Určenie výkonu trojfázového motora. Aký prúd spotrebuje motor zo siete pri štartovaní a prevádzke

Elektrický motor je mechanizmus, ktorý premieňa energiu elektrický prúd do kinetickej energie. Je ťažké si predstaviť modernú výrobu a život bez elektrických strojov. Používajú sa v čerpacích zariadeniach, ventilačných a klimatizačných systémoch, elektrických vozidlách, priemyselných strojoch. rôzne druhy atď.

Pri výbere elektrického motora je potrebné riadiť sa niekoľkými hlavnými kritériami:

• typ elektrického prúdu napájajúceho zariadenie;
• výkon elektrického motora;
• Režim prevádzky;
• klimatické podmienky a iné vonkajšie faktory.

Typy motorov

DC a AC motory

V závislosti od použitého elektrického prúdu sú motory rozdelené do dvoch skupín:

• pohonov priamy prúd;
• pohonov striedavý prúd.

Jednosmerné motory sa dnes nepoužívajú tak často ako kedysi. Boli prakticky vylúčení asynchrónne motory s rotorom vo veveričke.

Hlavnou nevýhodou jednosmerných motorov je možnosť prevádzky len s jednosmerným zdrojom alebo meničom AC-DC. V modernej priemyselnej výrobe si zabezpečenie tohto stavu vyžaduje dodatočné finančné náklady.

Avšak so značnými nevýhodami sa tento typ motora vyznačuje vysokým rozbehovým momentom a stabilnou prevádzkou pri vysokom preťažení. Pohony tohto typu najčastejšie používané v metalurgii a výrobe obrábacích strojov, inštalované na elektrických vozidlách.

Princíp činnosti striedavých motorov je založený na elektromagnetickej indukcii, ktorá vzniká pri pohybe vodivého média v magnetickom poli. Na tvorenie magnetické pole používajú sa vinutia obtekané prúdmi alebo permanentné magnety.

Striedavé motory sú rozdelené na synchrónne a asynchrónne. Každá podskupina má svoj vlastný dizajn a prevádzkové vlastnosti.

Synchrónne motory

Synchrónne motory - optimálne riešenie pre zariadenia s konštantnou rýchlosťou prevádzky: DC generátory, kompresory, čerpadlá atď.

Technické vlastnosti synchrónnych elektromotorov rôznych modelov sú odlišné. Rýchlosť otáčania sa pohybuje od 125 do 1000 ot / min, výkon môže dosiahnuť 10 tisíc kW.

Konštrukcia pohonov zabezpečuje skratové vinutie na rotore. Jeho prítomnosť umožňuje asynchrónny štart motora. Medzi výhody tohto typu zariadení patrí vysoká účinnosť a malé rozmery. Prevádzka synchrónnych elektromotorov umožňuje znížiť straty elektrickej energie v sieti na minimum.

Asynchrónne motory

Asynchrónne striedavé motory sú najrozšírenejšie v priemyselnej výrobe. Charakteristickým znakom týchto pohonov je vyššia frekvencia otáčania magnetického poľa v porovnaní s rýchlosťou otáčania rotora.

IN moderné motory na výrobu rotora sa používa hliník. Nízka hmotnosť tohto materiálu umožňuje znížiť hmotnosť elektromotora a znížiť náklady na jeho výrobu.

Účinnosť indukčného motora pri prevádzke v režime nízkej záťaže klesá takmer o polovicu - až 30-50 percent nominálnej hodnoty. Ďalšou nevýhodou takýchto elektrických pohonov je, že parametre štartovacieho prúdu sú takmer trikrát vyššie ako prevádzkové. Na zníženie štartovacieho prúdu indukčného motora sa používajú frekvenčné meniče alebo softštartéry.

Asynchrónne motory spĺňajú požiadavky rôznych priemyselných aplikácií:

• Pre výťahy a iné zariadenia vyžadujúce skokové zmeny rýchlosti sú k dispozícii viacrýchlostné asynchrónne pohony.
• Pri prevádzke navijakov a kovoobrábacích strojov sa používajú elektromotory s elektromagnetickým brzdovým systémom. Je to kvôli potrebe zastaviť pohon a opraviť hriadeľ v prípade výpadku prúdu alebo jeho zmiznutia.
• Môžu byť použité v procesoch s pulzujúcim zaťažením alebo v prerušovaných režimoch asynchrónne elektromotory so zvýšenými parametrami sklzu.

BLDC motory

Do skupiny bezkomutátorových elektromotorov patria pohony, v ktorých je režim prevádzky riadený pomocou ventilových meničov.

Medzi výhody tohto zariadenia patria:

• Vysoký prevádzkový zdroj.
• Jednoduchá údržba vďaka bezdotykovému ovládaniu.
• Vysoká kapacita preťaženia, ktorá je päťnásobkom rozbehového momentu.
• Široký rozsah regulácie otáčok, ktorý je takmer dvojnásobný oproti asynchrónnym motorom.
• Vysoká účinnosť pri akomkoľvek zaťažení – viac ako 90 percent.
• Malé rozmery.
• Rýchla návratnosť.

Výkon motora

V režime stáleho alebo mierne sa meniaceho zaťaženia pracuje veľké množstvo mechanizmov: ventilátory, kompresory, čerpadlá a ďalšie zariadenia. Pri výbere elektromotora je potrebné zamerať sa na výkon spotrebovaný zariadením.

Výkon možno určiť výpočtom pomocou nižšie uvedených vzorcov a koeficientov.

Výkon na hriadeli motora je určený nasledujúcim vzorcom:

Kde:
Rm - výkon spotrebovaný mechanizmom;
ηp - účinnosť prenosu.

Je žiaduce zvoliť menovitý výkon elektromotora viac ako vypočítaná hodnota.

Kde:
K3 - bezpečnostný faktor, rovná sa 1,1-1,3;
g je zrýchlenie voľného pádu;
Q - výkon čerpadla;
H - výška zdvihu (vypočítaná);
Y je hustota kvapaliny čerpanej čerpadlom;
ηnas - účinnosť čerpadla;
ηp - účinnosť prenosu.

Tlak čerpadla sa vypočíta podľa vzorca:

Vzorec na výpočet výkonu elektromotora pre kompresor

Výkon piestového kompresora sa dá ľahko vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:

Kde:
Q - výkon kompresora;
ηk je ukazovateľ účinnosti piestového kompresora (0,6-0,8);
ηp - účinnosť prenosu (0,9-0,95);
K3 - bezpečnostný faktor (1,05 -1,15).

alebo vziať zo stola

Vzorec na výpočet výkonu elektromotora pre ventilátory

Kde:
K3 - bezpečnostný faktor. Jeho hodnoty závisia od výkonu motora:

• do 1 kW - koeficient 2;
• od 1 do 2 kW - koeficient 1,5;
• 5 a viac kW - koeficient 1,1-1,2.

Q - výkon ventilátora;
H je výstupný tlak;
ηv – účinnosť ventilátora;
ηp - účinnosť prenosu.

Vyššie uvedený vzorec sa používa na výpočet výkonu axiálnych a odstredivých ventilátorov. Účinnosť odstredivých modelov je 0,4-0,7 a axiálnych ventilátorov - 0,5-0,85.

Ostatné technické údaje potrebné pre výpočet výkonu motora nájdete v katalógoch pre jednotlivé typy mechanizmov.

DÔLEŽITÉ! Pri výbere elektromotora by mala byť výkonová rezerva, ale malá. S výraznou výkonovou rezervou klesá účinnosť pohonu. V AC motoroch to tiež vedie k zníženiu účinníka.

Štartovací prúd motora

Pri znalosti typu a menovitého výkonu elektromotora je možné vypočítať menovitý prúd.

Kde:
PH je menovitý výkon elektromotora;
UH - nominálny napätie motora,
ηH - účinnosť elektromotora;
cosfH - účinník motora.

Hodnoty výkonu, napätia a účinnosti nájdete v technická dokumentácia pre konkrétny model motora.

Keď poznáte hodnotu menovitého prúdu, môžete vypočítať štartovací prúd.

Vzorec na výpočet štartovacieho prúdu elektromotorov

Kde:
IH je menovitá hodnota prúdu;
Kp - pomer jednosmerného prúdu k menovitej hodnote.

Štartovací prúd sa musí vypočítať pre každý motor v okruhu. Pri znalosti tejto hodnoty je jednoduchšie zvoliť typ ističa na ochranu celého obvodu.

Prevádzkové režimy elektromotorov

Prevádzkový režim určuje zaťaženie motora. V niektorých prípadoch zostáva prakticky nezmenená, v iných sa môže zmeniť. Pri výbere motora treba brať do úvahy charakter predpokladaného zaťaženia. Súčasné normy poskytujú nasledujúce režimy prevádzky:

Režim S1(dlhá). V tomto režime prevádzky zostáva záťaž konštantná po celý čas, kým teplota motora nedosiahne požadovanú hodnotu. Výkon pohonu sa vypočíta podľa vyššie uvedených vzorcov.

Režim S2(krátkodobý). Pri prevádzke v tomto režime nedosahuje teplota motora počas obdobia jeho zaradenia ustálenú hodnotu. Počas doby vypnutia sa motor ochladí na teplotu okolia. Pre krátkodobú prevádzku je potrebné skontrolovať preťaženosť elektropohonu.

Režim S3(periodicky-krátkodobo). Elektromotor pracuje s pravidelným vypínaním. Počas doby zapínania a vypínania nestihne jeho teplota dosiahnuť nastavenú hodnotu alebo ochladiť na teplotu okolia. Pri výpočte výkonu motora treba brať do úvahy trvanie prestávok a strát počas prechodných období. Pri výbere elektromotora dôležitý parameter je povolený počet inklúzií za jednotku času.

Režimy S4(periodicky-krátkodobé, s častými štartmi) a S5(periodicky-krátkodobé s elektrickým brzdením). V oboch prípadoch sa berie do úvahy chod motora podľa rovnakých parametrov ako v prevádzkovom režime S3.

Režim S6(periodicky-kontinuálne s krátkodobou záťažou). Prevádzka elektromotora v tomto režime zabezpečuje prevádzku pri zaťažení striedavo s voľnobehom.

Režim S7(prerušovane-kontinuálne s elektrickým brzdením)

Režim S8(periodicky-kontinuálne so súčasnou zmenou zaťaženia a rýchlosti)

Režim S9(režim s neperiodickou zmenou zaťaženia a rýchlosti)

Väčšina modelov moderných elektrických pohonov prevádzkovaných po dlhú dobu je prispôsobená meniacej sa úrovni zaťaženia.

Klimatické verzie elektromotorov

Pri výbere elektromotora sa berú do úvahy nielen jeho technické vlastnosti, ale aj podmienky prostredia, v ktorých bude prevádzkovaný.

Moderné elektrické pohony sa vyrábajú v rôznych klimatických verziách. Kategórie sú označené príslušnými písmenami a číslami:

• O – modely na prevádzku v miernom podnebí;
• HL - elektromotory prispôsobené chladnému podnebiu;
• TS – popravy pre suché tropické podnebie;
• TV – popravy pre vlhké tropické podnebie;
• T – univerzálne verzie pre tropické podnebie;
• O - elektromotory na prevádzku na zemi;
• M – motory na prevádzku v prímorskom podnebí (studené a mierne);
• IN – modely použiteľné vo všetkých oblastiach na súši aj na mori.

Čísla v nomenklatúre modelu označujú typ jeho umiestnenia:

• 1 – možnosť prevádzky na otvorených priestranstvách;
• 2 - inštalácia v miestnostiach s voľným prístupom vzduchu;
• 3 – prevádzka v uzavretých dielňach a priestoroch;
• 4 - použitie v priemyselných a iných priestoroch s možnosťou regulácie klimatických podmienok (vetranie, vykurovanie);
• 5 – verzie určené na prevádzku v priestoroch s vysokou vlhkosťou, s vysoké vzdelanie kondenzát.

energetická účinnosť

Racionálna spotreba energie pri zachovaní vysokého výkonu znižuje prúd výrobné náklady pri zvyšovaní výkonu motora. Pri výbere pohonu preto treba brať do úvahy triedu energetickej účinnosti.

Technická dokumentácia a katalógy musia uvádzať triedu energetickej účinnosti motora. Závisí to od indexu účinnosti.

Experimentálne štúdie uskutočnené v testovacích a prevádzkových režimoch ukazujú, že 55 kW elektromotor s vysokou triedou energetickej účinnosti znižuje spotrebu elektrickej energie o 8-10 tisíc kW ročne.

Ďalšie užitočné zdroje:

transformácia elektrická energia do kinetiky sa uskutočňuje pomocou rôznych typov elektromotorov. Tieto zariadenia sú široko používané v modernej výrobe av každodennom živote. Elektromotory najčastejšie plnia funkciu elektrických pohonov strojov a mechanizmov, slúžia na zabezpečenie chodu čerpacie zariadenie, ventilačné systémy a mnoho ďalších jednotiek a zariadení. V súvislosti s tak širokým využitím je obzvlášť dôležitý výpočet výkonu elektromotora. Na tieto účely mnohé rôzne metódy, ktorá vám umožňuje vykonávať výpočty vo vzťahu ku konkrétnym prevádzkovým podmienkam.

Hlavné typy elektromotorov

Existuje mnoho typov a modifikácií elektromotorov. Každý z nich má svoj vlastný výkon a ďalšie parametre.

Hlavná klasifikácia rozdeľuje tieto zariadenia na jednosmerné a striedavé motory. Prvá možnosť sa používa oveľa menej často, pretože jej prevádzka vyžaduje povinnú prítomnosť zdroja jednosmerného prúdu alebo zariadenia, ktoré premieňa striedavé napätie na jednosmerný prúd. Splnenie tejto podmienky v modernej výrobe si vyžiada značné dodatočné náklady.

Ale napriek významným nedostatkom majú jednosmerné motory vysoký rozbehový krútiaci moment a pracujú stabilne aj pri veľkom preťažení. Pre svoje kvality sú tieto agregáty široko používané v elektrickej doprave, v hutníckom a obrábacom priemysle.

Avšak väčšina moderné vybavenie pracuje so striedavými motormi. Základom pôsobenia týchto zariadení je to, čo vytvára vo vodivom prostredí. Magnetické pole sa vytvára pomocou vinutia obtekajúceho prúdom alebo pomocou permanentných magnetov. AC motory môžu byť.

Použitie synchrónnych motorov sa praktizuje v zariadeniach, kde sa vyžaduje konštantná rýchlosť otáčania. Ide o DC generátory, čerpadlá, kompresory a iné podobné inštalácie. Rôzne modely sa líšia svojimi vlastnými technickými vlastnosťami. Napríklad hodnota rýchlosti otáčania môže byť v rozsahu 125-1000 ot / min a výkon dosahuje 10 000 kilowattov.

Mnohé konštrukcie majú na rotore umiestnené vinutie nakrátko. S jeho pomocou sa v prípade potreby vykoná asynchrónny štart, po ktorom synchrónny motor pokračuje v práci ako obvykle, čím sa minimalizujú straty elektrickej energie. Tieto motory sa vyznačujú malými rozmermi a vysokou účinnosťou.

Asynchrónne striedavé motory sa vo výrobnom sektore stali oveľa rozšírenejšími. Vyznačujú sa veľmi vysokou frekvenciou otáčania magnetického poľa, oveľa vyššou ako rýchlosť otáčania rotora. Významnou nevýhodou týchto zariadení je zníženie účinnosti na 30-50% normy pri nízkom zaťažení. Okrem toho sa počas spúšťania aktuálne parametre niekoľkonásobne zväčšia ako prevádzkové hodnoty. Tieto problémy sú eliminované použitím frekvenčných meničov a softštartérov.

Asynchrónne motory sa používajú v aplikáciách, ktoré vyžadujú časté zapínanie a vypínanie zariadení, ako sú výťahy, navijaky a iné zariadenia.

Výpočet výkonu motora pre čerpadlo

Výber motora pre čerpacia jednotka závisí od konkrétnych podmienok, predovšetkým od schémy zásobovania vodou. Vo väčšine prípadov je voda dodávaná tlakovou nádobou alebo vodným bojlerom. sa používajú na napájanie celého systému. odstredivé čerpadlá s asynchrónnymi motormi.

Voľba optimálneho výkonu čerpadla sa vykonáva v závislosti od potreby dodávky a tlaku kvapaliny. Prietok čerpadla Q H sa meria v litroch dodávaných za hodinu a označuje sa ako l/h. Tento parameter je určený nasledujúcim vzorcom: Qn = Qmaxh = (kh х kday х Qav.day) / (24 η), kde Qmaxh je možná maximálna hodinová spotreba vody, l/h, kh je koeficient nerovnomernosti hodinový prietok, kday je koeficient nerovnomernosti dennej spotreby (1,1 - 1,3), η je účinnosť čerpacej jednotky pri zohľadnení strát vody), Qpriemerný deň je hodnota priemernej dennej spotreby vody (l / deň).

Optimálny tlak vody by mal zabezpečiť jej prívod na určené miesto pod podmienkou potrebného tlaku. Požadované parametre hlavy čerpadla (Hntr) závisia od sacej výšky (Hvs) a výtlačnej výšky (Nng), ktoré spolu určujú ukazovatele statickej výšky (Ns), strát v potrubiach (Hp) a rozdielu tlakov medzi hornou ( Pvu) a nižšie (Pnu) úrovne.

Na základe skutočnosti, že hodnota hlavy sa bude rovnať H \u003d P / ρg, kde P je tlak (Pa), ρ je hustota kvapaliny (kg / m 3), g \u003d 9,8 m / s2 je gravitačné zrýchlenie, g - špecifická hmotnosť kvapalina (kg / m 3), získa sa nasledujúci vzorec:

Po výpočte prietoku a tlaku vody z katalógu je už možné vybrať čerpadlo s najvhodnejšími parametrami. Aby nedošlo k omylu s výkonom elektromotora, treba ho určiť podľa vzorca: Pdv = (kz х ρ х Qн х Нн) / (ηн х ηп), kde kz je bezpečnostný faktor v závislosti od výkonu motora čerpadla a je 1,05 - 1,7. Tento indikátor zohľadňuje možné úniky vody z potrubia v dôsledku uvoľnených spojov, zlomení potrubia a iných faktorov, takže elektromotory pre čerpadlá musia mať určitú výkonovú rezervu. Čím väčší je výkon, tým nižší je bezpečnostný faktor.

Napríklad s výkonom motora čerpadla 2 kW - kz = 1,5, 3,0 kW - kz = 1,33, 5 kW - kz = 1,2, s výkonom väčším ako 10 kW - kz = 1,05 - 1,1 . Ostatné parametre znamenajú: ηp - účinnosť prevodu (priamy prevod - 1,0, klinový remeň - 0,98, ozubený - 0,97, plochý remeň - 0,95), ηn - účinnosť piestových čerpadiel 0,7 - 0,9, odstredivé 0,4 - 0,8, vír 0,25 - 0,5.

Výpočet vzorca výkonu motora pre kompresor

Pri výbere elektromotora, ktorý je najvhodnejší pre chod konkrétneho kompresora, je potrebné počítať s nepretržitou prevádzkou tohto mechanizmu a konštantnou záťažou. Výpočet požadovaného výkonu motora P dv sa vykonáva v súlade s výkonom na hriadeli hlavného mechanizmu. V tomto prípade by sa mali brať do úvahy straty vznikajúce v medzičlánku mechanického prevodu.

Ďalšími faktormi sú kapacita, účel a charakter výroby, ktorá bude prevádzkovať kompresorové zariadenie. Majú určitý účinok, a preto môže zariadenie vyžadovať menšie, ale neustále úpravy na udržanie výkonu na správnej úrovni.

Výkon motora môžete určiť podľa vzorca: , kde:

• Q - hodnota výkonu alebo prietoku kompresora (m 3 / s);
• A - práca na kompresii (J / m 3);
• ηk - účinnosť indikátora (0,6-0,8) na zohľadnenie strát výkonu pri skutočnej kompresii vzduchu;
• ηp - mechanická účinnosť (0,9-0,95) berúc do úvahy prenos medzi motorom a kompresorom;
• k z - bezpečnostný faktor (1,05-1,15) na zohľadnenie faktorov, ktoré nemožno vypočítať.

Práca A sa vypočíta pomocou samostatného vzorca: A = (Au + Aa)/2, kde Au a Aa predstavujú izotermickú a adiabatickú kompresiu.

Hodnotu práce, ktorú je potrebné vykonať, kým sa objaví požadovaný tlak, je možné určiť pomocou tabuľky:

Typická prevádzka kompresora je charakterizovaná nepretržitou prevádzkou. Reverzibilné elektrické pohony, spravidla chýbajú, zapínanie a vypínanie je extrémne zriedkavé. Preto najviac najlepšia možnosť, zabezpečujúci normálnu prevádzku kompresorov, bude synchrónny elektromotor.

Výpočtový vzorec pre fanúšikov

Ventilátory sú široko používané v rôznych oblastiach. Zariadenia všeobecný účel pracovať pre čistý vzduch, pri teplotách pod 80 0 . Vzduch s viac vysoká teplota sa pohybuje pomocou špeciálnych tepelne odolných ventilátorov. Ak musíte pracovať v agresívnom alebo výbušnom prostredí, v týchto prípadoch sa používajú modely antikoróznych a nevýbušných zariadení.

V súlade s princípom činnosti môžu byť ventilátorové inštalácie odstredivé alebo radiálne a axiálne. V závislosti od konštrukcie vyvíjajú tlak od 1000 do 15000 Pa. Preto sa výkon potrebný na pohon ventilátora vypočíta podľa tlaku, ktorý sa má vytvoriť.

Na tento účel sa používa vzorec: Nv \u003d Hv Qv / 1000 účinnosť, kde Nv je výkon potrebný pre pohon (kW), Hv je tlak vytvorený ventilátorom (Pa), Qv je objem vzduchu presunutý (m 3 / s) , účinnosť - koeficient účinnosti.

Na výpočet výkonu elektromotora sa používa vzorec:, kde hodnoty parametrov budú nasledovné:

• Q - výkon jednotky;
• H - výstupný tlak;
• ηv - účinnosť ventilátora;
• ηp - účinnosť prenosu;
• k z - bezpečnostný faktor, v závislosti od výkonu elektromotora. S výkonom do 1 kW, k z \u003d 2; od 1 do 2 kW do z \u003d 1,5; pri 5 kW a viac k z \u003d 1,1-1,2.

Tento vzorec umožňuje vypočítať výkon elektromotorov pre odstredivé a axiálne ventilátory. Pre odstredivé konštrukcie je účinnosť 0,4-0,7 a pre axiálne konštrukcie - 0,5-0,85. Ďalšie vypočítané charakteristiky sú dostupné v špeciálnych katalógoch pre všetky typy elektromotorov.

Výkonová rezerva by nemala byť príliš veľká. Ak je príliš veľký, účinnosť pohonu sa citeľne zníži. Okrem toho môžu striedavé motory znížiť účinník.

Výpočet štartovacieho prúdu motora

V momente spustenia elektromotora zostáva jeho hriadeľ nehybný. Aby sa začal odvíjať, je potrebné vyvinúť oveľa väčšiu silu, ako je nominálna. V tomto ohľade štartovací prúd tiež presahuje nominálnu hodnotu. V procese odvíjania hriadeľa dochádza k postupnému hladkému poklesu prúdu.

Vplyv štartovacích prúdov negatívne ovplyvňuje činnosť zariadenia, najmä v dôsledku náhlych poklesov napätia. Aby sa zmiernil ich negatívny vplyv, rôznymi spôsobmi. Počas akcelerácie sa obvody motora prepínajú z hviezdy do trojuholníka pomocou frekvenčné meniče a elektronické softštartéry.

Najprv sa vypočíta hodnota menovitého prúdu motora podľa jeho typu a menovitého výkonu. Pre zariadenia s jednosmerným prúdom bude vzorec vyzerať takto:

Pre striedavé motory je menovitý prúd určený iným vzorcom:

Všetky parametre majú zodpovedajúce označenia:

• РН - hodnota menovitého výkonu motora;
• UH - hodnota menovitého napätia motora;
• ηH-účinnosť elektromotora;
• cosfH - zodpovedá účinníku motora.

Po výpočte menovitého prúdu môžete vypočítať hodnotu štartovacieho prúdu pomocou vzorca: , kde:

• IH je menovitá hodnota prúdu určená skôr;
• Kp je pomer jednosmerného prúdu k nominálnej hodnote.

Hodnota štartovacieho prúdu sa vypočíta pre každý motor dostupný v elektrický obvod. V súlade s jeho hodnotou sa vyberie istič, ktorý poskytuje ochranu pre celý okruh.

Prevádzkové režimy elektromotorov

Zaťaženie motora je určené režimom jeho prevádzky. Môže zostať nezmenená alebo sa môže zmeniť v závislosti od prevádzkových podmienok. Pri výbere motora treba brať do úvahy charakter a hodnotu predpokladaného zaťaženia. Pri zohľadnení tohto faktora sa vykoná výpočet výkonu elektromotora.

Režimy, v ktorých elektromotory pracujú:

• S1 - nepretržitý režim. Zaťaženie sa nemení počas celej doby prevádzky. Teplota motora dosiahne nastavenú hodnotu.
• S2 - krátkodobý režim. V tomto prípade počas doby prevádzky teplota nemá čas dosiahnuť požadovanú hodnotu. Po vypnutí sa motor ochladí na teplotu okolia.
• S3 - prerušovaný-krátkodobý režim. Počas prevádzky motora sa vykonávajú pravidelné odstávky. Počas týchto období nemôže teplota motora dosiahnuť požadovanú hodnotu alebo sa nemôže rovnať životné prostredie. Pri výpočte motora vrátane výkonu sa berú do úvahy všetky prestávky a straty, ich trvanie. Jeden z dôležité kritériá pri výbere jednotky sa berie do úvahy prípustný počet inklúzií na určité časové obdobie.
• S4 - prerušovaný-krátkodobý režim s častými štartmi.
• S5 - prerušovaná prevádzka s elektrickým brzdením. Oba režimy S4 a S5 fungujú rovnako ako S3.
• S6 - prerušovaný-kontinuálny režim s krátkodobou záťažou. Motor je prevádzkovaný pod záťažou, ktorá sa strieda s voľnobehom.
• S7 - prerušovaná-kontinuálna prevádzka s elektrickým brzdením.
• S8 - prerušovaný-kontinuálny režim, v ktorom sa súčasne mení zaťaženie a rýchlosť.
• Režim S9, keď sa zaťaženie a rýchlosť periodicky nemenia.

Pas elektrického motora udáva prúd pri menovitom zaťažení hriadeľa. Ak je uvedené napríklad 13,8 / 8 A, znamená to, že pri pripojení motora k sieti 220 V a pri menovitom zaťažení bude prúd odoberaný zo siete 13,8 A. Pri pripojení k sieti 380 V zo siete siete sa spotrebuje prúd 8 A, to znamená, že platí rovnosť mocnín: √ 3 x 380 x 8 = √ 3 x 220 x 13,8.

Keď poznáte menovitý výkon motora (z pasu), môžete určiť jeho menovitý prúd. Keď je motor naštartovaný trojfázová sieť Menovitý prúd 380 V možno vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:

I n \u003d P n / (√3U n x η x cosφ),

Ryža. 1. Pas elektromotora. Menovitý výkon 1,5 kV, menovitý prúd pri napätí 380 V - 3,4 A.

Ak účinnosť nie je známa a účinník motora, napríklad pri absencii pasu-tablety na motore, potom jeho menovitý prúd možno určiť s malou chybou pomerom "dva ampéry na kilowatt", t.j. ak je menovitý výkon motora 10 kW, potom spotrebovaný prúd bude približne rovný 20 A.

Pre motor znázornený na obrázku je tento pomer tiež splnený (3,4 A ≈ 2 x 1,5). Presnejšie hodnoty prúdu pomocou tohto pomeru sa získajú pri výkonoch motorov od 3 kW.

Keď motor beží naprázdno, zo siete sa odoberá malý prúd (prúd naprázdno). So zvyšujúcim sa zaťažením sa zvyšuje aj spotrebovaný prúd. S nárastom prúdu sa zvyšuje zahrievanie vinutí. Veľké preťaženie vedie k tomu, že zvýšený prúd spôsobí prehriatie vinutia motora a hrozí nebezpečenstvo zuhoľnatenia izolácie (popálenie elektromotora).

V momente štartu zo siete elektromotor spotrebuje takzvaný štartovací prúd, ktorý môže byť 3 až 8-násobok menovitého prúdu. Charakter aktuálnej zmeny je znázornený v grafe (obr. 2, a).

Ryža. 2. Charakter zmeny prúdu spotrebovaného motorom zo siete (a) a vplyv vysokého prúdu na kolísanie napätia v sieti (b)

Presnú hodnotu štartovacieho prúdu pre každý konkrétny motor je možné určiť so znalosťou hodnoty štartovací prúd- začínam/ja nom. Mnohonásobnosť štartovacieho prúdu je jednou z technických charakteristík motora, ktorú nájdete v katalógoch. Štartovací prúd je určený nasledujúcim vzorcom: I start = I n x (I start / I nom). Napríklad s menovitým prúdom motora 20 A a pomerom štartovacieho prúdu 6 je štartovací prúd 20 x 6 = 120 A.

Znalosť skutočnej hodnoty štartovacieho prúdu je potrebná pre výber poistiek, kontrolu činnosti elektromagnetických spúští pri štartovaní motora pri výbere istič a určiť veľkosť poklesu napätia v sieti počas spúšťania.

Veľký rozbehový prúd, na ktorý sieť zvyčajne nie je dimenzovaná, spôsobuje výrazné poklesy napätia v sieti (obr. 2, b).

Ak vezmeme odpor vodičov smerujúcich od zdroja k motoru rovný 0,5 Ohm, menovitý prúd I n \u003d 15 A a štartovací prúd je päťnásobok menovitého prúdu, potom strata napätia vo vodičoch na čas spustenia bude 0,5 x 75 + 0, 5 x 75 = 75 V.

Na svorkách motora, ako aj na svorkách množstva prevádzkovaných elektromotorov bude napätie 220 - 75 = 145 V. Takýto pokles napätia môže spôsobiť brzdenie prevádzkovaných motorov, čo bude mať za následok ešte väčší nárast prúd v sieti a vypálené poistky.

IN elektrické lampy v momentoch naštartovania motorov sa žiara zníži (kontrolky „blikajú“). Preto pri štartovaní elektromotorov majú tendenciu znižovať štartovacie prúdy.

Na zníženie štartovacieho prúdu je možné použiť štartovací obvod motora s prepínaním statorových vinutí z hviezdy na trojuholník.V čom fázové napätie sa zníži √3-krát, a preto je štartovací prúd obmedzený. Keď rotor dosiahne určitú rýchlosť, vinutia statora sa prepnú do trojuholníkového obvodu a napätie na nich sa rovná menovitému. Prepínanie sa zvyčajne vykonáva automaticky pomocou časového alebo prúdového relé.

Ryža. 3. Schéma štartovania elektromotora s prepínaním vinutí statora z hviezdy na trojuholník

Štátna univerzita v Sumy

Sídlisko a praktické

práca číslo 1

„Výpočet trojfázového asynchrónneho motora

striedavý prúd"

v predmete "Elektrotechnika"

Skupina MV-81

Možnosť 162

Učiteľ Puzko I.D.

Podľa údajov 3-fázového asynchrónneho motora a danej schémy zapojenia statorových vinutí určite:

1. Lineárne napájacie napätie trojfázový obvod U l a synchrónna frekvencia otáčania statorového poľa n 0, menovité n N a kritické n KR otáčky rotora, menovitý výkon P 1 nom, spotrebovaný motorom zo siete, menovité a rozbehové prúdy motora I NOM a I PUS , menovité a maximálne krútiace momenty motora M NOM a M MAX.

2. Zostrojte krivku závislosti M(S) pri U L = const a určte

násobok rozbehového momentu K p = M rozbeh / M men.

3. Zostrojte mechanickú charakteristiku n 2 =f(M) pri U C =konst a určte rozsah otáčok rotora, pri ktorom je možná stabilná prevádzka motora.

4. Zostrojte charakteristiky M(S) a n 2 =f(M) pri U 1 =0,9U C =konšt.

Počiatočné údaje:

Odhadovaná časť.

1. Pri spájaní trojuholníkom sieťové napätie je 220 V.

2. Synchrónna frekvencia otáčania poľa statora:

3. Menovitá rýchlosť rotora:

4. Kritický sklz:

5. Kritická rýchlosť rotora:

6. Menovitý výkon spotrebovaný zo siete:

7. Menovitý prúd motora:

9. Štartovací prúd motora:

10. Menovitý krútiaci moment:

11. Maximálny krútiaci moment:

12. Štartovací moment:

13. Násobnosť rozbehového momentu:

zaťaženie hriadeľa, je menšie štartovací prúd. Ak je označené 13,8 / 8 A, znamená to, že pri pripojení motora k sieti 220 V a menovitej záťaži bude prúd motora 13,8 A. Pri pripojení k sieti 380 V je prúd 8 A, teda platí rovnosť mocnín: √3 x 380 x 8 = √3 x 220 x 13,8.

Poznaním menovitého výkonu motora určite jeho menovitý prúd. Keď je motor zapnutý v trojfázovej rozvodnej sieti 380 V menovitý prúd vypočítané takto:

V \u003d Pn / (√3Un x cosφ), kA

kde Pn je menovitý výkon motora, kW, Un je napätie v sieti, kV (0,38 kV). Faktor výkonu (cosφ) - pasové hodnoty motora.

Ryža. 1. Pas elektromotora.

Ak nie je známy účinník motora, potom je jeho menovitý prúd s malou chybou určený pomerom "dva ampéry na kilowatt", t.j. ak je menovitý výkon motora 10 kW, potom prúd spotrebovaný zo siete bude približne rovný 20 A.

Pre motor uvedený na obrázku je tento pomer tiež splnený (3,4 A ≈ 2 x 1,5). Presnejšie hodnoty prúdu pri použití tohto pomeru sa dosahujú pri výkonoch elektromotorov od 3 kW.

Keď motor beží naprázdno, zo siete sa odoberá malý prúd (prúd naprázdno). So zvyšujúcim sa zaťažením sa zvyšuje aj prúd. S súčasný nárast zahrievanie vinutí sa zvyšuje. Veľké preťaženie vedie k prehriatiu vinutia motora a hrozí nebezpečenstvo poruchy elektromotora.

Pri štarte zo siete elektromotor spotrebuje Istart, ktorý je 3 až 8-krát vyšší ako nominálny. Charakteristika zmeny prúdu je znázornená v grafe (obr. 2, a).

Ryža. 2. Charakteristika zmeny prúdu odoberaného elektromotorom zo siete (a), a vplyv vysokého prúdu na kolísanie napätia v sieti (b)

Pravý štartovací prúd pre elektromotor sa určuje so znalosťou hodnoty násobku rozbehového prúdu - Istart / Inom. Násobnosť štartovacieho prúdu - Technické špecifikácie motor, je známy z katalógov. Štartovací prúd vypočítané podľa vzorca: začínam = Iх. x (Istart/Inom).

Pochopenie skutočnej hodnoty štartovací prúd potrebné na výber poistiek, kontrolu zahrnutia elektromagnetických spúští pri štartovaní motora, pri výbere automatických spínačov a na výpočet poklesu napätia v sieti pri štartovaní.

Veľký spúšťač prúd spôsobuje výrazný pokles napätia v sieti (obr. 2, b).

Ak vezmeme elektrický odpor vodičov uložených od zdroja k elektromotoru rovný 0,5 Ohm, menovitý prúd In = 15 A a Ip rovný päťnásobku menovitého, strata napätia vo vodičoch pri štarte bude byť 0,5 x 75 + 0,5 x 75 = 75 V.

Na svorkách elektromotora, ako aj na svorkách niekoľkých prevádzkových elektromotorov bude napätie 220 - 75 \u003d 145 V. Tento pokles napätia spôsobuje brzdenie prevádzkových elektromotorov, čo znamená ešte viac súčasné zvýšenie v sieti a zlyhanie poistiek.

V elektrických lampách, keď sú elektrické motory naštartované, žiara klesá (žiarovky „blikajú“). Preto pri zapínaní elektromotorov majú tendenciu znížiť štartovacie prúdy.

Pre zníženie štartovacieho prúdu používa sa schéma štartovania elektromotora s prepínaním statorových vinutí z hviezdy na trojuholník.

Ryža. 3. Schéma štartovania elektromotora s prepínaním vinutí statora z hviezdy na trojuholník.

Je zásadne dôležité, že nie každý motor je možné zapnúť podľa tejto schémy. Rozšírené asynchrónne motory s prevádzkovým napätím 220/380 V, vrátane motora znázorneného na obrázku 1, zlyhajú, keď sú zapnuté podľa tejto schémy.

Pre zníženie štartovacieho prúdu elektromotory energeticky využívajú špeciálne procesorové softštartéry (softštartéry).