Определение мощности эл двигателя по габаритам. Как определить мощность и обороты асинхронного электродвигателя по статорной обмотке. Определение по мощности, выдаваемой двигателем

Если вы осмотрели корпус электродвигателя со всех сторон, но так и не нашли значение его мощности, то стоит вычислить этот показатель своими силами. Это очень легко сделать, ведь нужно просто измерить силу тока и применить специальные расчеты.

Современные электродвигатели аир обладают всеми необходимыми показателями. Их мощность легко определяется, если знать размеры и особенности конструкции устройств.

Способы определения мощности электродвигателя

Подключайте двигатель только к тому источнику тока, напряжение которого вы точно знаете. Теперь подключите к цепи обмотки амперметра, но не все сразу, а по отдельности. Это даст вам возможность узнать, каких значений достигает рабочий ток. Затем просуммируйте все те показатели, которые вы получили.

Число, которое у вас получилось, необходимо умножить на предельное напряжение в сети. Полученный результат и станет значением той мощности, которую будет потреблять двигатель.

Можно найти этот показатель и другим способом. Вычислите скорость вращения вала устройства, пользуясь при этом тахометром. После этого возьмите динамометр, чтобы найти тяговое усилие электродвигателя. Чтобы получить окончательный результат, стоит умножить число 6,28 на частоту вращения, а также на радиус вала.

Последний показатель можно получить, измерив соответственный элемент линейкой. Теперь вы знаете, какая мощность понадобится для эффективной работы двигателя.

С измерением мощности вы уже успели разобраться. Но какие же плюсы и минусы есть у данных устройств?

Достоинства электродвигателей:

• КПД достигает 95%, что позволяет пользоваться данным оборудованием во всех отраслях промышленности;
• процесс работы полностью исключает потери на трение трансмиссии;
• начало запуска электродвигателя подразумевает под собой достижение максимального крутящего момента, поэтому пользоваться коробкой передач не придется;
• вам не придется тратить много денег на ремонт и обслуживание устройства;
• электродвигатель не выбрасывает в окружающую среду вредные компоненты;
• конструкция механизмов упрощена;
• электродвигатель самостоятельно осуществляет процесс торможения.

Недостатки устройств:

• емкость аккумулятора автономных электродвигателей ограничена, поэтому они не могут работать слишком долго;
• катушки устройства нагреваются, что приводит к значительным потерям энергии;
• вам придется потратить деньги на покупку аккумуляторов;
• подзаряжается батарея довольно долго, поэтому вы потеряете немало времени.

Это основные моменты, которые касаются современных электродвигателей. Если вы сделаете выбор в пользу такого устройства, то процесс работы будет идти гораздо быстрее и эффективнее.

Определение мощности электродвигателя по диаметру вала. Использование электрических двигателей нашло свое применение не только в промышленности, но и в быту. Электродвигатель обладает множеством параметров, одними из важных которых, являются мощность и электрический ток при подключении двигателя. Эти параметры позволяют правильно подобрать диаметр проводки необходимой для электропитания двигателя, а также средства автоматической и релейной защиты. Как правильно определить мощность электродвигателя, а также как узнать ток, узнаем прямо сейчас.

Для того чтобы понять мощность двигателя, а также его ток, достаточно посмотреть его паспорт, в котором указаны все технические характеристики, или на специальную информационную табличку наклеенную производителем на электромотор во время его выпуска. Причем, на ней указывается активная мощность двигателя, потребляемая из электрической сети.

Вся потребляемая мощность складывается из и активной мощности, и мощности реактивной электромотора. Например, с помощью домашних электрических счетчиков можно рассчитать расходуемую активную электрическую энергию. А при эксплуатации электромоторов на промышленных предприятиях ведется контроль над электроэнергией реактивной.

В домашней обстановке определяем мощность электрического двигателя

Можно сделать через использование счетчика учета электроэнергии. Прежде чем приступить к измерению, надо выключить все электроприборы из сети, в том числе и освещение, а также оборудование, подключенное к электрощиту, т.е. все потребители электричества должны быть отключены.

Включаем электродвигатель и под нагрузкой даем ему поработать в течение пяти минут. Далее измерения зависят от модели прибора учета электроэнергии:

Если прибор учета электроэнергии электронный, то нагрузка определится в кВт, которая на данный момент подключена к нему;

Если прибор учета дисковой индукционной модели, учет у него ведется в Кв./ч, и для измерения мощности следует зафиксировать последние имеющиеся показатели счетчика и включить двигатель

Для его работы на десять минут. После его отключения надо найти разность показаний и результат умножить на шесть, полученное значение и выражает активная мощность электродвигателя.

Чтобы определить потребление электрического тока электромотором надо:

В однофазных электросетях, надо просто провести математические расчеты: имеющееся значение мощности электромотора разделить на известную величину напряжения;

В трехфазных двигателях, надо известную мощность в киловаттах просто умножить на два.

Включение любого электрического двигателя сопровождается возникновением пускового тока, величина которого зависит от модели электрического двигателя, вращательной скорости и других показателей. Пусковой электрический ток возникает для того, чтобы столкнуть ротор для его раскрутки.

В момент раскрутки появляется индуктивное сопротивление, что приводит к уменьшению значения тока. Скачки энергии влияют на работу других электроприборов, которые питаются от одной линии, могут способствовать нарушению работоспособност и электроники. Снижение пускового тока достигается с помощью специального оборудования. Таким образом, определяется мощность электродвигателя, и узнают его ток.

Кроме того, использование специальных устройств при запуске электродвигателе й способствует долгой их эксплуатации.

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.

За долгий период эксплуатации электродвигатели не раз разбирались для замены подшипников. При разборке на одном из двигателей был сломан осевой вентилятор и этот двигатель был поставлен в резерв. Другой двигатель демонтировался для замены обмотки и при его демонтаже была сломана лапа. Бывает и такое.

Что делать? Срочно собирали из двух поврежденных электродвигателей один рабочий. Теперь не остается резервного насоса. Необходимо срочно подобрать аналогичный электродвигатель, имеющий точно такие же или максимально приближенные технические характеристики и габаритные размеры.

Определение параметров существующего электродвигателя

Первым делом для подбора аналога требуется выяснить, что за двигатель установлен в настоящее время. Тип электродвигателя можно узнать, прочитав табличку, прикрепленную к станине электродвигателя. Там же можно рассмотреть, если табличка не закрашена многолетними слоями краски или не исцарапана отверткой, основные технические характеристики, такие как: номинальную мощность электродвигателя P ном, кВт (мощность передаваемую на вал P 2 , не путайте с мощностью P 1 и S - потребляемой из сети); номинальное питающее напряжение U ном; номинальный ток I ном, А; номинальное число оборотов вала n ном, об/мин; коэффициент полезного действия η; коэффициент мощности cos φ ; режим работы; конструктивное исполнение, IM; защитное исполнение, IP; массу, кг; год выпуска. Если все же табличка не читабельна, необходимо обратиться к проектно-конструкторской документации технологического оборудования. В ней есть все перечисленные данные.

В итоге выясняем, что тип установленного электродвигателя - АО2-81-4У3. Расшифруем обозначение типа электродвигателя АО2-81-4У3:
- АО2 - как уже говорилось, это серия электродвигателей. Данная серия была представлена 6-ю типоразмерами (габаритами), с 3-го по 9-й, со станиной закрытого исполнения и подшипниковыми щитами из чугуна;
- 8 - порядковый номер габарита;
- 1 - порядковый номер длины сердечника статора;
- 4 - число полюсов;
- У - климатическое исполнение;
- 3 - категория размещения.

Данный тип электродвигателя является трехфазным электродвигателем общего назначения, основного исполнения, и рассчитан на продолжительный режим работы (S1). При данном режиме работы электродвигатель развивает мощность на валу равную 40 кВт при 1455 об/мин. Потребляемый из сети номинальный ток равен 126 А, при напряжении питания 220 В и 73 А, при напряжении питания 380 В. Соответственно обмотка электродвигателя может быть собрана в треугольник, при напряжении питания 220 В, и в звезду при напряжении питания 380 В. Коэффициент полезного действия 91,5%, коэффициент мощности 0,91.

Конструктивное исполнение двигателя IM1001 (с одним цилиндрическим концом вала, установленный в горизонтальном положении на лапы). Степень защиты электродвигателя от внешних воздействий IP54.

Стоит отметить, что практически все электродвигатели, начиная с мощности 15 - 20 кВт, изготавливают с шестью выводными концами обмотки. Это дает возможность запуска электродвигателя большой мощности переключением со звезды на треугольник, а также подключения электродвигателя на одно из двух напряжений питающей сети.

Стандартные напряжения питающей сети, при классе напряжения до 1000 В - 220, 380 и 660 В. Поэтому когда вы подбираете электродвигатель с шестью выводными концами обмотки, обязательно обращайте внимание, на какие напряжения он рассчитан. Обычно это 220/380 В и 380/660 В.

Теперь нужно выяснить присоединительные размеры двигателя, а именно: высоту оси вращения вала; диаметр вала; расстояние между крепежными отверстиями расположенные на лапах станины; расстояние конца вала от передних крепежных отверстий (вылет вала), длину конца вала.

Размеры возможно определить непосредственно на электродвигателе с помощью измерительного инструмента, а также найти их в справочной литературе, что мы в данном случае и сделаем. Основные технические характеристики электродвигателей серии АО2 приведены в справочнике по электрическим машинам, 1988 года, составленный по редакцией И. П. Копылова.

На странице 304 в таблице 9.52 приведены габаритные, установочные и присоединительные размеры нашего двигателя.

В первой колонке находим обозначение габарита двигателя - 81. Далее, как в любой другой таблице, в выбранной строке находим интересующие нас размеры:
- высота оси вращения - h = 250 мм;
- диаметр конца вала - d = 60 мм;
- длина конца вала - l = 140 мм;
2C = 406 мм;
2C 2 = 311 мм;
- вылет конца вала - L 8 = 168 мм.

Рисунок 1. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии АО2

Итак, мы собрали все необходимые сведения для подбора аналогичного электродвигателя. Сейчас нужно определиться с производителем. В этом случае как говорится: - "На вкус и цвет товарищей нет". Мне, на основании личного опыта эксплуатации электродвигателей, нравятся электродвигатели ОАО "Ярославский электромашиностроительный завод". Заходим на сайт предприятия и скачиваем полный каталог продукции

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;
- расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями - b 10 = 406 мм;
- расстояние по длине станины между крепежными отверстиями - 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 полумуфты 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 частота 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 номинальном режиме работы 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.

• 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:

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.