Как узнать мощность электродвигателя если нет таблички: Узнать мощность электродвигателя по диаметру вала без бирки

Узнать мощность электродвигателя по диаметру вала без бирки

При замене сломанного советского электродвигателя на новый, часто оказывается, что на нем нет шильдика. Нам часто задают вопросы: как узнать мощность электродвигателя? Как определить обороты двигателя? В этой статье мы рассмотрим, как определить параметры электродвигателя без бирки — по диаметру вала, размерам, току.
Заказать новый электродвигатель по телефону

Как определить мощность?

Существует несколько способов определения мощности электродвигателя: диаметру вала, по габариту и длине, по току и сопротивлению, замеру счетчиком электроэнергии.

По габаритным размерам

Все электродвигатели отличаются по габаритным размерам. Определить мощность двигателя можно сравнив габаритные размеры с таблицей определения мощности электродвигателя, перейдя по ссылке габаритно-присоединительные размеры электродвигателей АИР.

Какие размеры необходимо замерить:

• Длина, ширина, высота корпуса
• Расстояние от центра вала до пола
• Длина и диаметр вала
• Крепежные размеры по лапам (фланцу)

По диаметру вала

Определение мощности электродвигателя по диаметру вала — частый запрос для поисковых систем. Но для точного определения этого параметра недостаточно – два двигателя в одном габарите, с одинаковыми валами и частотой вращения могут иметь различную мощность.

Таблица с привязкой диаметров валов к мощности и оборотам для двигателей АИР и 4АМ.

По показанию счетчика

Как правило измерение счетчика отображаются в киловаттах (далее кВт). Для точности измерения стоит отключить все электроприборы или воспользоваться портативным счетчиком. Мощность электродвигателя 2,2 кВт, подразумевает что он потребляет 2,2 кВт электроэнергии в час.

Для измерения мощности по показанию счетчика нужно:

1. Подключить мотор и дать ему поработать в течении 6 минут.
2. Замеры счетчика умножить на 10 – получаем точную мощность электромотора.

Расчет мощности по току

Для начала нужно подключить двигатель к сети и замерить показатели напряжения. Замеряем потребляемый ток на каждой из обмоток фаз с помощью амперметра или мультиметра. Далее, находим сумму токов трех фаз и умножаем на ранее замеренные показатели напряжения, наглядно в формуле расчета мощности электродвигателя по току.

• P – мощность электродвигателя;
• U – напряжение;
• Ia – ток 1 фазы;
• Ib – 2 фазы;
• Ic – 3 фазы.

Определение оборотов вала

Асинхронные трехфазные двигатели по частоте вращения ротора делятся 4 типа: 3000, 1500, 1000 и 750 об. мин. Приводим пример маркировки на основании АИР 180:

1. АИР 180 М2 – где 2 это 3000 оборотов.
2. АИР 180 М4 – 4 это 1500 об. мин.
3. АИР 180 М6 – 6 обозначает частоту вращения 1000 об/мин.
4. АИР 180 М8 – 8 означает, что частота вращения выходного вала 750 оборотов.

Самый простой способ определить количество оборотов трехфазного асинхронного электродвигателя – снять задний кожух и посмотреть обмотку статора.

У двигателя на 3000 об/мин катушка обмотки статора занимает половину окружности — 180 °, то есть начало и конец секции параллельны друг другу и перпендикулярны центру. У электромоторов 1500 оборотов угол равен 120 °, у 1000 – 90 °. Схематический вид катушек изображен на чертеже. Все обмоточные данные двигателей смотрите в таблице.

Узнать частоту вращения с помощью амперметра

Узнать обороты вала двигателя, можно посчитав количество полюсов. Для этого нам понадобится миллиамперметр — подключаем измерительный прибор к обмотке статора. При вращении вала двигателя стрелка амперметра будет отклонятся. Число отклонений стрелки за один оборот – равно количеству полюсов.

Если не получилось узнать мощность и обороты

Если не получилось узнать мощность и обороты электродвигатели или вы не уверены в измерениях – обращайтесь к специалистам «Систем Качества». Наши специалисты помогут подобрать нужный мотор или провести ремонт сломанного электродвигателя АИР.

Как определить мощность электродвигателя без бирки? Формула

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

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

Определение мощности двигателя по диаметру вала и длине

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

Проверить мощность по габаритам и крепежным размерам

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

Для фланцевых электродвигателей

Таблица для подбора мощности электродвигателя по диаметру фланца (D20) и диаметру крепежных отверстий фланца (D22)

Расчет по току

Электродвигатель подключается к сети и измеряется напряжение. С помощью амперметра поочередно замеряем ток в цепи каждой из обмоток статора. Сумму потребляемых токов умножаем на фиксированное напряжение. Полученное число – мощность электродвигателя в ваттах.

Как проверить мощность электродвигателя по току холостого хода

Проверить мощность по току холостого хода можно с помощью таблицы.

Расчет по сопротивлению обмоток

Соединение звездой. Измеряем сопротивление между выводами (1-2, 2-3, 3-1). Делим на 2 – получаем сопротивление одной обмотки. Мощность одной обмотки расчитывается так: P=(220V*220V)/R. Цифру умножаем на 3 (количество обмоток) – получаем мощность двигателя.

Соединение треугольником. Измеряем сопротивление в начале и в конце каждой обмотки. По той же формуле определяем мощность и умножаем на 6.

Статья о схемах подключения электродвигателей к сети

Если нет возможности определить мощность двигателя самостоятельно

Мы все же рекомендуем доверить определение мощности электродвигателя или подбор профессионалам. Это существенно сэкономит Ваше время и позволит избежать досадных ошибок в эксплуатации оборудования. Сервисный центр «Слобожанского завода» — профессиональный подбор двигателя, дефектовка, капитальный и текущий ремонт и перемотка электродвигателей любых типов и любой мощности. Доверяйте профессионалам.

Как определить параметры двигателя без шильдика?

Для замены или ремонта вышедшего из строя электродвигателя необходимо знать его характеристики. К основным параметрам двигателя относятся номинальная мощность, номинальный ток, напряжение питания, скорость вращения, схема подключения. Сведения о некоторых характеристиках содержатся на шильдике — табличке на корпусе двигателя. Однако иногда шильдик отсутствует, и параметры определяются по косвенным признакам.

Мощность и ток

Ориентировочно мощность электродвигателя можно определить по его габаритам и диаметру вала. При одинаковых размерах и большем диаметре вала мощность на валу будет больше, а частота оборотов – меньше.

Если двигатель уже подключен, то примерная мощность определяется по уставкам защитных устройств, через которые он питается (мотор-автомат, тепловое реле). Если привод подключен через преобразователь частоты, мощность будет равна либо меньше мощности ПЧ.

Еще один способ – включить двигатель на номинальную мощность, обеспечив нужную нагрузку на валу. После этого нужно померить токоизмерительными клещами ток двигателя, который должен быть одинаков по всем обмоткам. На основании измеренного тока определяется мощность.

Также приблизительно оценить мощность асинхронного двигателя, подключенного по схеме «звезда», можно, разделив его номинальный измеренный ток на 2. Для двигателей менее 1,5 кВт из-за потерь ток нужно делить на 2,2…2,5, для мощности более 30 кВт этот эмпирический коэффициент будет равен 1,8…1,9.

Если нет шильдика, косвенно мощность можно определить и по сопротивлению обмоток, заодно проверив их целостность. Для этого необходимо измерить сопротивления при помощи омметра и сравнить их с сопротивлением двигателей известных мощностей, либо обратиться к информации от производителей.

Частота вращения

Как было сказано выше, частоту оборотов двигателя можно оценить по диаметру вала. Но есть и другие способы.

Согласно известной формуле, скорость вращения электродвигателя равна 60F/P, где F — частота питающей сети (50 Гц), Р – количество пар полюсов статора.

Полюсы можно посчитать, сняв переднюю или заднюю крышку. В двухполюсном электродвигателе (Р = 1) на каждую фазу приходится одна обмотка, содержащая 2 катушки, итого для трех фаз 6 катушек. Исходя из способа намотки нужно определить конфигурацию катушки, затем установить способ намотки всего статора. При количестве пар полюсов Р = 1 скорость вращения составит 3000 об/мин, при P = 2 – 1500 об/мин и так далее.

Отметим, что реальная скорость вращения двигателя отличается от расчетной за счет механических потерь и скольжения электромагнитного поля. У маломощных двигателей рабочая скорость под нагрузкой может быть ниже расчетной на 10-15 %.

Напряжение питания

Напряжение можно определить по схеме включения. Если двигатель подключен «звездой», его питающее линейное напряжение равно 380 В, а если «треугольником» – 220 В. Тогда в первом случае электродвигатель можно питать от сети напрямую, во втором – от однофазной сети через конденсатор или преобразователь частоты.

В большинстве новых двигателей для определения схемы включения достаточно вскрыть коробку борно. В ней расположены три пары проводов, подключенных по одной из схем, а на обратной стороне крышки борно указаны схемы и напряжения питания.

В двигателях, подвергшихся перемотке, схему собирают внутри, и из корпуса выводят три провода. В этом случае можно предположить, что напряжение питания равно 380 В и включить двигатель через защитный мотор-автомат. Если рабочее напряжение выше (660 В), двигатель будет вращаться замедленно, с пониженной мощностью. Если ниже (220 В), возникнет перегрузка, и сработает мотор-автомат, либо двигатель начнет перегреваться.

Заключение

Процесс определения параметров двигателя без шильдика часто бывает интуитивным, на основании опыта и последовательных измерений. Также важно при пробных включениях двигателя обеспечивать его защиту и электробезопасность.

Другие полезные материалы:
Выбор электродвигателя для компрессора
Подбор импортного аналога двигателя АИР
Принципы программирования ПЛК

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

1,5 КВТ

2,2 КВТ

4 КВТ

Как узнать мощность электродвигателя?

Чаще всего мощность двигателя обозначена в техническом паспорте к устройству и продублирована на корпусе, где есть специальная наклейка или планка с основными техническими параметрами.

Однако нередко случается, что данные на корпусе являются не читаемыми, а технический паспорт давно утерян.

Как же в таком случае выяснить параметры мощности электромотора?

 

Определение по счетчику:

При отсутствии маркировки на корпусе электромотора можно вычислить его мощность несколькими способами. Самым простым методом является вычисление по счетчику электричества: потребуется отсоединить от этого прибора все прочие устройства, подключить электродвигатель и запустить его под нагрузкой на 5-7 минут. Большинство современных счетчиков выдает показатель нагрузки в киловаттах, и полученный показатель и будет исковым результатом.

 

Вычисление по таблицам:

Другим способом определения мощности мотора является расчет по данным из таблиц. Для этого понадобится измерить диаметр вала, длину мотора без учета выступающей части вала, а также расстояние до оси. По этим параметрам можно выяснить, к какой серии относится данный мотор, и найти его технические характеристики, в том числе мощность. В сети можно отыскать технические таблицы по двигателям постоянного и переменного тока, где по найденному значению легко отыскать тип устройства и его мощность.

 

Вычисление по габаритам:

По данному способу необходимо провести следующие действия:

• Измерить диаметр сердечника в статоре по внутренней части, а также длину с учетом отверстий вентиляции. Значение выражается в сантиметрах.
• Вычислить частоту сети, к которой подключен электродвигатель, и синхронную частоту валового вращения.
• Узнать показатель полюсного деления: для этой цели диаметр сердечника умножается на синхронную частоту вращения вала, а найденное значение умножается на 3,14 и делится на частоту сети, умноженное на 120.

 

•  
•  
•  
•  

Формула вычисления постоянного полюсного значения:

• Найти число полюсов, перемножив частоту тока на 60 и разделив на частоту валового вращения.
• Найденное число умножить на 2, после чего обратиться к таблице по определению зависимости константы от числа полюсов и выявить соответствующий показатель.
• Найденную постоянную величину умножают на квадрат от диаметра сердечника, длину и частоту вращения вала, после чего результат умножается по нижеприведенной формуле:

 

•  
•  
•  
•  

Найденное значение выражается в кВт.

 

Вычисление мощности, выдаваемой электродвигателем.

Для вычисления реального показателя мощности, с которой работает электродвигатель, необходимо найти скорость валового вращения, выражаемую в числе оборотов за секунду, тяговое усилие мотора. 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 потребляемый ток:

Для тех, кому надо знать не только мощность, но и объем потребляемого тока, также есть несколько способов получения таких данных. Для каждого из них важным критерием в процессе определения является количество фаз.

Если у вас однофазная сеть, разделите показатель мощности на значение напряжения.

Если двигатель 3-фазный, схема подсчета еще проще: удвойте значение мощности — это и будет показатель в Амперах.

Как вы убедились, узнать мощность двигателя и потребляемый ток, даже если эти данные утеряны, достаточно просто. Выбирайте самый простой для вас способ решения проблемы и пусть ваша техника всегда работает исправно и имеет высокий КПД!

Как определить мощность электродвигателя?

Какими способами можно определить мощность электродвигателя?

Электрический двигатель представляет собой электрическую машину, роль которой заключается в преобразовании электрической энергии в энергию механическую.

Нередко случаются ситуации, когда технический паспорт электродвигателя теряется, а маркировка на корпусе стирается в силу времени. В таком случае определить мощность электродвигателя становится сложно. Но существует несколько способов, которые помогут Вам справиться с подобной проблемой.

Определить мощность электродвигателя можно следующими способами:

• используя практические измерения;
• таблицы;
• исходя из количества оборотов в минуту;
• по габаритам;
• на основе мощности, которая выдается двигателем.

Практическое определение мощности электродвигателя

Наиболее простым и доступным каждому способом определить мощность электродвигателя является снятие показаний счетчика электрической энергии.

Изначально необходимо отключить все бытовые электроприборы, выключить свет во всем помещении. Важно помнить, что работа даже небольшой маломощной лампочки может сильно исказить показания.

Обратите внимание на то, чтобы счетчик оставался неподвижным, а индикатор не мигал (все зависит от модели электрического счетчика).

В случае со счетчиком марки «Меркурий» процесс существенно облегчается, поскольку данная модель устройства отображает нагрузку в киловаттах (кВт). Следовательно, будет достаточно просто включить электродвигатель на всю мощность и посмотреть показания на счетчике.

В ситуации с индукционным счетчиком определить мощность электродвигателя будет несколько сложнее, поскольку учет ведется в киловаттах в час (кВт/ч). Сначала требуется записать показания счетчика до того, как включите мотор. После включения двигатель должен поработать в течение 10 минут. Для отслеживания времени пользуйтесь секундомером, точность периода работы очень важна. По прошествии 10 минут снимите новые показания счетчиков и способом вычитания выявите разницу. Разницу умножьте на 6. Итоговый результат будет обозначать мощность электродвигателя в киловаттах (кВт).

Определить мощность электродвигателя небольшой силы еще сложнее. Для этого нужно узнать количество оборотов (импульсов), равных 1 кВт/ч. Данную информацию Вы отыщите на счетчике. Возьмем для примера 1600 оборотов (в некоторых моделях вспышек индикатора). Итак, если при функционирующем электродвигателе электросчетчик совершает 20 об/мин, данную цифру нужно умножить на 60, т.е. количество минут в часе. В итоге получаем 1200 об/мин. После имеющиеся 1600 оборотов в минуту делим на 1200, получаем 1,3, что и являет собой мощность электродвигателя.

Определение мощности электродвигателя по таблицам

Сегодня люди за помощью все чаще обращаются к интернету, ведь там можно найти абсолютно любую информацию. Также при помощи глобальной сети Вы можете определить мощность электродвигателя по диаметру вала.

Для использования данного метода вычисления достаточно в интернете отыскать технические таблицы для распознавания типа мотора и его мощности, а также снять необходимые параметры (диаметр вала и частота его вращения, крепежные габариты, при фланцевом двигателе – диаметр фланца, расстояние до центра вала и расстояние до оси, длина мотора без выпирающего элемента вала).

Важно при таком способе быть терпеливым и внимательным, чтобы точно измерить все показатели и получить точный результат.

Как определить мощность электродвигателя по числу оборотов за одну минуту?

Применение данного способа для определения мощности электродвигателя требует визуального определения числа обмоток статора. Также необходимо применение специальных измерительных приборов, таких как тестер или миллиамперметр. для распознавания количества полюсов, чтобы избежать разбора мотора.

Измерительный прибор подключается к одной из обмоток. Вал при этом нужно вращать равномерно и постепенно. Отклонение стрелки и будет показывать количество полюсов. Важно учитывать тот факт, что частота вращения вала при таком способе определения мощности будет немного ниже полученного результата.

Определение мощности электродвигателя на основе его габаритов

Данный способ используется в основном для определения мощности трехфазных электродвигателей.

Для расчета мощности по габаритам необходимо знать:

• диаметр сердечника (см) – D. Измерение происходит во внутренней части статора. При этом необходимо знать длину сердечника, учитывая вентиляционные отверстия;
• показатель частоты валового вращения – n;
• частота сети – f.

Используя данные значения, вычисляется полюсное деление. Для этого показатель диаметра (D) умножается на частоту валового вращения (n) и на число Пи. Итоговую цифру обозначим условно А.

Показатель частоты сети f умножается на 120, получаем (условно) В.

Получив значения А и В, осуществляем их деление, а именно: число А делим на число В. В итоге получаем необходимый нам показатель мощности электродвигателя.

На самом деле все не так уж сложно, достаточно вспомнить уроки математики в школе.

Способ определения по показателю мощности, что выдает электродвигатель

В данном случае необходимо снова обратиться к знаниям школьной математики, а также использовать калькулятор для точного вычисления.

Сначала узнайте количество оборотов вала в секунду (А), тяговое усилие мотора (В) и радиус вала (С). Подставьте значения в следующую формулу: Аx6,28xBxC. Результат и есть мощность электродвигателя.

Зная мощность электродвигателя, Вы без труда сможете выбрать необходимое сопутствующее оборудование (тепловые реле и автоматические выключатели). Также, знание данного показателя поможет Вам легко и быстро узнать пропускную способность и норму сечения кабельно-проводниковой продукции для подсоединения двигателя к сети. Самое главное – Вы сможете использовать электродвигатель без вероятности перегрузок.

Как видите, определить мощность электродвигателя без бирки можно и при чем довольно просто. Способов достаточное количество. Вам остается лишь выбрать наиболее удобный и правдивый на ваш взгляд и воспользоваться им.

Способы узнать мощность электродвигателя, когда нет бирки

Определить характеристики трехфазного электродвигателя, когда табличка утрачена, можно разнообразными способами: например, потребуется узнать мощность и количество оборотов вала. Удостоверьтесь, что таблички нет на месте, или отсутствует техническая документация (все это должно прилагаться заводом-производителем вместе с оборудованием), после чего переходите к самостоятельному определению рабочих характеристик. И тут сразу возникает вопрос: как узнать мощность электродвигателя, если нет таблички.

Определение мощности счетчиком, когда табличка утрачена

Подойдет как бытовой счетчик, так и портативный. Чтобы показания прибора были четкими, потребуется отключение всех устройств в доме, питающихся от сети, а также всех имеющихся источников света. Даже маломощная включенная лампа исказит показания.

Важно! Убедитесь, что счетчик не крутится, или его лампочка не мигает.

В индукционных моделях показания считываются в киловаттах в час – этот вариант проще. Зафиксируйте цифры на счетчике до того, как включите мотор, и пусть потом поработает минут десять (засеките время). Посмотрите, какие показания получились, и сравните их с предыдущими. Полученная разница умножается на 6 – это и будет мощность электродвигателя в киловаттах.

Проверить электродвигатель с малой мощностью чуть сложнее. Нужно выяснить, сколько оборотов происходит за 1 кВт/ч на счетчике, например, 1600. Запускаем 3-фазный двигатель и видим, что индикатор прибора крутится со скоростью 20 оборотов в минуту. Умножаем 20 на 60 = 1200. 1600 делим на 1200 – получаем мощность. Результат получится с погрешностью, но точность зависит от длительности производимого замера.

Как узнать мощность электродвигателя, если нет таблички, по таблице

Не имея таблички, мощность электродвигателя узнается благодаря разнообразным табличным данным. Потребуется определить:

1. Какой диаметр имеет вал.
2. С какой частотой он вращается, количество полюсов.
3. Какими крепежными размерами обладает.
4. Высоту до центральной оси вала и расстояние.
5. Длину трехфазного двигателя.
6. Диаметр фланца (когда говорится о фланцевом электродвигателе).

Совет: Собрав все данные, сверьтесь с таблицами. Информация и видео в интернете есть даже по старым моторам.

Измерьте габариты вала и крепежных отверстий – сопоставьте с таблицей:

Измерив напряжение тока, узнаем, какой мощностью обладает мотор

Определение мощности электродвигателя, если он трехфазный, не имея таблички, возможно и с помощью тока. Двигатель необходимо подключить к электросети, чтобы узнать напряжение. Воспользовавшись амперметром или мультиметром, сначала следует измерить ток в одной обмотке статора, а потом в другой. Данные суммируем, и полученное число потребуется умножить на фиксированное напряжение. Узнав результат – определите мощность 3-фазного мотора даже без таблички.

Найти искомое число предлагается по формуле:

Важно! Определение мощности возможно с помощью мультиметра, совмещающего в себе и амперметр, и вольтметр, и омметр.

Не потребуется табличка, если установить параметры работы двигателя. Известно, что одной из важных характеристик считается величина потребляемого тока. Расчет этого параметра ведется с учетом количества фаз в моторе, напряжения, сопротивления. Для трехфазного берется напряжение в 380 В. И величина тока, которую потребляет электродвигатель, зависит от вида запуска:

Несмотря на то, что формула показывает точные данные, иногда требуются дополнения. В обязательном порядке учитывается тот факт, что полученный результат отражает величину тока, когда используется номинальная нагрузка. Для точных измерений потребуется мультиметр. Электродвигатель на холостом ходу потребляет меньше тока:

Также, когда нет таблички, мощность рассчитывается по сопротивлению обмоток. Для начала необходимо узнать сопротивление, которое концентрируется между выводами. Полученное число делится на 2, и станет известно сопротивление обмотки. Для определения мощности одной обмотки применяется формула: P=(220V*220V)/R. Результат вычисления умножается на 3 (поскольку двигатель 3-фазный). Получаем искомую мощность мотора.

Предложенный вариант используется для определения сопротивления при соединении звездой. Если использовать треугольник, то схема действий немного иная. Узнав величину сопротивления для каждой обмотки в начале и конце, воспользуйтесь формулой, предложенной выше, только результат нужно умножить не на 3, а на 6. Для измерений будет удобно воспользоваться мультиметром. Благодаря несложным расчетами неважно, есть ли табличка на моторе, к тому же в сети много обучающих видео по этой теме.

Вычисление мощности с учетом оборотов вала

Когда табличка на корпусе мотора нечитаема или утеряна, определяем рабочие характеристики 3-фазного двигателя, учитывая оборот вала. Достаточно отсоединить задний кожух, чтобы открылась обмотка статора. Так это будет выглядеть схематически:

Узнать количество оборотов трехфазного мотора возможно благодаря полюсам, используя мультиметр, подключившись к обмотке статора. Вал начнет вращаться, а индикатор мультиметра – показывать отклонения, происходящие за один оборот. При двух полюсах – три тысячи оборотов в минуту, четырех – полторы тысячи, шести – две тысячи, восьми – семьсот пятьдесят.

Если бы была табличка, то последняя цифра на маркировке соответствовала бы количеству полюсов. В обратном случае берем обмотку, раскрываем верхнюю часть. Смотрим, как размещаются секции обмотки. Считаем общее количество пазов, делим на 12 – получаем полюс.

Определяем характеристики мотора, смотря на габариты

Без таблички на корпусе установить рабочие параметры мотора, если он трехфазный, можно по габаритам устройства. Для этого узнайте частоту сети (F), размер диаметра сердечника (D), синхронную частоту валового вращения (N). Достаточно измерить внутреннюю часть статора, чтобы установить, каким диаметром наделен сердечник. Для измерения используются сантиметры.

Учитывая полученные цифры, измерив габарит устройства, посчитайте полюсное деление. Здесь D умножается на N и на число Пи (А). Затем 120 умножается на F – получится B. Потом А делится на В. Для измерения F и N применяется мультиметр. Произвести расчеты нетрудно, зная габарит 3-фазного мотора, без таблички.

Трехфазный электродвигатель и крутящий момент

Крутящий момент определяется через силу, выдаваемую 3-фазным двигателем в попытке преодолеть сопротивление, возникающее при движении, которую умножают на плечо ее приложения. Мкр = VHxPE:0,12566 – формула позволяет определить рабочие параметры мотора. Здесь: VH – объем ДВС, а PE – давление в камере сгорания.

Возникли сложности с определением крутящего момента – воспользуйтесь формулой: Ne=Vh*pe*n:120. Результат высчитывается в киловаттах. Здесь: Vh – объем ДВС, n – частота вращения, pe – давление.

Зачем разбираться в устройстве оборудования, имея 3-фазный мотор: знание рабочих параметров двигателя позволит правильно эксплуатировать устройство, подбирать соответствующие детали, а видео в сети наглядно покажут:

1. Как узнать мощность электродвигателя, если нет таблички.
2. Как высчитать искомые цифры, используя формулы и т.д.

Когда табличка на корпусе – задача упрощается. Но если таблички нет, не стоит отчаиваться, доступно множество вариантов для определения рабочих параметров двигателя.

Загрузка…

Могу ли я проверить двигатель без информации на паспортной табличке?

Все двигатели поставляются производителем с названием или табличкой с техническими данными, прикрепленными к корпусу двигателя. На этой паспортной табличке содержится информация, необходимая для эффективной программы испытаний двигателей. Он предоставляет рабочие характеристики и параметры конструкции для этого конкретного двигателя.

Иногда вам может быть поручено проверить двигатель, если информация на паспортной табличке не предоставлена ​​или легкодоступна. Для обесточенных испытаний это не представляет большой проблемы, поскольку данные, которые мы собираем, сравниваются между фазами, для баланса, на многофазных двигателях.Двигатели постоянного тока и однофазные двигатели более проблематичны, поскольку у нас нет возможности для сравнения фаз.

При тестировании многофазного двигателя без информации на паспортной табличке мы не узнаем количество полюсов, если не проведем проверку влияния ротора. Лучший способ сделать это — проверить двигатель, когда ротор вращается с шагом 5 градусов. Когда будет получен полный цикл для индуктивности или импеданса, вы можете легко определить количество полюсов. Если полный цикл получается при повороте на 45 градусов, это будет 8 полюсов, 60 градусов 6 полюсов, 90 градусов 4 полюса и 180 градусов 2 полюса.

Еще одним недостатком отсутствия информации на паспортной табличке является то, что мы теряем возможность сравнения с аналогичными двигателями. Это относится как к испытаниям под напряжением, так и без напряжения.

Тестирование под напряжением без данных с паспортной таблички чрезвычайно сложно. Если для одного и того же процесса используются похожие двигатели, вы можете использовать данные паспортной таблички одного из них. Возможно, это не совсем точно, но — вы попадете в парк мячей. Если подобных устройств нет и вы не знакомы с процессом, поговорите с операторами.Используйте стробоскопический тахометр, чтобы определить число оборотов двигателя, а затем настройте общий двигатель в базе данных для этого числа оборотов. Если оператор не может обеспечить загрузку, используйте полученные данные и число оборотов в минуту для приблизительной нагрузки. Вы можете просмотреть коэффициент мощности от 88 до 92, чтобы приблизиться к полной нагрузке.

Тестирование без надлежащей информации на паспортной табличке нежелательно, но возможно. При правильном понимании теории двигателя и рабочих характеристик двигателя надежный сбор данных все еще возможен.

Страница 1 — Двигатели: как определить двигатель без паспортной таблички

  ИНФОРМАЦИЯ О ДВИГАТЕЛЕ

СОВЕТЫ ПО ИДЕНТИФИКАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ БЕЗ ТАБЛИЧКИ

Диаметр двигателя: Измерьте диаметр, чтобы подтвердить NEMA (Национальное электрическое число скоростей:
Ассоциация производителей) размер кадра.  • Количество скоростей = количество выводов питания минус 1.
Размер кадра: 4.9 ”= 42, 5,6” = 48, 6,5 ”= 56 • Для SP - не считайте заземляющий (зеленый) провод.
                                                                                                             • Для PSC - не считайте заземляющий (зеленый) провод или
Тип двигателя: экранированный полюс (SP), постоянный разделенный конденсатор (PSC),
Расщепленная фаза, пуск конденсатора / работа конденсатора, три фазы и постоянный ток. вывод конденсатора (коричневый).Скорость: об / мин = 120 x Гц / число полюсов Механические характеристики:
                                                                                                             • Определение установки - основание, пояс для живота, проушины, шпильки, лицевое крепление и т. Д.
@ 60 Гц при полной скорости нагрузки. Общее назначение • Корпус - ODP (защита от открытых капель), TE (полностью закрытый) и т. Д.# Poles Syn SP PSC • Вал - количество, длина, диаметр, шпоночный паз и т.  Д.
                                                3450 • Уникальные особенности - выводы, кабельная коробка, подшипники, тормоз,
2 3600 3000–1725
                                                Стрела вращения 1140, крышка конденсатора, стропы и т. Д.4 1800 1500 1625 850
                                                                                                             Вращение:
6 1200 1050 1075 • Большинство стандартных двигателей (кроме однофазных и

8 900 - 825 Резьбовой вал) можно повернуть из состояния покоя с помощью
                                                                                                                электрическое повторное подключение.Количество полюсов 1 • Трехфазные двигатели меняют местами любые два из
                                                                                                                три провода питания.
                     6 Примечание. Вращение неизвестного двигателя часто можно обнаружить, отметив
                                                                                                                прикрепленный вентилятор, нагнетатель или другое устройство. Грязь скапливается на
         5 сторона, в сторону которой вращается мотор.
                                                         2
                                                                                                             Напряжение: общее напряжение

                                                                                                                        115 230 Двойной 277460 575

                    4 3 SP X X -X - -
                                                                                                             PSC X X -X X -
Мощность и длина стека: 8-полюсные двигатели открытого типа Split Ph X X - - -
4- и 6-полюсные двигатели с открытыми контактами прибл.Колпачок Старт X X 115/230 - - -
                                                                                                             3 фазы - X 230/460 - X X
                         Прибл. Длина стека HP
   Длина стека HP 1/8 1,13 дюйма Примечание. Определение напряжения может оказаться затруднительным.Спросите у клиента!
   1/4 1,25 дюйма 1/6 1,25 дюйма
   1/3 1,50 дюйма 1/4 1,62 дюйма Типичные цветовые схемы (не стандартные):
   1/2 2,25 дюйма 1/3 2,25 дюйма
   3/4 2,50 дюйма • Белый - общий провод (115 В) • Черный - высокий
                                  8-полюсные закрытые двигатели
4- и 6-полюсные закрытые двигатели прибл.• Желтый или фиолетовый - • Синий - средний
                         Прибл.
                                  Длина стека ВД Общий провод (230 В) • Красный - низкий
   Длина стопки HP 1/8 1,25 дюйма
   1/4 1,25 дюйма 1/6 1,38 дюйма • Коричневый - выводы конденсатора (1 или 2) (только PSC)
   1/3 1.75 дюймов 1/4 1,75 дюйма
   1/2 2,50 дюйма 1/3 2,50 дюйма • При замене PSC рекомендуется также заменить конденсатор.
   3/4 3,00 дюйма
                                                                                                             • Заменяйте в лошадиных силах, а не в соответствии с рейтингом AMP.

                                                                                                             • Не заменяйте ручную перегрузку двигателем с автоматической перегрузкой.• Двигатели с аналогичными размерами статора будут иметь мощность

                                                                                                             (при прочих равных условиях). Т.е. Требуется примерно такое же количество

                                                                                                             железо и медь (D2L) для крутящего момента.Некоторые практические правила: это можно использовать как
                                                                                                             Обычно если это ... замена
                                                                                                             (оригинал)

                        Шарикоподшипник постоянного разъемного конденсатора для измерения стека с экранированными полюсами
                        Высота для подшипников скольжения HP Подшипник скольжения полностью
                                                                                                             Открытый или закрытый DP
                                                                                                             1 скорость 1, 2 или 3 скорости
                                                                                                             2 скорости 2 или 3 скорости
                                                                                                             Конденсатор 370 Вольт 370 или Конденсатор 460 Вольт

UTC, Business-Industrial-Systems (BIS) • © Carrier Corporation, 2014 г. Напечатано в США.S.A. • Дата выпуска: Rev. A 06/2015
Для получения рекламной информации посетите сайт www.totaline.com, а для получения технической информации посетите сайт www.hvacpartners.com Lit. №: 570-652  

19 Основная информация, которую можно найти на паспортной табличке двигателя

Что такое паспортная табличка двигателя

Паспортная табличка двигателя обычно находится на всех производимых электродвигателях. Понимание информации на паспортной табличке иногда может быть трудным, но необходимо.В большинстве стран производители обязаны отображать всю информацию на паспортной табличке двигателя, но часто это не так.

19 Существенная информация, найденная на паспортной табличке двигателя (на фото: двигатель Baldor Reliancer; предоставлено: rickmcneely.com)

Однако, когда двигатель находился в эксплуатации в течение длительного времени , часто невозможно определить его рабочую информацию, потому что шильдики двигателей часто теряются или закрашиваются.

1. Напряжение
2. Частота
3. Фаза
4. Ток
5. Тип
6. Коэффициент мощности
7. кВт или лошадиные силы
8. Скорость при полной нагрузке
9. КПД
10. Режим работы
11. Класс изоляции
12. Максимальная температура окружающей среды
13. Высота над уровнем моря
14. Корпус
15. Рама
16. Подшипники
17. NEMA // Буквенный код
18. NEMA // Буквенный код
19. NEMA // Сервисный коэффициент

Электрический ввод //

1.Напряжение

Эти данные говорят вам , при каком напряжении двигатель работает . Параметры двигателя, указанные на паспортной табличке, такие как коэффициент мощности, КПД, крутящий момент и ток, указаны при номинальном напряжении и частоте. Если двигатель используется с напряжением, отличным от напряжения, указанного на паспортной табличке, его производительность будет снижена.

Напряжение на паспортной табличке двигателя

2. Частота

Обычно для двигателей входная частота составляет 50 или 60 Гц . Если на паспортной табличке указано более одной частоты, то на паспортной табличке также должны быть указаны другие параметры, которые будут отличаться при разных входных частотах.

Частота на паспортной табличке двигателя

3. Фаза

Этот параметр представляет количество линий питания переменного тока , которые питают двигатель. Стандартными считаются однофазные и трехфазные.

Фаза на паспортной табличке

4. Ток

Ток, указанный на паспортной табличке, соответствует номинальной выходной мощности вместе с напряжением и частотой . Ток может отличаться от ампера, указанного на паспортной табличке, если фазы не сбалансированы или если напряжение окажется ниже указанного.

Ток на паспортной табличке

5. Тип

Некоторые производители используют тип, чтобы определить двигатель как однофазный или многофазный, однофазный или многоскоростной или по типу конструкции. Тем не менее отраслевых стандартов на тип не существует. Grundfos использует следующее обозначение типа: MG90SA2-24FF165-C2.

Обозначение типа двигателя

6. Коэффициент мощности

Коэффициент мощности указан на паспортной табличке как «PF» или «P .F» или cos φ .Коэффициент мощности — это отношение активной мощности (Вт) к полной мощности (ВА), выраженное в процентах.

В числовом выражении коэффициент мощности равен косинусу угла запаздывания входного тока относительно его напряжения.

На паспортной табличке двигателя указан коэффициент мощности для двигателя при полной нагрузке .

Коэффициент мощности, также известный как cosFI

Вернуться к указателю ↑

Механическая мощность //

7. кВт или лошадиных сил

кВт или лошадиных сил (л.с.) — это выражение механической выходной мощности двигателя, то есть способность передавать крутящий момент, необходимый для нагрузки при номинальной скорости.

8. Скорость при полной нагрузке

Скорость при полной нагрузке — это скорость, при которой достигается номинальный крутящий момент при полной нагрузке при номинальной выходной мощности. Обычно скорость при полной нагрузке указывается в об / мин. Эту скорость иногда называют скоростью скольжения или фактической скоростью ротора.

Табличка КПД двигателя; Скорость полной нагрузки; КПД в процентах и ​​кВт или лошадиных силах

Вернуться к индексу ↑

Производительность //

9. КПД

КПД — это выходная мощность двигателя, деленная на его входную мощность, умноженную на 100. КПД выражается в процентах. Производитель гарантирует, что эффективность находится в пределах определенного диапазона допуска, который варьируется в зависимости от стандарта проектирования, например, IEC или NEMA.

Поэтому обратите внимание на гарантированный минимальный КПД при оценке производительности двигателя.

10. Duty

Этот параметр определяет продолжительность времени, в течение которого двигатель может безопасно нести данные, указанные на паспортной табличке. Во многих случаях двигатель может работать непрерывно, что обозначено S1 или «Cont» на паспортной табличке.Если на паспортной табличке ничего не указано, двигатель рассчитан на рабочий цикл S1.

Режим работы двигателя

Вернуться к указателю ↑

Надежность

11. Класс изоляции

Класс изоляции (INSUL CLASS) является выражением стандартной классификации термостойкости обмотки двигателя. Класс изоляции представляет собой буквенное обозначение, например «B» или «F» , в зависимости от способности обмотки выдерживать заданную рабочую температуру в течение заданного срока службы.Чем дальше по алфавиту, тем лучше производительность.

Например, изоляция класса «F» имеет более длительный номинальный срок службы при данной рабочей температуре, чем изоляция класса «B».

Класс изоляции. CI.F (B) = класс F с повышением температуры B

12. Максимальная температура окружающей среды

Максимальная температура окружающей среды, при которой двигатель может работать, , иногда указывается на паспортной табличке . В противном случае максимальное значение составляет 40 ° C для двигателей EFF2 и обычно 60 ° C для двигателей EFF1 .Двигатель может работать и оставаться в пределах допустимого класса изоляции при максимальной номинальной температуре.

Кривая снижения выходной мощности показывает снижение производительности при повышении температуры окружающей среды или увеличении высоты установки над уровнем моря.

13. Высота

Этот индикатор показывает максимальная высота над уровнем моря , при которой двигатель будет оставаться в пределах своего расчетного повышения температуры, удовлетворяя все остальные данные паспортной таблички.

Если высота не указана на паспортной табличке, максимальная высота над уровнем моря составляет 1000 метров .

Вернуться к индексу ↑

Конструкция

14. Корпус

В корпусе двигатель классифицируется по степени защиты от окружающей среды и способу охлаждения. Корпус обозначен на паспортной табличке как IP или ENCL .

Информация о корпусе двигателя, корпусе, подшипниках и смазке на паспортной табличке

15. Рама

Данные о типоразмерах, указанные на паспортной табличке, являются важной информацией. Он определяет установочные размеры, такие как монтажная схема отверстий для ног и высота вала .Размер рамы часто является частью обозначения типа, что может быть трудно интерпретировать из-за использования специальных валов или конфигураций крепления.

Размер корпуса указан на паспортной табличке

16. Подшипники

Подшипники — это компонент двигателя переменного тока , который требует наибольшего обслуживания . Информация обычно дается как для подшипника приводной стороны (DE) , так и для подшипника, противоположного приводной стороне, неприводной стороны (неприводная сторона) .

NEMA

Помимо вышеупомянутой информации, паспортные таблички NEMA содержат некоторую дополнительную информацию .Наиболее важные из них:

1. Буквенный код,
2. Буквенный код и
3. Сервисный коэффициент.

17. Буквенный код

Буквенный код определяет ток заторможенного ротора, кВА в пересчете на мощность . Буквенный код состоит из букв от A до V. Чем дальше от буквенного кода A, тем выше пусковой ток на каждую лошадиную силу.

C

2 18. Обложка дизайнерского письма

9 характеристики крутящего момента и тока двигателя. Буква дизайна (A, B, C или D) определяет различные категории. Большинство двигателей — это двигатели конструкции A или B . Модель

A Характеристика крутящего момента двигателя аналогична характеристике двигателя конструкции B; но пусковой ток не ограничен.С двигателем конструкции B производитель двигателя должен ограничить пусковой ток на своих изделиях, чтобы пользователи могли использовать свои пусковые устройства двигателя.

Таким образом, при замене двигателя в приложении важно проверять конструкторскую букву , потому что некоторые производители присваивают своим продуктам буквы, которые не считаются отраслевым стандартом, что может привести к проблемам с запуском.

19. Эксплуатационный коэффициент

Двигатель, рассчитанный на работу с номинальной мощностью, указанной на паспортной табличке, имеет эксплуатационный фактор , равный 1.0 . Это означает, что двигатель может работать на 100% номинальной мощности .

Для некоторых приложений требуется двигатель , мощность которого может превышать . В этих случаях двигатель с эксплуатационным коэффициентом 1,15 может работать на номинальной мощности. Двигатель с сервисным коэффициентом 1,15 может работать при мощности на 15% выше, чем указано на паспортной табличке двигателя.

Однако любой двигатель, который непрерывно работает с коэффициентом использования, превышающим 1, будет иметь меньший ожидаемый срок службы по сравнению с работой с его номинальной мощностью.

Вернуться к индексу ↑

Ссылка // Motor book от Grundfos (Загрузить)

power — Как мне найти диапазон напряжения для неизвестного двигателя постоянного тока?

Простая модель двигателя постоянного тока: \ $ V = R * i + e \ $, где \ $ V \ $ — напряжение на клеммах, \ $ R \ $ — сопротивление двигателя, а \ $ e \ $ — напряжение обратной ЭДС.

R можно измерить, как я сказал выше в комментарии, который я повторю здесь. Сопротивление двигателя постоянного тока может изменяться из-за контакта с щеткой.Лучший способ измерить сопротивление — провести несколько измерений и усреднить. Если возможно, заблокируйте ротор, а затем подайте небольшой ток на клеммы. Измерьте напряжение и ток и вычислите R = V / I. Обычно этот тест проводится при ~ 25% номинального тока. Повторить несколько раз и в среднем. Также есть динамический тест, который может дать даже лучшие результаты — проделайте то же, что я только что сказал, но вместо блокировки ротора верните двигатель назад. 50 об / мин будет достаточной скоростью для обратного вращения ротора.

\ $ e \ $ можно определить из \ $ e = K_b * \ omega \ $, где \ $ K_b \ $ — константа обратной ЭДС (единицы В / (рад / сек) или В / об / мин) и \ $ \ omega \ $ — скорость в тех же единицах, что и \ $ K_b \ $.

Вы уже нашли \ $ K_b \ $. Это просто \ $ \ frac {16 V} {570 RPM} = 28.07 \ frac {V} {kRPM} = 0.268 \ frac {V} {rad / sec} \ $. Как уже упоминалось, постоянная крутящего момента двигателя эквивалентна постоянной обратной ЭДС, поэтому \ $ K_t = 0,268 \ frac {Nm} {A} \ $.

При заблокированном роторе вы знаете, что \ $ V = R * i \ $, потому что \ $ e = 0 \ $.Если вы решите для \ $ i = \ frac {V} {R} \ $, вы можете найти ток, когда ротор заблокирован при разных напряжениях. И исходя из этого тока, \ $ i \ $, вы можете найти крутящий момент заблокированного ротора при различных напряжениях: \ $ T_ {lr} = K_t * i = K_t * \ frac {V} {R} \ $.

Вы также можете определить максимальную скорость двигателя при различных напряжениях, используя \ $ V = R * i + e \ $. Если вы предположите \ $ i = 0 \ $ при отсутствии нагрузки, это уравнение станет \ $ V = e \ $, что станет \ $ V = K_b * \ omega \ $, что станет \ $ \ omega = \ frac { V} {K_b} \ $.

Когда у вас есть крутящий момент при разных напряжениях и максимальная скорость при разных напряжениях, вы можете нанести их на график со скоростью по одной оси и крутящим моментом по другой оси. Подключите линии, и у вас будут разные кривые скорость-крутящий момент при разных напряжениях.

В том, что я написал выше, много предположений. Вы должны знать два основных предположения: 1) двигатель остается относительно холодным (поэтому сопротивление не меняется) и 2) ток холостого хода равен нулю (на самом деле этого не будет).

Как тестировать и проверять однофазные электродвигатели ~ Изучение электротехники

Пользовательский поиск

Есть несколько типов однофазных двигателей. Однако общим для всех них является то, что они имеют начальную обмотку, рабочую обмотку и общее соединение между ними, как показано ниже:

Тестировать однофазные двигатели довольно просто, если соблюдать определенные основные шаги. Цель любого теста двигателя переменного тока — определить состояние двигателя.Основные этапы проверки работоспособности любого двигателя приведены ниже. Тест
(f) Рабочий ток Тест

Общие инспекции
Для однофазного двигателя выполните следующие действия:

(1) Проверьте внешний вид двигателя. Убедитесь в отсутствии ожогов и повреждений корпуса, вентилятора или вала системы охлаждения.
(2) Вручную проверните вал двигателя, чтобы проверить состояние подшипников.Следите за плавным и свободным вращением вала. Если вал вращается свободно и плавно, возможно, подшипник в хорошем состоянии, в противном случае подумайте о замене.
(3) Как и при всех испытаниях и проверках, заводская табличка двигателя предоставляет ценную информацию, которая поможет установить истинное состояние двигателя. Внимательно изучите заводскую табличку.

Проверка целостности и сопротивления заземления
С помощью мультиметра измерьте сопротивление между корпусом двигателя и землей.Хороший мотор должен показывать менее 0,5 Ом. Любое значение больше 0,5 Ом указывает на неисправность двигателя.

Проверка источника питания
Для однофазных двигателей ожидаемое напряжение составляет около 230 В или 208 В в зависимости от того, используете ли вы систему напряжения Великобритании или Америки. Убедитесь, что на двигатель подается правильное напряжение.

Проверка сопротивления обмотки двигателя переменного тока
Проверьте сопротивление обмотки двигателя или показания в омах с помощью мультиметра . Поскольку в однофазном двигателе три клеммы — S, C, R, измерьте сопротивление обмотки:
C к S, C к R и S к R.Измеренное значение от S до R должно быть = от C до S + C до R
Как правило, для однофазных двигателей применяется следующее:
(1) Значение сопротивления между S и R должно давать максимальное значение сопротивления
(2) Ом. показания между C и R должны давать наименьшее значение сопротивления.
(3) Показания в Ом между C и S должны давать некоторое промежуточное значение между значениями для S и R и C до R
Любое отклонение означает, возможно, неисправный электродвигатель или двигатель, который требует ремонта.

Проверка сопротивления изоляции
Нарушение сопротивления изоляции электродвигателя является одним из первых признаков того, что электродвигатель вот-вот выйдет из строя.Сопротивление изоляции обычно измеряется между обмотками двигателя и землей с помощью измерителя сопротивления изоляции или мегометра. Установите напряжение на измерителе сопротивления изоляции на 500 В и проверьте заземление обмоток двигателя. Проверьте C — E, S — E, R — E. Минимальное значение теста для исправного электродвигателя составляет не менее 1 МОм

Тест рабочего тока
При работающем двигателе проверьте ток полной нагрузки (FLA) с помощью подходящий измеритель или, предпочтительно, зажим на измеритель и сравните с заводской табличкой двигателя FLA .Отклонения от номинального значения FLA могут означать проблемы с тестируемым двигателем.

Паспортная табличка двигателя и пояснение номинальных значений

Разъяснение паспортных характеристик электродвигателя. Фото: TestGuy

Электродвигатель — это рабочая лошадка, которая преобразует электрическую энергию в механическую, используя принципы электромагнетизма. Эти вращающиеся машины используются практически во всех формах современной жизни, от простых бытовых приборов до крупных промышленных предприятий и производственных предприятий.

Детские игрушки, пылесосы, вентиляторы, электроинструменты, электромобили, механические насосы, лифты и грузовые поезда — это всего лишь несколько примеров широкого спектра применений, в которых вы найдете те или иные формы электродвигателей. Магнитные поля, создаваемые электрическими зарядами, являются движущей силой двигателей, которые создают крутящий момент, необходимый для выполнения полезной работы.

С таким большим разнообразием применений двигателей и большим разнообразием электрических систем, которые питают их, неудивительно, что существует множество различных номинальных характеристик и рабочих характеристик, которые необходимо учитывать при выборе электродвигателя для конкретного применения. .

Стремясь стандартизировать эти основные характеристики и рабочие параметры двигателя, Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) играет ведущую роль в определении этих характеристик в стандарте NEMA Standard MG-1. Рабочие характеристики, определенные в этом стандарте, кодируются на паспортной табличке двигателя во время производства, чтобы помочь конечному пользователю выбрать безопасное и надежное применение.

Национальный электротехнический кодекс определяет необходимую маркировку для обычных двигателей в разделе 430 NEC.7 (A) для безопасной установки и эксплуатации в определенных условиях. Когда дело доходит до тестирования и технического обслуживания электродвигателей, четкое понимание этих характеристик имеет первостепенное значение для определения процедур испытаний и ожидаемых значений испытаний для конкретной машины.

В этой статье мы объясняем маркировку, используемую в NEC, а также другие общие термины и характеристики, указанные на паспортных табличках двигателей.

Пример паспортной таблички электродвигателя

. Фотография: « North American Electric

».

Производитель

Указывает, какая компания произвела двигатель, и обычно включает адрес компании и страну происхождения.У производителя обычно есть конкретная модель или заводской номер, связанный с двигателем.

Номинальное напряжение

Указывает рабочее напряжение, необходимое для оптимальной работы, как указано производителем двигателя. Вращающиеся машины обычно проектируются с допуском 10% для напряжения выше и ниже номинального значения, указанного на паспортной табличке.

Допуск напряжения обычно не указывается на двигателе, что может ввести в заблуждение тех, кто не знаком с этим номиналом.Двигатель с номинальным напряжением на паспортной табличке 460 В должен работать в диапазоне от 414 В до 506 В. Двигатель на 230 В может работать в диапазоне от 207 В до 253 В.

Некоторые двигатели могут работать с более чем одним напряжением, и эта возможность будет указана на паспортной табличке. Двойные номинальные напряжения позволяют разделить обмотки статора пополам для использования в последовательном или параллельном соединении.

Важно отметить, что многие другие номинальные значения, указанные на паспортной табличке, такие как коэффициент мощности, КПД, крутящий момент и ток, применимы только при номинальном напряжении и частоте.

Ток полной нагрузки (FLA)

По мере увеличения подключенной нагрузки и требуемого крутящего момента на электродвигателе сила тока, необходимая для питания электродвигателя, также увеличивается. Ток полной нагрузки (FLA) — это максимальный ожидаемый ток, потребляемый двигателем при работе с максимальным крутящим моментом и мощностью.

Паспортная табличка FLA — это очень важный номинал, который используется для выбора правильного размера провода, пускателя двигателя и устройств защиты от перегрузки, необходимых для обслуживания и защиты двигателя.Для многоскоростного двигателя ток полной нагрузки указан только для максимальной скорости.

Чтобы рассчитать падение напряжения в цепи двигателя, возьмите сопротивление цепи фидера и умножьте на FLA двигателя. Для получения процентного падения напряжения разделите полученное ранее значение на напряжение питания холостого хода и умножьте на 100%.

Номинальная частота и количество фаз (двигатели переменного тока)

Частота энергосистемы означает, сколько раз синусоидальная волна переменного напряжения повторяет одну и ту же последовательность значений в течение заданной единицы времени.В США и Канаде частота электросети составляет 60 Гц.

В других частях света частота может быть 50 Гц или 60 Гц. Количество фаз определяет, подключен ли двигатель к одному токоведущему проводу и нейтрали (однофазный) или трем токоведущим проводам (трехфазный).

Синхронная скорость

Скорость, с которой работает вращающееся поле внутри двигателя, зависит от частоты входной мощности и количества электрических магнитных полюсов внутри.Это называется синхронной скоростью, которая не зависит от скорости выходного вала.

Синхронная скорость = количество циклов (Гц) x 60 (секунд в 1 мин) x 2 (тактовые импульсы) / количество полюсов.

Четырехполюсный двигатель без подключенной нагрузки, например, будет иметь синхронную скорость 1800 об / мин при 60 Гц и синхронную скорость 1500 об / мин при 50 Гц. Если двигатель предназначен для работы на разных скоростях при управлении с помощью частотно-регулируемого привода (ЧРП), диапазон входной частоты должен быть указан на паспортной табличке.

Номинальная скорость при полной нагрузке

Для двигателя практически невозможно достичь синхронной скорости, потому что даже ненагруженный двигатель все еще имеет некоторую форму трения, которую необходимо преодолеть. По мере увеличения нагрузки двигателя требуется более высокий крутящий момент, что означает снижение числа оборотов в минуту.

Номинальная скорость при полной нагрузке — это фактическое значение частоты вращения, указанное на паспортной табличке двигателя. Термин «проскальзывание» относится к разнице между синхронной скоростью и фактической скоростью при полной нагрузке (также называемой асинхронной скоростью или скоростью скольжения).

Накладка

Скольжение увеличивается с нагрузкой, обеспечивая больший крутящий момент. Чтобы вычислить скольжение двигателя в процентах, вычтите асинхронную скорость из синхронной скорости, затем разделите на синхронную скорость и умножьте на 100.

Скольжение = ((фактическая скорость синхронной скорости) / синхронная скорость) x 100

Используя приведенную выше формулу, двигатель со скоростью вращения 1400 об / мин и синхронной скоростью 1500 об / мин будет иметь скольжение 6,7%

Мощность (л.с.)

Самый простой и распространенный рейтинг электродвигателя — это его мощность в лошадиных силах, которая была первоначально принята в конце 18 века шотландским инженером Джеймсом Ваттом, который хотел сравнить мощность паровых двигателей с мощностью тягловых лошадей.

Этот термин был создан, чтобы помочь клиентам лучше понять, сколько работы могут произвести паровые двигатели. Позже он был расширен, чтобы включить выходную мощность других типов поршневых двигателей, а также турбин, электродвигателей и другого оборудования.

Мощность на валу — это мера механической выходной мощности двигателя. Выражается как способность передавать крутящий момент, необходимый для нагрузки при номинальной скорости.

л.с. = (Крутящий момент) x (Скорость) / 5250. Крутящий момент выражается в фунт-футах, а скорость выражается в об / мин.

Для электродвигателя одна лошадиная сила эквивалентна 746 Вт электрической мощности и является стандартной номинальной мощностью в Соединенных Штатах. В Европе мощность двигателя в киловаттах стала стандартом.

1HP = 746 Вт. Двигатель мощностью 100 л.с. будет производить 74,6 кВт электроэнергии. Согласно требованиям NEC, номинальная мощность в лошадиных силах должна быть указана на паспортной табличке для двигателей мощностью более 1/8 л.с.

КПД двигателя

Показывает, сколько электроэнергии, подаваемой на двигатель, преобразуется в механическую энергию выходного вала.Выражается в процентах. Оставшаяся тепловая энергия, которая не преобразуется в механическую, теряется в основном в виде тепла, которое может повредить изоляцию двигателя.

Эффективность определяется как выходная мощность, деленная на входную мощность, выраженную в процентах: (Выход / Вход) 100.

Потери в двигателе из-за нагрева могут существенно повлиять на КПД. Существует пять различных типов потерь двигателя:

1. Потери в сердечнике: Энергия, необходимая для намагничивания сердечника и потерь на вихревые токи в сердечнике статора.
2. Потери статора: I ² R нагрев статора из-за протекания тока в обмотках статора.
3. Потери в роторе: I ² нагрев стержней ротора при протекании индуцированного тока
4. Потери на трение и ветер: Подшипник и трение воздуха на валу ротора и охлаждающем вентиляторе.
5. Потери от паразитной нагрузки: Потоки реактивного сопротивления утечки, вызванные током нагрузки.

Первые три категории (сердечник, статор и ротор) обычно составляют более 80% общих потерь двигателя.

Коэффициент обслуживания

Эксплуатационный коэффициент двигателя (SF) — это мера периодической перегрузочной способности, при которой двигатель может работать без перегрева или иного повреждения двигателя, когда на двигатель подается номинальное напряжение и частота.

Двигатели, которые непрерывно работают с коэффициентом использования больше 1, будут иметь меньший ожидаемый срок службы по сравнению с работой с номинальной мощностью, указанной на паспортной табличке.

Пример: двигатель мощностью 1 л.с. с коэффициентом обслуживания 1.15 может работать при 1,15 л.с. без перегрева (11,15)

Повышение номинальной температуры, класс системы изоляции и номинальная температура окружающей среды

NEMA определяет допустимое превышение температуры для двигателей, работающих при полной нагрузке и при эксплуатационном коэффициенте, если применимо. Спецификация стандартизирована для температуры окружающей среды 40 ° C или 104 ° F для всех классов изоляции.

Каждый класс изоляции имеет максимальное превышение температуры обмотки двигателя и максимальный температурный диапазон.Кроме того, указывается повышение температуры горячей точки, относящееся к обмоткам двигателя, окруженным другими обмотками.

Допустимое превышение температуры при полной нагрузке для двигателей с коэффициентом эксплуатации 1,0

• Изоляция класса A 60 ° C, 5 ° C Горячая точка
• Изоляция класса B 80 ° C, 10 ° C Горячая точка
• Изоляция класса F 105 ° C, 10 ° C Горячая точка
• Изоляция класса H 125 ° C, 15 ° C Горячая точка

Допустимое превышение температуры при эксплуатационном коэффициенте для двигателей с эксплуатационным коэффициентом 1.15

• Изоляция класса A 70 ° C
• Изоляция класса B 90 ° C
• Изоляция класса F — 115 ° C

Максимальная температура изоляции обмотки двигателя

• Изоляция класса A 105 ° C
• Изоляция класса B 130 ° C
• Изоляция класса F 155 ° C
• Изоляция класса H — 180 ° C

Пример: для двигателя с изоляцией класса F с коэффициентом эксплуатации 1.0, добавьте допустимое превышение NEMA 105 ° C к эталонной температуре 40 ° C, чтобы получить максимальную рабочую температуру двигателя (105 + 40 = 145 ° C).

Номинальная максимальная температура, указанная NEMA, превышает допустимое превышение температуры, чтобы обеспечить запас для температуры «горячей точки» обмотки, в данном случае 10 ° C для машины класса F.

Двигатели

класса F традиционно использовались в большинстве промышленных приложений. С увеличением использования приводов переменного тока (VFD) и связанного с этим нагрева, вызванного гармониками, производимыми в этих приводах, класс H стал гораздо более распространенным.

Рейтинг времени

Электродвигатели

имеют номинальное время, указывающее, как долго они могут работать при номинальной нагрузке и температуре окружающей среды. Стандартные двигатели рассчитаны на непрерывный режим работы и могут работать круглосуточно (24/7) без перебоев.

В зависимости от области применения некоторые двигатели могут быть рассчитаны только на кратковременную работу. Двигатели с уменьшенным сроком службы могут быть изготовлены с более легкой конструкцией и, следовательно, будут стоить меньше, чем двигатель, рассчитанный на продолжительный режим работы.

Примером двигателя с прерывистым режимом работы может быть двигатель, используемый в приводе клапана. Во многих случаях механические клапаны периодически открываются и закрываются, в отличие от двигателя насоса, который может работать много часов или дней подряд.

Номинальное время электродвигателя обычно выражается в минутах. Некоторые примеры временного режима: 5, 15, 30, 60 минут с перерывами.

Буквенный код или ампер с заторможенным ротором

Электродвигатели обычно имеют большой пусковой ток, связанный с ними при запуске с их полным номинальным напряжением, приложенным к обмоткам.Во многих случаях этот пусковой ток во много раз превышает значение тока полной нагрузки.

Значение заблокированного ротора важно, потому что большой пусковой ток может снизить напряжение, подаваемое на двигатель, что может повлиять на другое оборудование в той же цепи. Пускатели двигателя с пониженным напряжением и звезда-треугольник могут помочь ограничить этот пусковой ток, подавая на двигатель меньшее напряжение в течение короткого периода времени, пока двигатель не набирает скорость, а затем подает полное номинальное напряжение.

Заблокированный ротор — это кВА на л.с., потребляемая, когда ротор заблокирован на месте.Буквенные обозначения для этого номинала будут находиться в диапазоне от A до V, при этом двигатели класса A имеют наименьшую мощность в кВА, а двигатели с кодом V — наибольшую.

Стандартные номинальные значения заблокированного тока можно найти в статье 430 NEC. Этот рейтинг требуется, если двигатель переменного тока мощностью 0,5 л.с. или более. На двигателях с многофазным ротором буквенный код обычно не указывается.

Дизайн букв, код

Электродвигателям присваивается буквенный код конструкции, определенный NEMA, который определяет характеристики крутящего момента и тока двигателя.Для некоторых механизмов могут потребоваться двигатели со специальными характеристиками, указанными в этом коде.

• Код A Нормальный пусковой момент, высокий пусковой ток
• Код B Нормальный пусковой момент, низкий пусковой ток
• Код C Высокий пусковой момент, низкий пусковой ток
• Код D Высокий пусковой момент, низкий пусковой ток, высокое скольжение

Определения букв конструкции двигателя можно найти в ANSI / NEMA MG 1-1993, Двигатели и генераторы, Часть 1, Определения, и в IEEE 100-1996, Стандартный словарь электрических и электронных терминов.Двигатели NEMA Code B являются наиболее широко используемым типом двигателей и могут запускать широкий спектр промышленных нагрузок.

Буквенные коды конструкции электродвигателя

. Фото: TestGuy

Ток и напряжение возбуждения

Для синхронных двигателей с возбуждением постоянным током номинальный ток возбуждения и напряжение указаны на паспортной табличке.

Обмотка

Тип конструкции обмотки, используемой для электродвигателя, например, прямой шунт, стабилизированный шунт, составной или последовательный, если двигатель постоянного тока.

Термозащита

Двигатели, оснащенные термозащитным устройством, указаны на паспортной табличке с пометкой «Thermally Protected» или «T.P. Этот тип защиты прерывает подачу питания на двигатель, если двигатель испытывает чрезмерные температуры из-за перегрузки или отказа при запуске. Электропитание снова подключается, когда двигатель остынет до приемлемой температуры.

Тип корпуса

Тип корпуса, который часто обозначается на паспортной табличке как ENCL, классифицирует степень защиты двигателя от рабочей среды и метод охлаждения.Стандартные типы кожуха двигателя включают:

Open Drip Proof (ODP) — подходит только для чистых и сухих помещений.

Полностью закрытый вентилятор с охлаждением (TEFC) — обычно используется на открытом воздухе и в грязных помещениях, но не является воздухонепроницаемым или водонепроницаемым. Количество воды и наружного воздуха, попадающее в двигатель, не влияет на его работу.

Totally Enclosed Non Ventilated (TENV) — используется в местах, подверженных воздействию влаги или грязи, и не оборудован вентилятором для охлаждения.Эти двигатели используют естественную конвекцию для охлаждения и не должны использоваться в опасных местах или с чрезмерной влажностью.

Totally Enclosed Air Over (TEAO) — пыленепроницаемый корпус, предназначенный для нагнетателей и вентиляторов, установленных на валах. Двигатель должен быть установлен на самом валу в соответствии с воздушным потоком.

Totally Enclosed Wash Down (TEWD) — разработан для струй воды под высоким давлением и высокой влажности. Этот тип корпуса — лучший выбор для влажных сред.

Полностью закрытая, агрессивная и суровая среда разработана для безопасных сред с экстремальным присутствием влаги или химических веществ.

Взрывозащищенный (EXPL) разработан, чтобы выдерживать внутренние взрывы определенных газов или паров, не допуская распространения взрыва во внешнюю атмосферу.

Опасные места (HAZ) — Общая классификация опасных мест. Эти двигатели подразделяются на классы, подразделения и группы.

Размер рамы

Размеры двигателя указываются размером рамы и устанавливают важные установочные размеры, такие как монтажное отверстие для лап, диаметр вала и высота вала.

Напряжение нагревателя

Двигатели, используемые для установки вне помещений или в местах, где может возникать конденсация, часто оснащены нагревателями для предотвращения конденсации. На этом типе оборудования обычно указываются номинальное напряжение нагревателя, количество фаз и номинальная мощность в ваттах.

Нагреватели конденсата включаются при выключении двигателя. Статья 430.7 (A) (15) NFPA 70-2017 требует от производителя маркировать двигатель, оснащенный нагревателем для конденсата, чтобы установить, чтобы установщик обеспечил надлежащее электропитание нагревателя.

Список литературы

Комментарии

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.

Учебное пособие по электродвигателям постоянного тока

— Расчеты электродвигателей постоянного тока без сердечника с щетками

Расчет двигателей для двигателей постоянного тока без сердечника с щеткой

При выборе бесщеточного двигателя постоянного тока без сердечника для приложения или при разработке прототипа с приводом необходимо учитывать несколько основных принципов физики двигателя, чтобы создать безопасную, хорошо функционирующую и достаточно мощную прецизионную систему привода.В этом документе мы представили некоторые важные методы, формулы и детали расчетов для определения выходной мощности двигателя без сердечника, кривую скорость-крутящий момент двигателя, графики тока и эффективности, а также теоретические расчеты в холодном состоянии, которые оценивают характеристики двигателя.

Двигатели постоянного тока

являются преобразователями, поскольку они преобразуют электрическую энергию ( P, , _в ) в механическую энергию ( P, , _{, из} ). Частное обоих членов соответствует КПД двигателя.Потери на трение и потери в меди приводят к общей потере мощности ( P _потери ) в Джоулях / сек (потери в железе в двигателях постоянного тока без сердечника незначительны). Есть дополнительные потери из-за нагрева, но мы обсудим их ниже:

В физике мощность определяется как скорость выполнения работы. Стандартная метрическая единица измерения мощности — «ватт» Вт. Как рассчитывается мощность? Для линейного движения мощность — это произведение силы и расстояния в единицу времени P = F · (d / t) .Поскольку скорость — это расстояние во времени, уравнение принимает вид P = F · s . В случае вращательного движения аналогичный расчет мощности представляет собой произведение крутящего момента и углового расстояния в единицу времени или просто произведение крутящего момента и угловой скорости.

Где:

P = Мощность в Вт
M = Крутящий момент в Нм
F = Сила в Н
d = Расстояние в м
t = Время в с
ω _рад = Угловая скорость в рад / с

Символ, используемый для крутящего момента, обычно представляет собой строчную греческую букву «τ» (тау) или иногда просто букву «T» .Однако, когда он называется «Момент силы», его обычно обозначают буквой «М» .

В европейской номенклатуре

часто используется строчная буква « n » для обозначения скорости вокруг оси. Обычно « n » выражается в единицах оборотов в минуту или об / мин.

При расчете механической мощности важно учитывать единицы измерения. При расчете мощности, если « n » (скорость) находится в мин. ^-1 , тогда вы должны преобразовать это в угловую скорость в единицах рад / с .Это достигается путем умножения скорости на коэффициент преобразования единиц 2π / 60 . Кроме того, если « M » (крутящий момент) находится в мНм , то мы должны умножить его на 10 ^-3 (разделить на 1 000), чтобы преобразовать единицы в Нм для целей расчета.

Где:

n = Скорость в мин. ^-1
M = Крутящий момент в мНм

Предположим, что необходимо определить мощность, которую конкретный двигатель 2668W024CR должен выдавать при холодной работе с крутящим моментом 68 мНм при скорости 7 370 мин. ^-1 .Произведение крутящего момента, скорости и соответствующего коэффициента преобразования показано ниже.

Расчет начальной требуемой мощности часто используется в качестве предварительного шага при выборе двигателя или мотор-редуктора. Если механическая выходная мощность, необходимая для данного приложения, известна, то можно проверить максимальную или продолжительную номинальную мощность для различных двигателей, чтобы определить, какие двигатели являются возможными кандидатами для использования в данном приложении.

Ниже приведен метод определения параметров двигателя на примере двигателя постоянного тока без сердечника 2668W024CR.Сначала мы объясним более эмпирический подход, а затем проведем теоретический расчет.

Одним из широко используемых методов графического построения характеристик двигателя является использование кривых крутящий момент-скорость. Хотя использование кривых крутящий момент-скорость гораздо чаще встречается в технической литературе для более крупных машин постоянного тока, чем для небольших устройств без сердечника, этот метод применим в любом случае.

Обычно кривые крутящий момент-скорость генерируются путем построения графиков скорости двигателя, тока двигателя, механической выходной мощности и эффективности в зависимости от крутящего момента двигателя.Следующее обсуждение будет описывать построение набора кривых крутящего момента-скорости для типичного двигателя постоянного тока на основе серии измерений необработанных данных.

2668W024CR имеет номинальное напряжение 24 В. Если у вас есть несколько основных частей лабораторного оборудования, вы можете измерить кривые крутящий момент-скорость для бессердечникового двигателя постоянного тока серии 2668 CR в заданной рабочей точке.

Шаг 1. Измерьте основные параметры

Многие параметры можно получить напрямую с помощью контроллера движения, такого как один из контроллеров движения FAULHABER MC3.Большинство производителей контроллеров предлагают программное обеспечение, такое как FAULHABER Motion Manager, которое включает функцию записи трассировки, которая отображает напряжение, ток, положение, скорость и т. Д. Они также могут предоставить точный снимок работы двигателя с мельчайшими подробностями. Например, семейство контроллеров движения MC3 (MC 5004, MC 5005 и MC 5010) может измерять множество параметров движения. Это, вероятно, самый быстрый метод получения данных для построения кривой крутящего момента — скорости, но это не единственный метод.

Если контроллер с возможностью записи трассировки недоступен, мы также можем использовать некоторое базовое лабораторное оборудование для определения характеристик двигателя в условиях остановки, номинальной нагрузки и холостого хода. Используя источник напряжения, установленный на 24 В, запустите 2668W024CR без нагрузки и измерьте скорость вращения с помощью бесконтактного тахометра (например, стробоскопа). Кроме того, измерьте ток двигателя в этом состоянии без нагрузки. Токовый пробник идеально подходит для этого измерения, поскольку он не добавляет сопротивления последовательно с работающим двигателем.Используя регулируемую крутящую нагрузку, такую ​​как тормоз для мелких частиц или регулируемый гистерезисный динамометр, нагрузка может быть связана с валом двигателя.

Теперь увеличьте крутящий момент двигателя точно до точки.
где происходит срыв. При остановке измерьте крутящий момент от
тормоз и ток двигателя. Ради этого
обсуждение, предположим, что муфта не добавляет нагрузки к
двигатель и что нагрузка от тормоза не
включают неизвестные фрикционные компоненты. Это также полезно
в этот момент, чтобы измерить оконечное сопротивление
мотор.Измерьте сопротивление, соприкоснувшись с двигателем.
клеммы с омметром. Затем раскрутите вал двигателя.
и сделайте еще одно измерение. Измерения
должны быть очень близки по стоимости. Продолжайте крутить вал
и сделайте не менее трех измерений. Это обеспечит
что измерения не проводились в точке
минимальный контакт на коммутаторе.

Теперь мы измерили:

n ₀ = скорость холостого хода
I ₀ = ток холостого хода
M _H = крутящий момент при остановке
R = оконечное сопротивление

Шаг 2: Постройте график зависимости тока отКрутящий момент и скорость в зависимости от крутящего момента

Вы можете подготовить график с крутящим моментом двигателя по абсциссе (горизонтальная ось), скоростью по левой ординате (вертикальная ось) и током по правой ординате. Масштабируйте оси на основе измерений, которые вы сделали на первом шаге. Проведите прямую линию от левого начала графика (нулевой крутящий момент и нулевой ток) до тока останова на правой ординате (крутящий момент при останове и ток останова). Эта линия представляет собой график зависимости тока двигателя от крутящего момента двигателя.Наклон этой линии представляет собой постоянную тока k _I , которая является константой пропорциональности для отношения между током двигателя и крутящим моментом двигателя (в единицах тока на единицу крутящего момента или А / мНм). Обратной величине этого наклона является постоянная крутящего момента k _M (в единицах крутящего момента на единицу тока или мНм / А).

Где:
k _I = постоянная тока
k _M = постоянная момента

В целях данного обсуждения предполагается, что двигатель не имеет внутреннего трения.На практике момент трения двигателя M _R определяется умножением постоянной крутящего момента k _M двигателя на измеренный ток холостого хода I ₀ . Линия зависимости крутящего момента от скорости и линия зависимости крутящего момента от тока затем начинается не с левой вертикальной оси, а со смещением по горизонтальной оси, равным расчетному моменту трения.

Где:
M _R = Момент трения

Шаг 3: Построение графика Power vs.Крутящий момент и эффективность в зависимости от крутящего момента

В большинстве случаев можно добавить две дополнительные вертикальные оси для построения графика зависимости мощности и КПД от крутящего момента. Вторая вертикальная ось обычно используется для оценки эффективности, а третья вертикальная ось может использоваться для мощности. Для упрощения этого обсуждения КПД в зависимости от крутящего момента и мощность в зависимости от крутящего момента будут нанесены на тот же график, что и графики зависимости скорости от крутящего момента и тока от крутящего момента (пример показан ниже).

Составьте таблицу механической мощности двигателя в различных точках от момента холостого хода до момента остановки.Поскольку выходная механическая мощность — это просто произведение крутящего момента и скорости с поправочным коэффициентом для единиц (см. Раздел о вычислении начальной требуемой мощности), мощность может быть рассчитана с использованием ранее построенной линии для зависимости скорости от крутящего момента.

Примерная таблица расчетов для двигателя 2668W024CR показана в таблице 1. Затем на график наносится каждая расчетная точка мощности. Результирующая функция представляет собой параболическую кривую, показанную ниже на Графике 1. Максимальная механическая мощность достигается примерно при половине крутящего момента сваливания.Скорость в этот момент составляет примерно половину скорости холостого хода.

Создайте таблицу в электронной таблице КПД двигателя в различных точках от скорости холостого хода до крутящего момента при остановке. Приведено напряжение, приложенное к двигателю, и нанесен график силы тока при различных уровнях крутящего момента. Произведение тока двигателя и приложенного напряжения является мощностью, потребляемой двигателем. В каждой точке, выбранной для расчета, КПД двигателя η представляет собой выходную механическую мощность, деленную на потребляемую электрическую мощность.Опять же, примерная таблица для двигателя 2668W024CR показана в Таблице 1, а примерная кривая — на Графике 1. Максимальный КПД достигается примерно при 10% крутящего момента двигателя при остановке.

Определения сюжета

• Синий = скорость в зависимости от крутящего момента ( n против M )
• Красный = ток в зависимости от крутящего момента ( I против M )
• Зеленый = эффективность в зависимости от крутящего момента ( η или M )
• Коричневый = мощность в зависимости от крутящего момента ( P, vs. M )

Характеристики двигателя

Примечание. Пунктирные линии представляют значения, которые могут быть получены для холодного двигателя (без повышения температуры), однако сплошные линии учитывают влияние магнита и
змеевик подогрева на теплом моторе (об этом позже). Обратите внимание, как все четыре сплошных графика изменяются в результате увеличения сопротивления в медных обмотках и ослабления.
выходной крутящий момент из-за нагрева. Таким образом, ваши результаты могут немного отличаться в зависимости от того, холодный или теплый ваш двигатель, когда вы строите графики.

Теоретический расчет параметров двигателя

Еще одним полезным параметром при выборе двигателя является постоянная двигателя. Правильное использование этой добротности существенно сократит итерационный процесс выбора двигателя постоянного тока. Он просто измеряет внутреннюю способность преобразователя преобразовывать электрическую мощность в механическую.

Максимальный КПД достигается примерно при 10% крутящего момента двигателя при остановке. Знаменатель известен как потеря резистивной мощности. С помощью некоторых алгебраических манипуляций уравнение можно упростить до:

Имейте в виду, что k _m (постоянная двигателя) не следует путать с k _M (постоянная крутящего момента).Обратите внимание, что индекс константы двигателя — это строчная буква « m », в то время как индекс постоянной крутящего момента использует заглавную букву « M ».

Для щеточного или бесщеточного двигателя постоянного тока относительно небольшого размера отношения, которые управляют поведением двигателя в различных обстоятельствах, могут быть выведены из законов физики и характеристик самих двигателей. Правило Кирхгофа по напряжению гласит: «Сумма возрастаний потенциала в контуре цепи должна равняться сумме уменьшений потенциала.Применительно к двигателю постоянного тока, последовательно соединенному с источником питания постоянного тока, правило Кирхгофа может быть выражено следующим образом: «Номинальное напряжение питания от источника питания должно быть равно по величине сумме падений напряжения на сопротивлении обмоток. и обратная ЭДС, генерируемая двигателем ».

Где:

U = Электропитание в В
I = Ток в А
R = Терминальное сопротивление в Ом
U _{E = Противо-ЭДС в В}

Обратная ЭДС, создаваемая двигателем, прямо пропорциональна угловой скорости двигателя.Константа пропорциональности — это постоянная обратной ЭДС двигателя.

Где:

ω = Угловая скорость двигателя
k _E = Постоянная обратной ЭДС двигателя

Следовательно, путем подстановки:

Постоянная противо-ЭДС двигателя обычно указывается производителем двигателя в В / об / мин или мВ / об / мин. Чтобы получить значимое значение для обратной ЭДС, необходимо указать скорость двигателя в единицах, совместимых с указанной постоянной обратной ЭДС.

«Сумма возрастаний потенциала в контуре цепи должна равняться сумме уменьшений потенциала».
(Правило напряжения Кирхгофа)

Постоянная двигателя зависит от конструкции катушки, силы и направления магнитных линий в воздушном зазоре. Хотя можно показать, что три обычно указанные постоянные двигателя (постоянная противо-ЭДС, постоянная крутящего момента и постоянная скорости) равны, если используются соответствующие единицы, расчет облегчается указанием трех констант в общепринятых единицах.

Крутящий момент, создаваемый ротором, прямо пропорционален току в обмотках якоря. Константа пропорциональности — это постоянная крутящего момента двигателя.

Где:

M _м = крутящий момент, развиваемый на двигателе
k _M = постоянная крутящего момента двигателя

Подставляя это соотношение для получения текущего ресурса:

Крутящий момент, развиваемый на роторе, равен моменту трения двигателя плюс момент нагрузки (из-за внешней механической нагрузки):

Где:

M _R = Момент трения двигателя
M _L = Момент нагрузки

Предполагая, что на клеммы двигателя подается постоянное напряжение, скорость двигателя будет прямо пропорциональна сумме момента трения и момента нагрузки.Константа пропорциональности — это наклон кривой крутящий момент-скорость. Моторные характеристики лучше, когда это значение меньше. Чем круче спад наклона, тем хуже производительность, которую можно ожидать от данного двигателя без сердечника. Это соотношение можно рассчитать по формуле:

Где:

Δn = изменение скорости
ΔM = изменение крутящего момента
M _H = крутящий момент при остановке
n ₀ = скорость холостого хода

Альтернативный подход к получению этого значение определяется для скорости, n :

Используя исчисление, мы дифференцируем обе стороны относительно M , что дает:

Хотя здесь мы не показываем отрицательный знак,
это подразумевается
что результат приведет к уменьшению (отрицательному)
склон.

Пример расчета теоретического двигателя

Давайте немного углубимся в теоретические расчеты. Двигатель постоянного тока без сердечника 2668W024CR должен работать с напряжением 24 В на клеммах двигателя и крутящим моментом 68 мНм. Найдите результирующую константу двигателя, скорость двигателя, ток двигателя, КПД двигателя и выходную мощность. Из таблицы данных двигателя видно, что скорость холостого хода двигателя при 24 В составляет 7 800 мин ^-1 .Если крутящий момент не связан с валом двигателя, двигатель будет работать с этой скоростью.

Во-первых, давайте получим общее представление о характеристиках двигателя, вычислив постоянную двигателя k _m . В этом случае мы получаем константу 28,48 мНм / кв.рт. (Вт).

Скорость двигателя под нагрузкой — это просто скорость холостого хода за вычетом снижения скорости из-за нагрузки. Константа пропорциональности для отношения между скоростью двигателя и крутящим моментом двигателя — это крутизна зависимости крутящего момента от крутящего момента.кривая скорости, заданная делением скорости холостого хода двигателя на крутящий момент при остановке. В этом примере мы вычислим снижение скорости (без учета температурных эффектов), вызванное нагрузкой крутящего момента 68 мНм, исключив единицы измерения мНм:

Теперь через замену:

В этом случае скорость двигателя под нагрузкой должна быть приблизительно:

Ток двигателя под нагрузкой складывается из тока холостого хода и тока, возникающего в результате нагрузки.

Константа пропорциональности тока и крутящего момента нагрузки — это постоянная крутящего момента ( k _{M )} . Это значение составляет 28,9 мНм / А. Взяв обратную величину, мы получаем постоянную тока кОм _I , которая может помочь нам рассчитать ток при нагрузке. В этом случае нагрузка составляет 68 мНм, а ток, возникающий в результате этой нагрузки (без учета нагрева), приблизительно равен:

.

Полный ток двигателя можно приблизительно определить, суммируя это значение с током холостого хода двигателя.В таблице данных указан ток холостого хода двигателя как 78 мА. После округления общий ток будет примерно:

.

Выходная механическая мощность двигателя — это просто произведение скорости двигателя и крутящего момента с поправочным коэффициентом для единиц (при необходимости). Следовательно, выходная мощность двигателя будет примерно:

.

Подводимая к двигателю механическая мощность является произведением приложенного напряжения и общего тока двигателя в амперах. В этом приложении:

Поскольку КПД η — это просто выходная мощность, деленная на входную мощность, давайте вычислим ее в нашей рабочей точке:

Оценка температуры обмотки двигателя во время работы:

Ток I , протекающий через сопротивление R , приводит к потере мощности в виде тепла I ² · R .В случае двигателя постоянного тока произведение квадрата полного тока двигателя и сопротивления якоря представляет собой потерю мощности в виде тепла в обмотках якоря. Например, если общий ток двигателя составлял 0,203 А, а сопротивление якоря 14,5 Ом, потери мощности в виде тепла в обмотках составят:

Тепло, возникающее в результате потерь в катушке I ² · R , рассеивается за счет теплопроводности через компоненты двигателя и воздушного потока в воздушном зазоре. Легкость, с которой это тепло может рассеиваться в двигателе (или любой системе), определяется тепловым сопротивлением.

Термическое сопротивление (которое является обратной величиной теплопроводности) показывает, насколько хорошо материал сопротивляется теплопередаче по определенному пути. Производители двигателей обычно указывают способность двигателя рассеивать тепло, предоставляя значения теплового сопротивления R _th . Например, алюминиевая пластина с большим поперечным сечением будет иметь очень низкое тепловое сопротивление, тогда как значения для воздуха или вакуума будут значительно выше. В случае двигателей постоянного тока существует тепловой путь от обмоток двигателя к корпусу двигателя и второй тепловой канал между корпусом двигателя и окружающей средой двигателя (окружающий воздух и т. Д.).). Некоторые производители двигателей указывают тепловое сопротивление для каждого из двух тепловых путей, в то время как другие указывают только их сумму в качестве общего теплового сопротивления двигателя. Значения термического сопротивления указаны в увеличении температуры на единицу потери мощности. Суммарные потери I ² · R в катушке (источнике тепла) умножаются на тепловые сопротивления для определения установившейся температуры якоря. Повышение температуры в установившемся режиме двигателя ( T ) определяется по формуле:

Где:

ΔT = Изменение температуры в К
I = Ток через обмотки двигателя в А
R = Сопротивление обмоток двигателя в Ом
R _th2 = Тепловое сопротивление от обмотки к корпусу в к / Вт
R _th3 = Тепловое сопротивление корпуса к окружающей среде в к / Вт

Давайте продолжим наш пример, используя двигатель 2668W024CR, работающий с током 2458 А в обмотках двигателя, с сопротивлением якоря 1, 03 Ом, тепловое сопротивление между обмоткой и корпусом составляет 3 к / Вт, а тепловое сопротивление между корпусом и окружающей средой — 8 к / Вт.Повышение температуры обмоток рассчитывается по формуле ниже; мы можем заменить Ploss на I ² · R :

Поскольку шкала Кельвина использует то же приращение единиц, что и шкала Цельсия, мы можем просто подставить значение Кельвина, как если бы оно было значением Цельсия. Если предполагается, что температура окружающего воздуха составляет 22 ° C, то конечная температура обмоток двигателя может быть приблизительно равна:

Где:

T _теплый = Температура обмотки

Важно убедиться, что конечная температура обмоток не превышает номинальное значение двигателя, указанное в техническом паспорте.В приведенном выше примере максимально допустимая температура обмотки составляет 125 ° C. Поскольку расчетная температура обмотки составляет всего 90,4 ° C, тепловое повреждение обмоток двигателя не должно быть проблемой в этом приложении.

Можно использовать аналогичные вычисления, чтобы ответить на вопросы другого типа. Например, приложение может потребовать, чтобы двигатель работал с максимальным крутящим моментом, в надежде, что он не будет поврежден из-за перегрева. Предположим, требуется запустить двигатель с максимально возможным крутящим моментом при температуре окружающего воздуха 22 ° C.Дизайнер хочет знать, какой крутящий момент двигатель может безопасно обеспечить без перегрева. Опять же, в техническом описании двигателя постоянного тока без сердечника 2668W024CR указана максимальная температура обмотки 125 ° C. Итак, поскольку температура окружающей среды составляет 22 ° C, максимально допустимое повышение температуры ротора составляет: 125 ° C — 22 ° C = 103 ° C

Теперь мы можем рассчитать увеличение сопротивления катушки из-за рассеивания тепловой мощности:

Где:

α _Cu = Температурный коэффициент меди в единицах K ^-1
(Обратный Кельвин)

Таким образом, из-за нагрева катушки и магнита из-за рассеивания мощности от потерь I ² · R сопротивление катушки увеличилось с 1,03 Ом до 1,44 Ом.Теперь мы можем пересчитать новую постоянную крутящего момента k _M , чтобы увидеть влияние повышения температуры на характеристики двигателя:

Где:

α _M = Температурный коэффициент магнита в единицах K ^-1
(Обратный Кельвин)

Теперь мы пересчитываем новую константу обратной ЭДС k _E и наблюдаем за результатами. Из формулы, полученной нами выше:

Как мы видим, постоянная крутящего момента ослабевает в результате повышения температуры, как и константа обратной ЭДС! Таким образом, сопротивление обмотки двигателя, постоянная крутящего момента и постоянная обратная ЭДС — все это отрицательно сказывается по той простой причине, что они зависят от температуры.

Мы могли бы продолжить вычисление дополнительных параметров в результате более горячей катушки и магнита, но наилучшие результаты дает выполнение нескольких итераций, что лучше всего выполняется с помощью программного обеспечения для количественного анализа. По мере того, как температура двигателя продолжает расти, каждый из трех параметров будет изменяться таким образом, что ухудшает характеристики двигателя и увеличивает потери мощности. При непрерывной работе двигатель может даже достичь точки «теплового разгона», что потенциально может привести к невозможности ремонта двигателя.Это может произойти, даже если первоначальные расчеты показали приемлемое повышение температуры (с использованием значений R и k _M при температуре окружающей среды).

Обратите внимание, что максимально допустимый ток через обмотки двигателя может быть увеличен за счет уменьшения теплового сопротивления двигателя. Тепловое сопротивление между ротором и корпусом R _th2 в первую очередь определяется конструкцией двигателя. Тепловое сопротивление корпуса относительно окружающей среды R _th3 можно значительно уменьшить, добавив радиаторы.Тепловое сопротивление двигателя для небольших двигателей постоянного тока обычно указывается для двигателя, подвешенного на открытом воздухе. Поэтому обычно наблюдается некоторый отвод тепла, который возникает в результате простой установки двигателя в теплопроводящий каркас или шасси. Некоторые производители более крупных двигателей постоянного тока указывают тепловое сопротивление, когда двигатель установлен на металлической пластине известных размеров и из материала.

Для получения дополнительной информации о расчетах электродвигателя без сердечника постоянного тока и о том, как на производительность электродвигателя может влиять рассеяние тепловой мощности, обратитесь к квалифицированному инженеру FAULHABER.Мы всегда готовы помочь.

.