Расчет мощности двигателя
Как правило, мощность электродвигателя указывается на шильдике, который закреплен на корпусе или в техническом паспорте устройства. Однако в случае, когда данные на шильдике прочитать невозможно, а документация утеряна, определить мощность можно несколькими способами. Сегодня мы расскажем о двух наиболее надежных них.
Мощность электродвигателя по установочным и габаритным размерам
Понравилось видео? Подписывайтесь на наш канал!
Для первого способа необходимо знать установочные размеры электродвигателя и синхронную частоту вращения. Последняя измеряется с помощью мультиметра, установленного в режим миллиамперметра. Для этого указатель колеса выбора устанавливаем на значение 100µA. Щуп черного цвета подключаем в общее гнездо «COM», а щуп красного цвета — к гнезду для измерения напряжения, сопротивления и силы тока до 10 А.
После этого обесточиваем электродвигатель и снимаем крышку с клеммной коробки. Щупы мультиметра подключаем к началу и концу любой из обмоток (например, V1 и V2). После этого рукой медленно проворачиваем вал двигателя так, чтобы он совершил один оборот, и считаем количество отклонений стрелки из состояния покоя, которые она сделает за это время. Число отклонений стрелки за один оборот вала равно количеству полюсов и соответствует такой синхронной частоте вращения:
• 2 полюса – 3000 об/мин;
• 4 полюса – 1500 об/мин;
• 6 полюсов – 1000 об/мин;
• 8 полюсов – 750 об/мин.
Теперь необходимо выяснить установочные размеры двигателя. Для замеров используем штангенциркуль, механический или электронный, а также измерительную рулетку. Записываем результаты измерений в миллиметрах: диаметр и длину вылета вала, высоту оси вращения, расстояние между центрами отверстий в «лапах», а если двигатель фланцевый, то диаметр фланца и диаметр крепежных отверстий.
Мощность электродвигателя
Наиболее распространенным типом промышленных силовых установок являются асинхронные электродвигатели. Один из наиболее важных их параметров — мощность электродвигателя, которая в зависимости от модели может варьироваться в широких пределах. От мощности зависит тип энергосистемы, к которой двигатель можно подключить, а также тип и производительность оборудования, с которым он будет сопряжен. По этой причине, не зная мощность электродвигателя, использовать его практически невозможно.
Определение мощности электромотора по размерам сердечка статора
Если технического паспорта нет, можно произвести расчет мощности электродвигателя, исходя из размеров сердечника статора и частоты вращения. Для этого используется формула P2H = C * D1 2 / N1 * 10 -6 кВт. Здесь:
С —постоянная мощность;
D — размер внутреннего диаметра сердечника статора в см;
l — длина статора в см;
N1 — значение синхронной частоты вращения в об/мин.
Постоянная мощность зависит от частоты вращения и габаритов мотора. Она определяется по величине полюсного деления как зависимость мощности от количества полюсов и размеров полюсного деления τ, если U1 < 500В.
| Число полюсов | Полюсное деление, см | |||||
| 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | |
| 2 | 0,4 | 1,4 | 2,2 | 2,7 | 3,15 | 3,9 |
| 4 | 1,1 | 2,2 | 3,0 | 3,5 | 3,8 | 4,2 |
| 6 | 1,7 | 2,9 | 3,8 | 4,35 | 4,8 | — |
τ = πD1 / 2р см.
2р здесь — количество полюсов в моторе.
Полученный по этой формуле результат необходимо округлить до наиболее подходящего значения в таблице. Это самый простой и доступный метод, по которому может быть осуществлен расчет мощности электродвигателя.
Подбор требуемой мощности электродвигателя
Правильно подобранная мощность электродвигателя позволяет получить оптимальные технико-экономические показатели электропривода по себестоимости, размерам, экономичности и прочим параметрам. При стабильной нагрузке на электродвигатель определить его мощность можно просто выбором по каталогу, исходя из соотношения Рн ≥ Рнагр. Здесь Рн — это мощность подбираемого двигателя, а Рнагр — предполагаемая мощность нагрузки.
Потребляемая мощность электромотора
Работая с электромоторами, нужно знать, как по шильдику определяется потребляемая мощность электродвигателя. Значение мощности Р — это не электрическая мощность мотора, а механическая мощность на валу, обозначенная в кВт.
Чтобы найти потребляемую мощность, нужно обратить внимание на КПД и cosφ двигателя, указанные на шильдике. Причем КПД может быть обозначен как просто буквами КПД, так и буквой η, что и видно на шильдике. Сначала необходимо найти активную мощность, потребляемую двигателем от сети, по формуле Ра = Р / КПД.
Т. е. в нашем случае (рис. 1) потребляемая электродвигателем из сети активная мощность равна Ра = 0,75кВт/0,75 = 1 кВт. Теперь, чтобы найти полную потребляемую мощность, нужно воспользоваться формулой S = Pa/cosφ = 1/0,78 = 1,28 кВт.
Коэффициент мощности электромотора
Коэффициент мощности электродвигателя, или cos φ — это соотношение активной и полной мощности двигателя. Определяется коэффициент мощности электродвигателя по формуле cosφ = P/S. Здесь:
Р — активная мощность в Вт;
S — полная мощность в ВА.
В большинстве случаев активная мощность имеет меньшее значение, чем полная, из-за чего коэффициент составляет меньше единицы. Только тогда, когда нагрузка будет исключительно активной, cosφ станет равен единице.
Чем ниже коэффициент мощности потребителя, тем более мощными должны быть трансформаторы, электрические станции, а также питающие линии электропередач. Кроме того, моторы с низким коэффициентом имеют меньший КПД и большие энергопотери.
Для оформления заказа позвоните менеджерам компании Кабель.РФ ® по телефону +7 (495) 646-08-58 или пришлите заявку на электронную почту zakaz@cable.ru с указанием требуемой модели электродвигателя, целей и условий эксплуатации. Менеджер поможет Вам подобрать нужную марку с учетом Ваших пожеланий и потребностей.
Как рассчитать потребляемую мощность двигателя
В этой статье мы разберем, что такое мощность трехфазного асинхронного двигателя и как ее рассчитать.
Понятие мощности электродвигателя
Мощность – пожалуй, самый важный параметр при выборе электродвигателя. Традиционно она указывается в киловаттах (кВт), у импортных моделей – в киловаттах и лошадиных силах (л.с., HP, Horse Power). Для справки: 1 л.с. приблизительно равна 0,75 кВт.
На шильдике двигателя указана номинальная полезная (отдаваемая механическая) мощность. Это та мощность, которую двигатель может отдавать механической нагрузке с заявленными параметрами без перегрева. В формулах номинальная механическая мощность обозначается через Р2.
Электрическая (потребляемая) мощность двигателя Р1 всегда больше отдаваемой Р2, поскольку в любом устройстве преобразования энергии существуют потери. Основные потери в электродвигателе – механические, обусловленные трением. Как известно из курса физики, потери в любом устройстве определяются через КПД (ƞ), который всегда менее 100%. В данном случае справедлива формула:
КПД в двигателях зависит от номинальной мощности – у маломощных моделей он может быть менее 0,75, у мощных превышает 0,95. Приведенная формула справедлива для активной потребляемой мощности. Но, поскольку электродвигатель является активно-реактивной нагрузкой, для расчета полной потребляемой мощности S (с учетом реактивной составляющей) нужно учитывать реактивные потери. Реактивная составляющая выражается через коэффициент мощности (cosϕ). С её учетом формула номинальной мощности двигателя выглядит так:
Мощность и нагрев двигателя
Номинальная мощность обычно указывается для температуры окружающей среды 40°С и ограничена предельной температурой нагрева. Поскольку самым слабым местом в двигателе с точки зрения перегрева является изоляция, мощность ограничивается классом изоляции обмотки статора. Например, для наиболее распространенного класса изоляции F допустимый нагрев составляет 155°С при температуре окружающей среды 40°С.
В документации на электродвигатели приводятся данные, из которых видно, что номинальная мощность двигателя падает при повышении температуры окружающей среды. С другой стороны, при должном охлаждении двигатели могут длительное время работать на мощности выше номинала.
Мы рассмотрели потребляемую и отдаваемую мощности, но следует сказать, что реальная рабочая потребляемая мощность P (мощность на валу двигателя в данный момент) всегда должна быть меньше номинальной:
Если необходимо рассчитать потребляемую активную мощность, используем следующую формулу:
Р1 = 1,73 · U · I · ƞ
Именно активную мощность измеряют счетчики электроэнергии. В промышленности для измерения реактивной (и полной мощности S) применяют дополнительное оборудование. При данном способе можно не использовать приведенную формулу, а поступить проще – если двигатель подключен в «звезду», измеренное значение тока умножаем на 2 и получаем приблизительную мощность в кВт.
Расчет мощности при помощи счетчика электроэнергии
Этот способ прост и не требует дополнительных инструментов и знаний. Достаточно подключить двигатель через счетчик (трехфазный узел учета) и узнать разницу показаний за строго определенное время. Например, при работе двигателя в течении часа разница показаний счетчика будет численно равна активной мощности двигателя (Р1). Но чтобы получить номинальную мощность Р2, нужно воспользоваться приведенной выше формулой.
Определение мощности электродвигателя без бирки
Общепромышленные асинхронные электродвигатели имеют срок службы и подлежат периодичной замене, ремонту. Дефекты электрической части, замыкание, обрывы, износ подшипников, перемотка, нарушение центровки, сырая обмотка. При отсутствии паспорта, бирки на двигателе возникает вопрос: как узнать мощность электродвигателя без таблички или технических характеристик?
Параметры для определения мощности электродвигателя:
- По диаметру, длине вала
- По габаритным, крепежным размерам
- По току холостого хода
- По сопротивлению обмоток изоляции
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. Габариты электродвигателей АИР:
| Мощность, (Р) кВт | 3000 об/мин | 1500 об/мин | 1000 об/мин | 750 об/мин | ||||
| D1, мм | L1, мм | D1, мм | L1, мм | >D1, мм | L1, мм | D1, мм | L1, мм | |
| 1,5 | 22 | 50 | 22 | 50 | 24 | 50 | 28 | 60 |
| 2,2 | 24 | 28 | 60 | 32 | 80 | |||
| 3 | 24 | 32 | 80 | |||||
| 4 | 28 | 60 | 28 | 60 | 38 | |||
| 5,5 | 32 | 80 | 38 | |||||
| 7,5 | 32 | 80 | 38 | 48 | 110 | |||
| 11 | 38 | 48 | 110 | |||||
| 15 | 42 | 110 | 48 | 110 | 55 | |||
| 18,5 | 55 | 60 | 140 | |||||
| 22 | 48 | 55 | 60 | >140 | ||||
| 30 | 65 | |||||||
| 37 | 55 | >60 | 140 | 65 | 75 | |||
| 45 | 75 | 75 | ||||||
| 55 | 65 | 80 | 170 | |||||
| 75 | 65 | 140 | 75 | 80 | 170 | |||
| 90 | 90 | |||||||
| 110 | 70 | 80 | 170 | 90 | ||||
| 132 | 100 | 210 | ||||||
| 160 | 75 | 90 | 100 | 210 | ||||
| 200 | ||||||||
| 250 | 85 | 170 | 100 | 210 | ||||
| 315 | — | — | ||||||
Каталог маркировок электродвигателей АИР
| Мощность, кВт | Марка асинхронного трехфазного электродвигателя | |||
| 3000 об/мин | 1500 об/мин | 1000 об/мин | 750 об/мин | |
| 0,18 | АИР 56 А2 | АИР 56 В4 | — | — |
| 0,25 | АИР 56 В2 | АИР 63 А4 | АИР 63 В6 | АИР 71 В8 |
| 0,37 | АИР 63 А2 | АИР 63 В4 | АИР 71 А6 | АИР 80 А8 |
| 0,55 | АИР 63 В2 | АИР 71 А4 | АИР 71 В6 | АИР 80 В8 |
| 0,75 | АИР 71 А2 | АИР 71 В4 | АИР 80 А6 | АИР 90 LA8 |
| 1,1 | АИР 71 В2 | АИР 80 А4 | АИР 80 В6 | АИР 90 LB8 |
| 1,5 | АИР 80 А2 | АИР 80 В4 | АИР 90 L6 | АИР 100 L8 |
| 2,2 | АИР 80 В2 | АИР 90 L4 | АИР 100 L6 | АИР 112 МА8 |
| 3 | АИР 90 L2 | АИР 100 S4 | АИР 112 МА6 | АИР 112 МВ8 |
| 4 | АИР 100 S2 | АИР 100 L4 | АИР 112 МВ6 | АИР 132 S8 |
| 5,5 | АИР 100 L2 | АИР 112 М4 | АИР 132 S6 | АИР 132 М8 |
| 7,5 | АИР 112 М2 | АИР 132 S4 | АИР 132 М6 | АИР 160 S8 |
| 11 | АИР 132 М2 | АИР 132 М4 | АИР 160 S6 | АИР 160 М8 |
| 15 | АИР 160 S2 | АИР 160 S4 | АИР 160 М6 | АИР 180 М8 |
| 18,5 | АИР 16 0М2 | АИР 160 М4 | АИР 180 М6 | АИР 200 М8 |
| 22 | АИР 180 S2 | АИР 180 S4 | АИР 200 М6 | АИР 200 L8 |
| 30 | АИР 180 М2 | АИР 180 М4 | АИР 200 L6 | АИР 225 М8 |
| 37 | АИР 200 М2 | АИР 200 М4 | АИР 225 М6 | АИР 250 S8 |
| 45 | АИР 200 L2 | АИР 200 L4 | АИР 250 S6 | АИР 250 М8 |
| 55 | АИР 225 М2 | АИР 225 М4 | АИР 250 М6 | АИР 280 S8 |
| 75 | АИР 250 S2 | АИР 250 S4 | АИР 280 S6 | АИР 280 М8 |
| 90 | АИР 250 М2 | АИР 250 М4 | АИР 280 М6 | АИР 315 S8 |
| 110 | АИР 280 S2 | АИР 280 S4 | АИР 315 S6 | АИР 315 М8 |
| 132 | АИР 280 М2 | АИР 280 М4 | АИР 315 М6 | АИР 355 S8 |
| 160 | АИР 315 S2 | АИР 315 S4 | АИР 355 S6 | АИР 355 МВ8 |
| 200 | АИР 315 М2 | АИР 315 М4 | АИР 355 М6 | — |
| 250 | АИР 355 S2 | АИР 355 S4 | АИР 355 МВ6 | — |
| 315 | АИР 355 М2 | АИР 355 М4 | — | — |
