконуються з алюмінію і легше до 30%, в порівнянні зі старими радянськими, тоді як захищений електродвигун буде важити більше свого незахищеного аналога. Тому такий метод, хоч і має право на життя, але більше схожий на гадання на кавовій гущі.

Мабуть, найпростіше визначення потужності електродвигуна - за розмірами, діаметру вала і т.д. з подальшим порівнянням з каталожними даними двигунів такої ж серії.

Додати коментар


Захисний код
Оновити