Mechanický výkon motoru

3. července 2017

Jednodušší je použít proudové kleště, jen je tam jedno ale. Na volnoběh, a to i ve vysokých otáčkách, je motor bez síly vyvinout plný výkon.

Níže je tabulka, podle které můžete posoudit parametry zařízení podle režimu. Neřeší problém úplně. Podívejme se, jak jednoduchými metodami určit výkon a proud elektromotoru.

Určení proudu motoru

Jednodušší je použít proudové kleště. Zařízení, které umožňuje na dálku posoudit velikost napětí magnetické pole kolem jednoho drátu.

Zakrytím napájecího kabelu prstencem získáme hodnotu rovnou nule. Pole směřují opačně k fázovému a nulovému vodiči.

Budete muset pracovat na vytvoření zásuvky se samostatnými dráty, jak je znázorněno na obrázku.

Zde vidíme:

  • Dřevěná základna. Zjevná cesta ven, je obvyklé namontovat zásuvku na izolátor. Je snazší získat malý kousek desky.
  • Zásuvka pro povrchovou montáž je zobrazena v demontu: základna a tělo jsou umístěny samostatně.
  • Odstraňte izolaci z napájecího kabelu, abyste zakryli každé jádro zvlášť.
  • Najděte skládací zástrčku. Je zakázáno používat pro výkonné přístroje, ale krátkodobá měření budeme provádět za plné kontroly. Nebo si v obchodě kupte standardní prodlužovací kabel, odstraňte z napájecího kabelu vnější izolaci.

Zásuvka je namontována na desce, dejte si tu práci s bezpečným upnutím vodičů, blokováním možnosti zlomení, uklouznutí.

Je to jednodušší, když použijete izolační lištu, je zobrazena fotografie. Lisujeme samořezným šroubem, je zajištěna dlouhá životnost zkušebního vývodu.

Při nasazování pouzdra budete muset na šňůrku navinout malou elektrickou pásku pro lepší přitlačení.

Ukázalo se, že jde o pomocný nástroj pro provádění měření proudovými kleštěmi.

Při nečinnosti bude hodnota nižší než jmenovitá hodnota.

Bylo zjištěno, že při akceleraci je od motoru vyžadován plný výkon, okamžitý, vydávaný klešťovým sítem, se blíží nominální hodnotě.

Například pro zařízení na fotografii - 3,2 A, s napětím 231 voltů, dává 740 W (nominální 750 W). Při spuštění to bude vidět: proud prudce stoupá, pak rychle klesá. Musíte mít čas, abyste si všimli vrcholu hory.

Poznámka: proudové kleště poskytují hodnoty v pravidelných krátkých intervalech, je obtížné detekovat vrchol napoprvé.

Nastavte otáčky vřetena na nejvyšší, trpělivě mačkejte spoušť a snažte se zachytit vršek. Napotřetí se nám to povedlo.

Pro pořízení více či méně vhodného snímku byl experiment proveden tucet a půlkrát (závěrka byla spuštěna se zpožděním, bylo obtížné zachytit okamžik).

A poté se ukázalo, že fotografie má pouze 3,1 A (myslíme, že čtenáři věří autorům asi 3,2 A).

Během experimentu byla jednou získána hodnota 4 A, kterou přičítáme náhodným skokům v síťovém proudu plus chybám.

Ujistěte se, že: vrchol se opakuje (alespoň 2krát z pěti).

V důsledku toho je přibližně určen výkon motoru kolektoru elektrické vrtačky. Chceme hned říci: neexistuje jednoznačná závislost klidového proudu na jmenovitém výkonu.

V přírodě existují poměrně složité vzorce, je docela obtížné je použít. Praktická aplikace je obtížnější. Uvádíme tabulku přibližných poměrů asynchronní typy motory.

Tyto informace umožňují pochopit, jak odhadnout jmenovitý výkon motoru podle proudu naprázdno.

Napětí musí být jmenovité, objemná zařízení je třeba před prací zahřát.

Tak říká GOST R 53472. Období je určeno typem ložisek.

Nebojte se udělat chybu, vezměte maximální hodnotu:

  • Do výkonu 1 kW je doba zahřívání pod 10 minut.
  • Jmenovitý výkon 1 - 10 kW, doba zahřívání cca půl hodiny.
  • Jmenovitý výkon 10 - 100 kW, doba zahřívání do hodiny.
  • Jmenovitý výkon 100 - 1000 kW, doba zahřívání až dvě hodiny.
  • Jmenovitý výkon přes 1 MW, doba zahřívání až tři hodiny.

Jak odhadnout přibližný výkon? Vysvětlujeme. Seznam je určen těm, kteří chtějí provést měření přesněji.

Pro hrubý odhad používáme tabulku, vyhýbáme se vymývání mozků. Kolektorový motor vrtačky se před měřením při pokojové teplotě vůbec nezahříval.

Většina čteček nemá proudové svorky. Většina multimetrů umožňuje měřit proud, měřítko je omezeno na 10 A.

Poznámka , při maximálním limitu by měl být červený vodič připojen k jiné zásuvce (zobrazeno na fotografii) .

U díry v ruštině ( anglický jazyk) je napsáno: doba provozu v režimu měření nepřesáhne 10 sekund (MAX 10SEC) s následnou čtvrthodinovou přestávkou (KAŽDÝCH 15MIN). V opačném případě není zaručena funkce multimetru, vstup je bez pojistky (NEJISTOŽENO).

Říká pokyny. Multimetr narazí do obvodu. Pro měření je třeba otevřít jeden vodič. Společně se zamyslíme nad tím, zda je to ekonomicky výhodné.

Podívejte se na obrázek účtenek. Klešťoměr znamená proudové kleště, jednoduchý tester je označen 1SK.

Je vidět, že obě zařízení stojí méně než 400 rublů, protože domácnost potřebuje obojí.

Multimetr vám umožní vyhodnotit proud až 10 A, velmi krátká doba provozu. Kleště působí mnohem hruběji, jedna šupina dosahuje hranice 1000 A.

Závěr je zřejmý - je třeba přibližně určit proud elektromotoru, používá se "svorka". Potřebujete přesnost, použijte tester ( jmenovitý proud pod limitem).

Změřte výkon motoru

Výkon elektromotoru je složen z aktivních, reaktivních složek. Podniky podléhají sankčnímu poplatku. Proto je důležité rozumět naměřeným hodnotám.

Instrukce proudové svorky píše: RMS proud je odhadnut. Čistá matematika.

To znamená: přístroj udělá vzorek určitého intervalu, vezme odmocninu ze součtu druhých mocnin jednotlivých měření vydělený celkovým počtem.

Srovnejme to s průměrováním za určité časové období. Aktivní proud, plný, jalový (stěží). Otázku je třeba objasnit: proudové svorky zobrazené na fotografii se záviděníhodnou pravidelností dávají výkon zařízení o 11% pod nominální hodnotou.

Přečtěte si také:

Zkontrolována elektrická topidla, žehličky, fén. Výkon je podhodnocen jedinou hodnotou. Literatura říká: Root Mean Square (RMS) ukazuje celkové množství proudu.

Fyzicky protéká drátem. Výpočet se provádí pro sinusový tvar, při nesplnění požadavku dojde k odchylkám.

Proudové kleště jednoduše leží. Pokud by ukazovaly aktivní část, pro motor by byly hodnoty výrazně nižší než pro topení. Zátěž je čistě aktivní, vinutí dávají silnou imaginární složku.

Proudové kleště musí být před použitím zkalibrovány. Nejjednodušší způsob, jak toho dosáhnout, je použít čistě aktivní topidla (olej). Schopnost proudových kleští samostatně měřit činný výkon je obvykle uvedena v návodu.

Profesionálové říkají: takové produkty jsou výplodem fantazie amatérů

Motory poskytují velké zatížení v reaktivním spektru. Lidé dávají nebo dávají kondenzátorové jednotky, které kompenzují nekonzistenci a vyrovnávají fázi. O takových výrobcích pro domácnost se můžete dočíst na webových stránkách prodávajících spotřebiče jako Ekonor.

Význam krabice je jako blok kondenzátorů pro kompenzaci jalového výkonu. Upozornění: u profesionálních stanic je uveden limit vyjádřený VAR, u Econor je parametr skryt. Jeden radioamatér tu postavu spočítal. Ukázalo se, že 150 VAR je kompenzováno.

Pro zařízení s nízkým výkonem to asi stačí, motory budou sloní pelety. Asynchronní stroje dávají 40 % jalového výkonu, energie se plýtvá. Výhody jsou haléře.

Poznámka: s izolovaným neutrálem se přidávají problémy. Proud teče v jedné fázi, odchází - druhá. Účinek lze odečíst.

Neutrál je izolovaný - ukazuje se, že účinek jednoho vodiče bude měřen dvakrát: vstup, výstup. Zkuste sečíst tři hodnoty a poté je vydělit dvěma. Hrubá metoda bude přibližně správná.

Vypočítejte spotřebu energie motoru

Navrhujeme určit typ motoru. Pomáhá vyrobit odznak. Je indikován zdánlivý výkon (jalový plus činný, spojený přes kosinus fázového úhlu, nazývaný účiník).

Pokud je znám typ motoru (zjištěno podle obrázků, vzhled), referenční knihy vám umožní najít sílu.

Není divu: rozměry úzce souvisí s parametrem, každý výrobce chce s vydáním produktů co nejvíce ušetřit.

Rozměry jsou optimalizovány, typická sada parametrů je následující:

  • Průměr hřídele.
  • Výška osy od základny (lůžka).

V souladu s tím je možné porozumět detailům bez nástrojů. Uvidíte, že informace podobného druhu lze nalézt pro téměř každý typ motoru.

Typový štítek je utržený, můžete chvíli hledat podobné modely na internetu. Rusko je v rozmanitosti elektromotorů horší než Čína. Šance na úspěch je vysoká.

Věříme, že jsme uvedli dostupné metody pro stanovení výkonu a proudu.

Není velký problém utratit 1000 rublů a získat potřebné finanční prostředky.

Vzhledem k tomu, že rubl hoří, bude se tento krok zdát rozumný.

Je snazší určit výkon elektromotoru pomocí referenční knihy. Hřídel je nutné změřit posuvným měřítkem.

Dokončujeme recenzi, doufáme, že pravidelní čtenáři poznají rozdíly indukční motor od sběratele. Rozdíly vynecháváme.

Upozorňujeme také: Asynchronní motory trpí velkým rozběhovým proudem. Rozpětí kolektoru je nízké.

Činný výkon a ztráty. Připomeňme, že výkon spotřebovaný motorem elektrická energie přeměněn na mechanické. Tento výkon je činný výkon. Jako u každého jiného stroje se výkon odebíraný motorem ze sítě P 1 liší od výkonu na hřídeli motoru P 2 o hodnotu výkonových ztrát v samotném motoru ∆ P, tj. P 1 = P 2 + ∆P .

Přirozeně, čím menší je ztráta ∆ P, tím větší je účinnost motoru. Výkon ztrát ohřevem stroje je součtem výkonu elektrických, magnetických a mechanických ztrát. Ve vinutí statoru a rotoru vznikají elektrické ztráty ∆ RE, tj. ∆ R E \u003d ∆ R E1 + ∆ R E2 (zde ∆ R E1 - ztráty ve vinutí statoru a ∆ R E2 - ztráty ve vinutí rotoru). Magnetické ztráty v magnetickém obvodu ∆ R M1 vznikají v důsledku jevů hystereze a vířivých proudů ve statoru ∆ R M1 a v rotoru ∆ R M2, tj. ∆R M = ∆R M1 + ∆R M2.

Mechanické ztráty jsou způsobeny třecími silami v ložiskách, v kluzném kontaktu (kartáč - kroužek) a rotoru proti vzduchu ∆Р MEX. Na základě výše uvedeného

R 1 \u003d R 2 + ∆ R E1+∆R E2 + ∆R M1 + ∆R M2 + ∆R MEC. (3.29)

Výraz (3.29) lze zjednodušit, pokud zanedbáme magnetické ztráty v rotorovém svazku z důvodu jejich malé velikosti ve srovnání s ostatními členy. Frekvence rotorového proudu v mezích až do jmenovité zátěže je skutečně 1-4 Hz. Při takové frekvenci proudu, a tedy ztrátová pole v důsledku hystereze a vířivých proudů v rotoru jsou velmi malá. Dá se to tedy prakticky předpokládat

R 1 \u003d R 2 + ∆ R E1+∆R E2 + ∆R M1 + ∆R M2 + ∆R MEX (3.30)

Elektromagnetický výkon a výkon hřídele. Výkon přenášený magnetickým polem ze statoru na REM rotor je výkon odebíraný ze sítě mínus ztráty ve statoru, tzn.

R EM \u003d R 1 - ∆R E1 - ∆R M1 (3.31)

Výkon lze znázornit jako součin momentu a úhlové rychlosti Ω 1, tzn.

R EM = Ω 1 M (3,32)

Mechanická síla rotoru R MEX , rotující úhlovou rychlostí Ω, lze znázornit jako

R MEX = ΩM (3,33)

Ztráty v rotoru jsou ∆R E2 , Proto

REM = RMEX + ∆R E2 (3.34)

Výkon hřídele motoru R 2 se od mechanického liší hodnotou mechanických ztrát ∆P MEX , tj.

R 2 = R MEX ∆P MEX (3.35)

Na základě zavedených pojmů a vzorců (3.30) - (3.35) lze pro lepší názornost znázornit pomocí energetického diagramu znázorněného na Obr. 3.20, rozdělení výkonu a ztráty v asynchronním motoru. Dosadíme-li do vzorce (3.34) hodnoty výkonu prostřednictvím momentů (3.32) a (3.33), pak můžeme ukázat, že elektrické ztráty rotoru jsou úměrné skluzu.


Čím blíže je rychlost rotoru rychlosti pole, tím menší jsou elektrické ztráty. Je třeba poznamenat, že magnetické ztráty ∆Р M při změně zatížení motoru z volnoběhu na nominální, stejně jako v transformátoru, jsou konstantní hodnotu, tedy nezávisí na zatížení.

Mechanické ztráty ∆ R MEX také prakticky nezávislé na zatížení.

účinnost motoru. Účinnost motoru je poměr užitečného výkonu, tj. výkonu na hřídeli motoru (passport_power) R 2 , na výkon odebíraný ze sítě, tj.

Pokud jsou konstantní ztráty označeny ∆ R s(R c \u003d ∆R m +∆ R srst) a proměnné ztráty ∆ R uh, Že

Účinnost motoru se mění v závislosti na zatížení motoru, takže faktor zatížení musí být zohledněn ve vzorci účinnosti. Protože proměnné elektrické ztráty ∆ R uh jsou úměrné druhé mocnině proudu, vzorec účinnosti je podobný vzorci účinnosti pro transformátor, tzn.

. (3.36)

Typicky je účinnost indukčního motoru 0,75 - 0,95.

Vyšší hodnota účinnosti má motor s větším výkonem. Graf sestrojený podle (3.36) je na Obr. 3.21.

Faktor síly. Kromě činného výkonu P 1 , motor spotřebovává jalový výkon Q 1 , hlavně nezbytné pro vytvoření rotujícího magnetického pole. Účiník při sinusovém proudu

Na volnoběh cos φ 1 má malou hodnotu (asi 0,1), protože činný výkon se spotřebovává pouze na relativně malé ztráty ve statoru a malé mechanické ztráty a jalový výkon má konstantní hodnotu, protože magnetický tok je konstantní.

S rostoucím zatížením se zvyšuje činný výkon, zatímco jalový výkon zůstává nezměněn až do jmenovitého zatížení. Jako výsledek cos φ 1 roste, avšak s dalším zvyšováním zátěže ovlivňuje zvýšení svodového toku, tj. zvyšuje se jalový výkon a cos φ 1 začne klesat. Křivka účiníku vs. zatížení motoru je znázorněna na Obr. 3.21.

Vzhledem k výše uvedenému je třeba dojít k závěru, že je nutné usilovat o to, aby motor pracoval při zatížení blízkém jmenovité (β = 1) .

KINEMATICKÝ VÝPOČET MECHANICKÉHO POHONU

Posloupnost kinematického výpočtu

    Výkon hnacího hřídele,kW

Kde F t– obvodová síla, kN; PROTI- Rychlost, slečna.

    Otáčky hnacího hřídele,min -1

A) Pro řetězové a lamelové dopravníky


,

Kde z sv- počet zubů trakčního řetězového kola; t- stupeň trakčního ozubeného kola, mm.

B) Pro pásové dopravníky, pojezdové a otočné mechanismy, diskové podavače, navijáky atd.


,

Kde D- průměr pohonu, mm.

    Celková účinnost pohonu


,

Kde

... - Účinnost jednotlivých článků kinematického řetězce, jejíž přibližné hodnoty doporučujeme převzít z tabulky 1.

Stůl 1.

Směrné hodnoty pro účinnost součástí pohonu

Články kinematického řetězce

Označení

Ozubená kola:

    válcové uzavřené

    válcová otevřená

    kuželovitá uzavřená

    kuželovitá otevřená





Šnekové kolo uzavřeno

Řemenové pohony otevřené:

    klínový řemen

    plochý pás



Řetězový převod otevřený


Spojka

Ložiska (jeden pár):

    uklouznutí



    Odhadovaný výkon motoru,kW


,

Kde

- napájení na hnací hřídeli, kW.

    Výběr motoru

Je nutné zvolit střídavý motor s výkonem

(kW) nejblíže k

.

Při výběru je povoleno přetížení motoru až 6% při konstantní zátěži. Odhadněte přetížení motoru pomocí vzorce:

, Kde

- nejmenší z hodnot výkonu

A

.

Hodnota výkonu

odpovídá zpravidla čtyřem elektromotorům s určitou synchronní rychlostí:

= 750; 1000; 1500; 3000min -1 . Při konstantním zatížení se výpočet pohonu provádí podle jmenovitých otáček elektromotoru

. Střídavé motory řady AIR jsou uvedeny v tabulce 2.

Tabulka 2

Technické údaje motorů řady AIR

Výkon N, kW

Synchronní frekvence, ot./min

Poznámky.

    Nad čarou je typ motoru, pod čarou jmenovité otáčky.

    Příklad označení motoru: „motor AIR100L2 TU 16-525,564-84"

    Celkový jízdní poměr


, Kde

- frekvence otáčení hnacího hřídele, min -1 .

Vypočítáno pro každou hodnotu jmenovitých otáček elektromotoru při přiděleném výkonu

.

    Rozdělení celkového převodového poměru

A) Přiřaďte převodový poměr otevřeného ozubeného kola pohonu

podle doporučení v tabulce. 3, přičemž je třeba vzít v úvahu následující: výhodný je menší převodový poměr, který zajistí menší rozměry převodu.

Tabulka 3

Hodnoty převodových poměrů mechanických převodů

Typ převodovky

převodový poměr

omezující

Ozubený válcový:

    ZAVŘENO;

    OTEVŘENO

Úkos ozubeného kola:

    ZAVŘENO;

    OTEVŘENO

červ

pás

Planetární jednoduchý jednořadý

U ozubeného soukolí musí být převodový poměr přizpůsoben standardnímu rozsahu jmenovitých převodových poměrů u podle GOST 2185:

1. řada: 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,00; 10; 12,5...

2. řada: 1,12; 1,4; 1,8; 2,24; 2,8; 3,55; 4,5; 5,6; 7,1; 9,0; 11.2…

Kde n je celé číslo.


.

Poznámka . Pokud v pohonu není otevřené ozubené kolo, pak

.

C) U reduktoru musí být převodový poměr nastaven na standardní řadu jmenovitých převodových poměrů u podle GOST 2185; u šnekové převodovky s jedním rozběhovým šnekem je převodový poměr celé číslo. V tomto případě odchylka skutečného převodového poměru převodovky od jmenovitého by neměla překročit 2,5 % at

4,5 a 4 % at

4.5.

Odchylka se odhaduje podle vzorce:

,

Kde

- nejmenší z hodnot převodového poměru převodovky A .

Poznámka. Pro jednostupňovou převodovku

,

Kdeu- jmenovitý převodový poměr převodového stupně.



Specifikujte typ elektromotoru pro přiřazené rozdělení převodového poměru pohonu (tabulka 2).

    Výkon na hnací hřídel,kW:



Kde



... - účinnost jednotlivých článků kinematického řetězce.

    Rychlost hnacího hřídele,min -1 :

    vysokorychlostní převodová hřídel


při spojení se spojkou;


v přítomnosti otevřeného přenosu;




při spojení se spojkou;


s otevřeným převodem.

    Točivý moment na každém hnacím hřídeli,Nm:


,

Kde i – index hnacího hřídele.