Ориентировочная мощность электродвигателя по размерам. Как определить основные параметры электродвигателя?

Электрический двигатель - это электромеханический преобразователь, в каковом электричество превращается в энергию механики, конечным эффектом чего и есть выделение теплоты. Электродвижок необходим для работы всех электромашин. Чтобы выбрать такой двигатель нужно учитывать все параметры прибора и его характеристику, так как эти показатели необходимы, для определения назначения двигателя и нагрузки на него через сеть. Это полностью обуславливает долговечность и качество дела электромашины.

Содержание

Составляющие электромашины

Основой для электрической машины является правило электроиндукции с магнитной индукцией. Такой прибор включает в себя статор или как его называют константной частью (характерно для асинхронных, синхронных машин изменяющегося тока) или индуктора (для приборов константного тока) и ротора, его называют активной или движущейся частью (для асинхронных и синхронных машин изменяющегося тока) или якоря (приборов константного тока). В роли константной части для машин тока с малой мощью активно применяются магниты (неизменного состояния).

Мощность электродвигателя

Электрическая мощность – это физическая величина, которая характеризуется скоростью преобразования ну или передачи электрической энергии. Чтобы облегчить понимание движение тока электрики представляют, как передвижение жидкости по трубе, а напряжение – с разницей положения ярусов этой жидкости. Электричество, так же, осуществляя работу, передвигается от высокой возможности к низкой, как и жидкость. Значит мощь электрики это количество работы, некая совершается за 1 секунду, или быстрота выполнения самой работы. Сумма тока электрики, которая прокладывается сквозь поперечный разрез цепи на протяжении одной секунды, это и есть сила тока в самой цепи.

Отсюда вытекает, что мощность электрическая равна в пропорции напряжению и силе тока в цепи. Для определения мощи тока принята единица – ватт, сокращенно - Вт.
Для физических подсчетов принято было применять стандартную формулу N=A/t, где N – мощность, A – работа, t – время.
Существует много вариантов данной формулы с разными буквенными обозначениями.

Определить мощность двигателя

Если вы постоянно используете электромашины, то часто натыкались на шильдики в которых, по сути, указанно все характеристики, в том числе и варианты мощности. Если посмотреть изображение шильдика, то среди разных параметров можно увидеть и значение мощности. Как видно, против надписи максимальная мощность стоит значение 1000 Вт. Но это не его электрическая мощность, как часто думает потребитель.

На изображённом ниже шильдике показана максимально допустимая мощность электротока. Часто пишут на шильдике рекомендуемую мощность и обозначают её киловаттами.

Итак, как же возможно рассчитать используемую мощность определенного двигателя из собственной электрической сети. Для этого нужно смотреть и на другие показатели на том же шильдике исследуемого прибора - это КПД и cosφ. Где КПД, бывает обозначают аббревиатурой КПД, или буквой η. Сначала нужно учитывать связь полезной мощности механики на валу и КПД. Имея данные значения можно легко рассчитать мощность потребляемую двигателем из электрической сети. Узнаем по соотношению: Ра=Р/η. Но это еще не результаты. Нужно помнить, электроприборы потребляют из сети как активную, так и реактивную энергию. При расчётах используемой движком полной мощи, необходимо получить соотношение из треугольника мощностей.

Как определить мощность электродвигателя

Итак, перейдем к вариантам действий. А именно, для определения мощности электродвигателя:

• по току. Подключаем двигатель к сети электротока с определенной нагрузкой (напряжением). Поочередно подключая в нашу последовательность в каждую обвивку амперметр, измеряем работающий электрический ток движка в амперах. Определяем количество полученных как результат замеров токов. Сумму умножаем на показатель напряжения, и как последствие - употребляемая мощь электрического движка в ваттах;
• по размерам. Определяем эндоментрический калибр сердечника неподвижной части, его длину совместно с каналами вентиляции в сантиметрах. Узнаем повторность изменяющегося тока в сети, к которой подключен определенный электродвигатель и одновременную частоту оборота вала. Что бы определить неизменную разделения, воспроизводим калибр сердечника на одновременную повторность вала и умножаем на 3,14 и в том же порядке делим на 120 (3,14 D n/(120 f)) и повторяемость сети. Таким образом, узнали разделение прибора, характеризуемое как полярное. Находим сколько полюсов, умножая часто встречаемую повторность электричества сети на 60, и делим полученное количество на повторность оборота вала. Снятые значения умножаем на два. На основе решения смотрим в табличке «определения зависимости неизменной движка С от количества полюсов» находим наше число константной. Умножаем полученную неизменную на калибр сердечника в квадрате, его одновременную частоту оборота и длину. Полученное число умножаем на 10^(-6) (P = C D² l n 10^(-6)). Одержали значение электрической мощи в киловаттах;
• мощности, которую выдает электродвигатель. Находим скорость оборота вала исследуемого прибора тахометром во вращениях за секунду. После берем динамометр и определяем тяговое усилие электродвигателя. И как результат для определения мощности в ваттах умножаем частоту оборотов на 6,28, также на силу и радиус вала, последние измеряем линейкой.

Обратите внимание! Для каждого двигателя предназначена сеть на определенное количество фаз. Примером выступает трехфазный двигатель, который предназначен только для питания от трёхфазной сети переменного тока.

Определить мощность электродвигателя, у которого отсутствует или не читается шильдик, можно путем электрических измерений, или используя таблицы габаритов электромоторов. Как правило, это значение требуется для правильного подбора конденсаторов, при включении трехфазного электродвигателя в однофазную сеть. Определяя мощность электромотора по габаритам, придется также определить частоту вращения вала.

Измерение тока

В отличие от нагревателя или лампы накаливания, ток, потребляемый электродвигателем, зависит от нагрузки. Измерение тока холостого хода, не даст достоверной информации о его мощности. В случае, когда двигатель установлен в оборудовании (насос, вентилятор), можно считать что нагрузка соответствует номиналу. В этом случае измерив ток, высчитывается активная мощность, по формуле Ра = Iср*Uср*1,73*cosf*КПД. Учитывая, что нам неизвестна процентная нагрузка на электромотор, для приблизительных расчетов можно использовать старое правило - 2 А на киловатт в трехфазной сети 380 В, и 4,5 А в сети 220 В.

Определение характеристик двигателя по таблицам

Для того чтобы определить марку двигателя по таблицам, можно отталкиваться от следующих параметров:

• число полюсов, или частота вращения вала;
• диаметр вала;
• высота до центра вала (при креплении на лапах);
• диаметр фланца (для фланцевых электродвигателей);
• крепежные размеры.

Используя таблицы, можно определить марку двигателя, а с ней и мощность. Эти данные будут наиболее точными. Размерные таблицы есть в свободном доступе, и в них найдутся параметры даже очень старых двигателей. Этот способ надо признать лучшим для определения мощности.

Определение количества оборотов в минуту

Частота вращения асинхронного двигателя, зависит от количества обмоток статора. Разобрав мотор можно визуально определить их число. Для определения числа оборотов используйте таблицу:

Определить число полюсов, не разбирая электромотор, можно с помощью миллиамперметра, или тестера с соответствующим режимом. Для этого подключаем измерительный прибор к одной из обмоток. Равномерно вращая вал, смотрим, сколько раз стрелка миллиамперметра отклонится. Это число, и есть количество полюсов двигателя.

При таком способе определения частоты вращения вала, надо учитывать, что реальная частота несколько ниже вычисленной. Например, не 3000, а 2940, или не 1500, а 1450.

Применение описанных выше методик, позволит подобрать электромотор, удовлетворяющий предъявляемым требованиям, но, все же, надо следить за сохранностью шильдиков и паспортов, чтобы не тратить время на расчеты и поиск информации.

• При поступлении в ремонт электродвигателя с отсутствующей табличкой, приходиться определять мощность и обороты по статорной обмотке. В первую очередь нужно определить обороты электродвигателя. Самый простой способ для определения оборотов в однослойной обмотке это посчитать количество катушек (катушечных групп).

• По таблице у однослойных обмоток на 3000 и 1500 об/мин. одинаковое количество катушек по 6, визуально отличить их можно по шагу. Если от одной стороны катушки к другой стороне провести линию, и линия будет проходить через центр статора, то это обмотка 3000 об/мин. рисунок №1. У электродвигателей на 1500 оборотов шаг меньше.

Как определить мощность асинхронного электродвигателя.

• Для определения мощности электродвигателя нужно измерить высоту оси вращения вала электродвигателя, наружный и внутренний диаметр сердечника, а так же длину сердечника двигателя и сравнить его с размерами электродвигателей единой серии 4А, АИР, А, АО...

• Увязка номинальных мощностей с установочными размерами асинхронных электродвигателей серии 4А:

Очень часто возникают ситуации, когда на имеющемся производственном оборудовании, изготовленном 20 - 30 лет назад, выходят из строя электродвигатели и для их замены нужно подобрать аналог. Вариантов поломки множество: это может быть выход из строя обмотки в результате нагрева при длительной перегрузке электродвигателя, а также естественного старения изоляции обмоточного провода; механический износ конца вала; полная поломка вала в результате резких ударных нагрузок или чрезмерной радиальной нагрузки; поломка лап станины; поломка лопастей осевого вентилятора или ребер на станине улучшающих теплоотдачу.

Так как основными приводными механизмами производственного оборудования являются трехфазные асинхронные двигатели, то мы и разберем именно тот случай, при котором нужно подобрать аналог асинхронному электродвигателю, вышедшему из строя.

Представим следующую ситуацию. Имеется группа из трех насосов, работающих на откачку воды из бака для слива оборотной воды. Вода применяется в цикле охлаждения технологического оборудования, простои которого не допустимы. На все насосы установлены электродвигатели отечественного производства серии АО2. Данная серия электродвигателей разработана в конце пятидесятых годов прошлого века и давно снята с производства.

Режим работы насосов таков. Один насос включен в работу постоянно, второй включается кратковременно в случае, если первый не справляется с возложенной на него задачей и происходит перелив воды в баке. Третий насос резервный.

Прежде всего, обращаем внимание на то, что электродвигатели, выпускаемые данным предприятием, изготавливаются в соответствии двум стандартам, это - DIN и ГОСТ. DIN (Deutsches Institut für Normung) - Немецкий национальный стандарт, который используется практически во всей Европе. ГОСТ - государственный стандарт бывшего СССР, а теперь межгосударственный России и стран СНГ. Смотрим электродвигатели обоих стандартов.

Начинать лучше с просмотра габаритных и присоединительных размеров. На странице 44 находим таблицу с размерами для электродвигателей по DIN в конструктивном исполнении IM1001.

В первую очередь нас интересуют размеры конца вала, то есть его диаметр и длина. Ищем значение d 1 = 60 мм и l 1 = 140 мм, для числа полюсов - 4. Находим соответствующие этим значениям типы электродвигателей RA225S и RA225M (рисунок 2) с высотой оси вращения вала h = 225 мм.

Высота оси вращения, при той же мощности, на всех современных электродвигателях, ниже, чем у изготавливаемых ранее. Связано это с использованием производителями более лучших, с технической точки зрения, электротехнических материалов. Поэтому они становятся более компактными и легкими.
Расшифруем обозначение типа электродвигателя, к примеру - RA225S4У3:
- RA - серия электродвигателей. Данная серия имеет 15 типоразмеров;
- 225 - высота оси вращения вала;
- S - установочный размер по длине станины (условная длина статора);
- 4 - число полюсов;
- У - климатическое исполнение;
- 3 - категория размещения.

Рисунок 2. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии RA, страница 44

Вылет вала у того и другого электродвигателя - l 31 = 149 мм; расстояние между крепежными отверстиями по ширине станины - b 10 = 356 мм. Расстояние между крепежными отверстиями по длине станины для электродвигателя RA225S - l 10 = 286 мм; для электродвигателя RA225M - l 10 = 311 мм. Из всех размеров совпал только один, это расстояние по длине станины между крепежными отверстиями для электродвигателя RA225M - l 10 = 311 мм. Но это не существенный аргумент, так как в любом случае при установке придется сверлить новые отверстия в постели, в связи с меньшим вылетом конца вала.

Проверим размеры электродвигателя следующего габарита RA250M (рисунок 2):
- высота оси вращения - h = 250 мм;
- диаметр конца вала - d 1 = 65 мм;
- длина конца вала - l 1 = 140 мм;
b 10 = 406 мм;
l 10 = 349 мм;
- вылет конца вала - l 31 = 168 мм.

Вывод. Для установки и подгонки на место электродвигателя RA225S и RA225M придется изготовить из листового металла переходную постель. Для установки электродвигателя RA250M нужно будет расточить отверстие под диаметр вала 65 мм и шпоночный паз этого отверстия. В том и другом случае необходимо разметить и высверлить новые крепежные отверстия в существующей постели.

Переходим на страницу 45 - 46 с размерами электродвигателей по ГОСТ.

Точно также находим наиболее подходящие типы электродвигателей и выписываем для сравнения, интересующие нас размеры.

Электродвигатель А200L (рисунок 3) имеет следующие размеры:
- высота оси вращения - h = 200 мм;
- диаметр конца вала - d 1 = 60 мм;
- длина конца вала - l 1 = 140 мм;
- расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями - b 10 = 318 мм;
- расстояние по длине станины между крепежными отверстиями - l 10 = 305 мм;
- вылет конца вала - l 31 = 133 мм.

Рисунок 3. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии А, страница 45

Электродвигатель А225M (рисунок 3):
- высота оси вращения - h = 225 мм;
- диаметр конца вала - d 1 = 65 мм;
- длина конца вала - l 1 = 140 мм;
- расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями - b 10 = 356 мм;
- расстояние по длине станины между крепежными отверстиями - l 10 = 311 мм;
- вылет конца вала - l 31 = 149 мм.

Рисунок 4. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии А, страница 46

Электродвигатель А250S (рисунок 4):
- высота оси вращения - h = 250 мм;
- диаметр конца вала - d 1 = 75 мм;
- длина конца вала - l 1 = 140 мм;
- расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями - b 10 = 406 мм;
- расстояние по длине станины между крепежными отверстиями - l 10 = 311 мм;
- вылет конца вала - l 31 = 168 мм.

Для удобства сравнения полученные результаты сведем в таблицу.

Сравнивая полученные результаты, сделать сразу конкретный вывод о применении того или иного двигателя невозможно, поскольку все зависит от возможности его установки. Нужно принимать во внимание внешние габариты пространства, в котором он будет установлен, войдет он туда или нет. Возможно, ли просверлить новые крепежные отверстия в существующей постели. Получится ли расточить отверстие существующей полумуфты для ее дальнейшего использования или нужно изготовить новую, и так далее.

Если есть возможность изготовить новую постель, то лучше применить двигатель с меньшей высотой оси вращения вала, поскольку, устанавливая электродвигатель с равной высотой вращения, приходится переплачивать за лишнюю мощность. К примеру, стоимость электродвигателя A200L4, мощностью 45 кВт, ниже более чем в 1,5 раза, стоимости электродвигателя A250S4, мощностью 75 кВт.

В данном случае будем полагать, что никаких препятствий для установки двигателей у нас нет. Тогда наиболее подходящим для замены будет электродвигатель RA225M4. Посмотрим его энергетические характеристики. Для этого перейдем на страницу 16. Находим строку с этим типом электродвигателя и видим:
- тип двигателя - RA225M4;
- номинальная вращения, n - 1465 об/мин;
- номинальная мощность, P ном - 45 кВт;
- коэффициент полезного действия, η - 92,5%;
- коэффициент мощности, cos φ - 0,87
- номинальный ток при напряжении 380 В, I ном - 86 А.

Не пугайтесь этих цифр, ведь в таблице указана мощность при двигателя, то есть при его 100% загрузке. А так как нагружен наш новый двигатель будет на -

то и потребляемый в номинальном режиме ток составит:

Возможно, вам даже не придется перенастраивать аппараты защиты электродвигателя.

Что касается климатического исполнения и категории размещения то их нужно принять точно такие, как и у вышедшего из строя двигателя (У3). Тогда тип электродвигателя будет выглядеть так RA225M4У3.

Автор статьи: Евгений Живоглядов.

У всех электродвигателей на корпусе есть табличка, на которой указываются его электрические характеристики. Именно об основных параметрах электродвигателей мы расскажем в этой статье.

Параметры электродвигателя: таблица

Но иногда табличка отсутствует, либо прочесть ее невозможно. При эксплуатации двигатель неоднократно окрашивают, нередко – вместе с табличкой. Поэтому приходится определять его параметры методом измерений.

Параметры электродвигателя №1: мощность

В паспортных данных указывается номинальная активная мощность, потребляемая из сети при номинальной нагрузке на валу. Для производства измерений нужно нагрузить электродвигатель, испытывая его со штатной нагрузкой (в составе устройства, для привода которого он предназначен).

Для измерений можно использовать электросчетчик. Для этого нужно подключить электродвигатель в качестве единственной нагрузки на счетчик на время, засекаемое по секундомеру.

Для удобства расчетов двигатель подключается на время, равное 10 минутам. До подключения и через 10 минут со счетчика снимаются показания. Разность показаний в кВт∙ч, поделенная на 60/10=6, и будет равна мощности электродвигателя в киловаттах.

Некоторые электронные счетчики имеют функцию измерения мгновенной мощности, при этом задача упрощается. Нужно при работающем двигателе зайти в меню измерений счетчика и найти в нем искомое значение.

Параметры электродвигателя №2: потребляемый ток

Для измерения тока, потребляемого электродвигателем, используются токоизмерительные клещи , измеряющие ток в цепи без ее разрыва.

При использовании мультиметра () или амперметра нужно заранее убедиться в том, что ожидаемое значение измеряемого параметра лежит в диапазоне измерений. Прибор подключается последовательно с электродвигателем или с одной из обмоток трех фаз. И не стоит забывать о пусковом токе , перед запуском прибор нужно надежно закоротить , чтобы он не сгорел.

Можно воспользоваться и электронным счетчиком с функцией измерения токов.

Если потребляемая мощность уже известна, ток можно подсчитать. Для однофазного двигателя :

Для трехфазного :

Если измерения производятся без нагрузки, то получится ток холостого хода . Подсчитать номинальный ток не представляется возможным, так как ток холостого хода не нормируется и составляет 20-40% от номинального. В этом случае для подсчета токов холостого хода трехфазных асинхронных электродвигателей используются данные таблицы.

Параметры электродвигателя №3: тип соединения обмоток

Это очень важный параметр трехфазного электродвигателя. Все шесть выводов начал и концов обмоток выведены в барно двигателя. Подключить их можно либо в звезду, либо в треугольник.

Рядом с символами «треугольник/звезда» на табличке указывается номинальное напряжение – «220/380 В» . Это означает, что при включении в сеть трехфазного тока напряжением 380 В обмотки двигателя нужно соединить в звезду. Ошибка в соединении приведет к выходу электродвигателя из строя.

Номинальный ток также указывается через дробь. В описанном случае необходимо значение, указанное в знаменателе.

Пусковой ток электродвигателя

В момент запуска вал электродвигателя неподвижен. Чтобы его раскрутить, нужно усилие, превышающее номинальное. Поэтому и ток при пуске превышает номинальный. При раскручивании вала ток плавно уменьшается.

Пусковые токи мешают работе электрооборудования, вызывая резкие провалы напряжения. При запуске мощных агрегатов могут даже отпадать пускатели других электродвигателей, гаснуть лампы ДРЛ.