Как определить обороты электродвигателя: обзор эффективных методов определения скорости шпинделя. Что дает преобразователь — БилдоМан

Содержание

обзор эффективных методов определения скорости шпинделя. Что дает преобразователь

Электрические двигатели уже давно стали включаться в состав различных мотор-редукторов. Они находят свое применение как в трёхступенчатых типа МЦ3У , так и в двухступенчатых типа МЦ2У . Электромоторы имеют практически 90%-ный коэффициент полезного действия, не требуют постоянного обслуживания. Немаловажным параметром является и исключительная экологичность электрического мотора, вредные выхлопы отсутствуют вовсе, что делает его незаменимым при установке внутри помещения. Словом, в настоящее время электромоторы признаны в 3, а то и в 4 раза эффективнее традиционных двигателей внутреннего сгорания.

Но иногда, в случае выхода из строя электродвигателя, покупатель узнает, что абсолютно никакой сопроводительной документации к нему не прилагается. Маркировочные шильды, если и сохранились, могут находиться в изношенном потертом состоянии, так, что ничего на них рассмотреть попросту бывает невозможно.

Как же в таком случае можно определить мощность двигателя и число его оборотов? Здесь поэтапно будут приведены советы, которые помогут это сделать.

Следует иметь в виду, что под числом оборотов подразумевается так называемая асинхронная скорость. Синхронная скорость это скорость вращения магнитного поля. Асинхронная скорость несколько ниже синхронной из-за наличия массы у вращательного элемента, а также воздействия сил трения, которые могут значительно понизить КПД мотора. Впрочем, на практике эти различия практически никогда не имеет решающего значения.

Сейчас на рынке представлено 3 основные категории асинхронных электродвигателей. Первая категория каталога — моторы, работающие при 1000 оборотах. На практике это число составляет порядка 950-970 оборотов, но для наглядности все-таки округляют до тысячи. Вторая категория моторы, выдающие 1500 об/мин. Это также округлено, так как в действительности диапазон лежит в пределах 1430-1470. Третья 3000 оборотов в минуту. Хотя реально такой мотор выдает 2900-2970 вращений.

Способы определения характеристик электромотора.

Чтобы определить, к какой из этих групп относится двигатель, не нужно разбирать его, как это советуют некоторые специалисты, чтобы обеспечить себе заказ на работу. Дело в том, что разбор электродвигателя может осуществить только мастер достаточной квалификации. На самом же деле достаточно открыть защитную крышку (другое название подшипниковый щит) и найти катушку обмотки. Таких катушек может быть несколько, но достаточно одной. В случае если к валу прикреплены полумуфта или шкив, потребуется снять еще и нижний щит.

Если катушки соединены при помощи деталей, которые мешают рассмотреть информацию, эти детали ни в коем случае нельзя отсоединять. Нужно попробовать определить на глаз соотношение размера катушки и статора.

Статором называется неподвижная часть электромотора, подвижная же имеет название ротор. В зависимости от конструктивных особенностей, в качестве ротора может выступать как сама катушка, так и магниты.

Если катушка закрывает собой половину кольца статора, такой двигатель относится к третьей группе, то есть способен выдавать до 3000 оборотов. Если размер катушки составляет треть от размеров кольца, это мотор второго типа, соответственно, он способен развить 1500 оборотов в минуту. Наконец, если катушка только на четверть закрывает собой кольцо, это первый тип. Электромотор развивает мощность в 1000 оборотов.

Существует еще один способ определения частоты вращения вала роторной части. Для этого также нужно снять крышку и найти верхнюю часть обмотки. По расположению секций обмотки и определяется скорость. Обычно внешняя секция занимает 12 пазов. Если сосчитать общее количество пазов и разделить на 12, можно получить число полюсов. Если число полюсов равно 2, двигатель имеет скорость вращения около 3000 об/мин. Если полюсов получилось 4, это соответствует 1500 оборотам в минуту. Если 6, то 1000 об/мин. Если 8, то 700 оборотов.

Третий способ определения количества оборотов внимательно осмотреть бирку на самом двигателе. Цифра на маркировке в конце и соответствует числу полюсов. Например, для маркировки АИР160S6 последняя цифра 6 указывает, сколько полюсов использует катушка.

Проще же всего измерить число оборотов специальным прибором тахометром. Но в силу узкой специализации применения данный способ нельзя рассматривать как общедоступный. Таким образом, даже если не сохранилось никакой технической документации, существует как минимум 4 способа определить число оборотов электрического мотора.

Так как линейная скорость равномерно меняет направление, то движение по окружности нельзя назвать равномерным , оно является равноускоренным .

Угловая скорость

Выберем на окружности точку 1 . Построим радиус. За единицу времени точка переместится в пункт 2 . При этом радиус описывает угол. Угловая скорость численно равна углу поворота радиуса за единицу времени.

Период и частота

Период вращения

T — это время, за которое тело совершает один оборот.

Частота вращение — это количество оборотов за одну секунду.

Частота и период взаимосвязаны соотношением

Связь с угловой скоростью

Линейная скорость

Каждая точка на окружности движется с некоторой скоростью. Эту скорость называют линейной. Направление вектора линейной скорости всегда совпадает с касательной к окружности. Например, искры из-под точильного станка двигаются, повторяя направление мгновенной скорости.

Рассмотрим точку на окружности, которая совершает один оборот, время, которое затрачено — это есть период

T . Путь , который преодолевает точка — это есть длина окружности.

Центростремительное ускорение

При движении по окружности вектор ускорения всегда перпендикулярен вектору скорости, направлен в центр окружности.

Используя предыдущие формулы, можно вывести следующие соотношения

Точки, лежащие на одной прямой исходящей из центра окружности (например, это могут быть точки, которые лежат на спице колеса), будут иметь одинаковые угловые скорости, период и частоту. То есть они будут вращаться одинаково, но с разными линейными скоростями. Чем дальше точка от центра, тем быстрей она будет двигаться.

Закон сложения скоростей справедлив и для вращательного движения. Если движение тела или системы отсчета не является равномерным, то закон применяется для мгновенных скоростей. Например, скорость человека, идущего по краю вращающейся карусели, равна векторной сумме линейной скорости вращения края карусели и скорости движения человека.

Земля участвует в двух основных вращательных движениях: суточном (вокруг своей оси) и орбитальном (вокруг Солнца). Период вращения Земли вокруг Солнца составляет 1 год или 365 суток. Вокруг своей оси Земля вращается с запада на восток, период этого вращения составляет 1 сутки или 24 часа. Широтой называется угол между плоскостью экватора и направлением из центра Земли на точку ее поверхности.

Согласно второму закону Ньютона причиной любого ускорения является сила. Если движущееся тело испытывает центростремительное ускорение, то природа сил, действием которых вызвано это ускорение, может быть различной. Например, если тело движется по окружности на привязанной к нему веревке, то действующей силой является сила упругости.

Если тело, лежащее на диске, вращается вместе с диском вокруг его оси, то такой силой является сила трения. Если сила прекратит свое действие, то далее тело будет двигаться по прямой

Рассмотрим перемещение точки на окружности из А в В. Линейная скорость равна

v A и v B соответственно. Ускорение — изменение скорости за единицу времени. Найдем разницу векторов.

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;

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.

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 .

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

Как самостоятельно узнать число оборотов электродвигателя

Зачастую, покупая с рук электродвигатель, автовладелец (и не только) в последующем обнаруживает, что к нему нет никакой документации. В таком случае, как правило, приходится самостоятельно определять обороты электродвигателя, а многие, как свидетельствует практика, не знают, как это сделать. Данная статья расскажет, как определить обороты электродвигателя самостоятельно и, что следует при этом знать.

Пошаговая инструкция определения оборотов

1. На сегодняшний день асинхронные электродвигатели подразделяются на три группы, каждая из которых говорит об индивидуальном обращении ротора в минуту. Первая группа – электродвигатели, делающие 1000 оборотов в минуту. Стоит сразу заметить, что данная цифра немного преувеличена, так как двигатель асинхронный.

Он делает, как правило, около 950-970 оборотов, но для удобства специалисты такие цифры решили округлить. Ко второй группе относятся двигатели, количество обращений ротора которых составляет 1500 за минуту. Эта цифра так же округленная, на самом деле электродвигатель делает 1430-1470 оборотом в минуту.

Третья группа асинхронных электродвигателей – это группа, к которой относится деталь, ротор которой оборачивается вокруг себя три тысячи раз за одну минуту. Реальная цифра оборотов – 2900-2970.

2. Для того, чтобы определить обороты электродвигателя, вам сначала нужно выявить, к какой же именно из указанных выше групп он относится. Для этого откройте одну из его крышек и найдите под низом катушку обмотки. Помните, такая катушка может состоять, как из одной детали, так и из нескольких, в частности трех-четырех. Кроме всего прочего знайте, что подобных катушек в электродвигателе может быть несколько. Вам достаточно одной, до которой, чтобы рассмотреть, нужно меньше всего прикладывать усилий.

3. Внимание! Катушки между собой связаны определенными деталями, которые иногда мешают рассмотреть нужную информацию. Ни при каких обстоятельствах нельзя отсоединять ничего друг от друга. Внимательно приглядитесь к выбранной вами детали и попробуйте приблизительно определить размер катушки относительно кольца статора.

4. Данное расстояние, чтобы узнать обороты электродвигателя, вовсе не нужно определять до точности. Приблизительные расчеты подойдут вам.

Если размер катушки, примерно, закрывает собой половину кольца статора, то скорость вращения ротора – три тысячи оборотов в минуту.

Если размер катушки покрывает, приблизительно, треть самого кольца, электродвигатель будет относиться ко второй группе и, следовательно, число оборотов, которые он сможет совершать, не будет превышать отметки 1500 за минуту.

Когда размер катушки равен одной четвертой по отношению к кольцу – число оборотов электродвигателя будет 1000 оборотов за одну минуту и, соответственно, двигатель будет относиться к третьей группе.

Иногда, в моей практике приходилось сталкиваться с одной проблемой, связанной с асинхронными электродвигателями — как определить количество оборотов ротора электродвигателя, если нет бирки и технической документации на электромотор?

Вопрос, на самом деле, решается просто — обороты можно определить по катушкам обмотки статора асинхронного электродвигателя.

Асинхронные электродвигатели делятся по количеству оборотов ротора на: 1000 об/мин, 1500 об/мин и 3000 об/мин. При этом следует помнить, что если мы называем асинхронный электродвигатель «тысячником», то у него нет 1000 об/мин, т.к. он асинхронный (ротор отстаёт от магнитного поля). У него может быть 940 об/мин, 980 об/мин или около этого, но не 1000 об/мин. Тоже самое касается и «полуторатысячников» (1440 — 1480 об/мин), и «трёхтысячников» (2940 — 2980 об/мин).

Как определить обороты ротора по обмотке статора

Открываем одну из двух крышек электродвигателя и смотрим на катушки обмотки, вернее, на одну катушку. Она может состоять из нескольких секций (2-х, 3-х, 4-х).

В статоре находим катушку, которая нам лучше всего видна. Теперь смотрим на её размер, относительно железа статора. Я не буду рассказывать, как катушки соединены между собой, как соединены секции в катушке, через сколько пазов в статоре они закладываются и т.д. Это нам сейчас не нужно. Нам сейчас нужно определить расстояние, которое занимает одна катушка по кольцу железа статора.

Определив это расстояние (даже на глаз), мы может с уверенностью сказать сколько оборотов имеет данный асинхронный электродвигатель.

1. Если катушка занимает половину кольца железа статора, то электродвигатель на 3000 об/мин.

обзор эффективных методов определения скорости шпинделя Где найти прибор который считает обороты двигателя

Под скоростью вращения асинхронного электродвигателя обычно понимают угловую частоту вращения его ротора, которая приведена на шильдике (на паспортной табличке двигателя) в виде количества оборотов в минуту. Трехфазный двигатель можно питать и от однофазной сети, для этого параллельно одной или двум его обмоткам, в зависимости от напряжения сети, но конструкция двигателя от этого не изменится.

Так, если ротор под нагрузкой совершает 2760 оборотов в минуту, то будет равна 2760*2пи/60 радиан в секунду, то есть 289 рад/с, что не удобно для восприятия, поэтому на табличке пишут просто «2760 об/мин». Применительно к асинхронному электродвигателю, это обороты с учетом скольжения s.

Синхронная же скорость данного двигателя (без учета скольжения) будет равна 3000 оборотов в минуту, поскольку при питании обмоток статора сетевым током с частотой 50 Гц, каждую секунду магнитный поток будет совершать по 50 полных циклических изменений, а 50*60 = 3000, вот и получается 3000 оборотов в минуту — синхронная скорость асинхронного электродвигателя.

В рамках данной статьи мы поговорим о том, как определить синхронную скорость вращения неизвестного асинхронного трехфазного двигателя, просто взглянув на его статор. По внешнему виду статора, по расположению обмоток, по количеству пазов, — можно легко определить синхронные обороты электродвигателя если у вас нет под рукой тахометра. Итак, начнем по порядку и разберем данный вопрос с примерами.

3000 оборотов в минуту

Про асинхронные электродвигатели (смотрите — ) принято говорить, что тот или иной двигатель имеет одну, две, три или четыре пары полюсов. Минимум — одна пара полюсов, то есть минимум — два полюса. Взгляните на рисунок. Здесь вы видите, что в статор уложено по две последовательно соединенные катушки на каждую фазу — в каждой паре катушек одна расположена напротив другой. Эти катушки и образуют по паре полюсов на статоре.

Одна из фаз показана для ясности красным цветом, вторая — зеленым, третья — черным. Обмотки всех трех фаз устроены одинаково. Поскольку три эти обмотки питаются по очереди (ток трехфазный), то за 1 колебание из 50 в каждой из фаз — магнитный поток статора один раз обернется на полные 360 градусов, то есть совершит один оборот за 1/50 секунды, значит 50 оборотов получится за секунду. Так и выходит 3000 оборотов в минуту.

Таким образом становится ясно, что для определения синхронных оборотов асинхронного электродвигателя достаточно определить количество пар его полюсов, что легко сделать, сняв крышку и взглянув на статор.

Общее число пазов статора разделите на число пазов, приходящихся на одну секцию обмотки одной из фаз. Если получится 2, то перед вами двигатель с двумя полюсами — с одной парой полюсов. Следовательно синхронная частота составляет 3000 оборотов в минуту или примерно 2910 с учетом скольжения. В простейшем случае 12 пазов, по 6 пазов на катушку, и таких катушек 6 — по две на каждую из трех фаз.

Обратите внимание, количество катушек в одной группе для одной пары полюсов может быть не обязательно 1, но и 2 и 3, однако для примера мы рассмотрели вариант с одиночными группами на пару катушек (не будем в рамках данной статьи заострять внимание на способах намотки).

1500 оборотов в минуту

Для получения синхронной скорости в 1500 оборотов в минуту, количество полюсов статора увеличивают вдвое, чтобы за 1 колебание из 50 магнитный поток совершил бы только пол оборота — 180 градусов.

Для этого на каждую фазу делают по 4 секции обмотки. Таким образом, если одна катушка занимает четверть всех пазов, то перед вами двигатель с двумя парами полюсов, образованными четырьмя катушками на фазу.

Например, 6 пазов из 24 занимает одна катушка или 12 из 48, значит перед вами двигатель с синхронной частотой 1500 оборотов в минуту, или с учетом скольжения примерно 1350 оборотов в минуту. На приведенном фото каждая секция обмотки выполнена в виде двойной катушечной группы.

1000 оборотов в минуту

Как вы уже поняли, для получения синхронной частоты в 1000 оборотов в минуту, каждая фаза образует уже три пары полюсов, чтобы за одно колебание из 50 (герц) магнитный поток обернулся бы всего на 120 градусов, и соответствующим образом повернул бы за собой ротор.

Таким образом, минимум 18 катушек установлены на статор, причем каждая катушка занимает шестую часть всех пазов (по шесть катушек на фазу — по три пары). Например, если пазов 24, то одна катушка займет 4 из них. Получится частота с учетом скольжения около 935 оборотов в минуту.

750 оборотов в минуту

Для получения синхронной скорости в 750 оборотов в минуту, необходимо, чтобы три фазы формировали на статоре четыре пары движущихся полюсов, это по 8 катушек на фазу — одна напротив другой — 8 полюсов. Если например на 48 пазов приходится по катушке на каждые 6 пазов — перед вами асинхронный двигатель с синхронными оборотами 750 (или около 730 с учетом скольжения).

500 оборотов в минуту

Наконец, для получения асинхронного двигателя с синхронной скоростью в 500 оборотов в минуту необходимо 6 пар полюсов — по 12 катушек (полюсов) на фазу, чтобы на каждое колебание сети магнитный поток поворачивался бы на 60 градусов. То есть, если например статор имеет 36 пазов, при этом на катушку приходится по 4 паза — перед вами трехфазный двигатель на 500 оборотов в минуту (480 с учетом скольжения).

Какой бы станок Вы ни собирали, наверняка не раз, испытывая станок, думали: нужен тахометр.

А ведь он все время был у вас под рукой, конечно, если у Вас есть такие простейшие составляющие как маленький моторчик и вольтметр. Познакомьтесь с предлагаемым прибором, и убедитесь, что буквально через пять минут в вашем распоряжении окажется компактный и точный самодельный тахометр.

Итак, приступаем к сборке. Как уже упоминалось самодельный тахометр состоит из двух основных частей: моторчика работающего от постоянного тока и вольтметра. Если такого моторчика у Вас нет, его легко можно купить на блошином рынке по цене буханки хлеба или дешевле, по цене двух буханок можно купить новый в магазине электронных компонентов. Если нет вольтметра, он обойдется дороже моторчика, однако на том же блошином рынке его цена будет вполне приемлемой. Вольтметр подключается к контактам моторчика, и все, тахометр готов. Теперь нужно испытать готовый тахометр в работе. При вращении вала моторчика-генератора будет создаваться напряжение, пропорциональное частоте вращения. Следовательно, частоте вращения будут пропорциональны и показания вольтметра.

Проградуировать такой тахометр можно по-разному. Например, построить справочный график зависимости напряжения от частоты вращения якоря или сделать новую шкалу вольтметра, на которой вместо воль записывается число оборотов.

Так как график отражает линейную зависимость, достаточно отметить две-три точки и провести через них прямую. Получение контрольных точек — это самый проблемный этап подготовки самодельного тахометра к работе. Если есть доступ к фирменным станкам, контрольные точки легко получить, зажав резиновую трубочку, надетую на вал моторчика, в патроне сверлильного или токарного станка и включая станок на различных передачах, фиксировать показания вольтметра (скорость вращения шпинделя на каждой передаче указана в паспорте станка). В противном случае для калибровки придется использовать либо дрель, либо двигатель при режиме работы для которого известна частота вращения. И даже если удалось измерить напряжение на контактах моторчика только для одной частоты вращения, вторая точка — это пересечение осей (x) и (y) (то есть числа оборотов и напряжения), правда точность измерений по зависимости основанной на двух точках будет низкой.

Для измерения частоты вращения, вал исследуемого двигателя соединяется с моторчиком небольшим отрезком резиновой трубки или с помощью различных переходников. Если вольтметр зашкаливает при измерении больших скоростей вращения, в схему вводится переключатель с дополнительными резисторами. Потребуется и перестроение графика для каждого положения переключателя.

Возможности прибора можно значительно расширить. Если изготовить роликовый фрикционный переходник диаметром 31,8 мм, тахометр позволит измерять и линейную скорость, выраженную в метрах в минуту. Для этого количество оборотов в минуту, определенное по графику, делят на 10.

Точность измерения зависит практически только от тщательности построения графика и цены деления вольтметра. Подобный простейший и очень дешевый самодельный тахометр может найти широкое применение всюду, где нужно быстро определить частоту или скорость вращения валов, шкивов и других деталей.

Цифровой тахометр из смартфона своими руками

Если Вы являетесь обладателем iPhone, то очень советую установить лучшее приложение для измерения оборотов показанное ниже.

И не останавливайтесь на стробоскопе из вспышки телефона, это всего лишь поможет понять как работает стробоскоп-тахометр. Сделав своими руками очень простые электронные схемы, Вы получите стробоскопический и лазерный тахометры не уступающие (а в некоторых ситуациях превосходящие) фирменным тахометрам. Схемы, фото и описание тахометров найдете в этом приложении. Видео с демонстрацией этого приложения смотрите ниже.

Самодельный стробоскопический тахометр из iPhone своими руками

Самодельный лазерный (оптический) тахометр из iPhone своими руками

Сравнительные измерения частоты вращения двигателя лазерным и стробоскопическим тахометрами

При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.

При эксплуатации любой машины не обойтись без электродвигателя. Многие покупают электродвигатель с рук без какой-либо документации. В такой ситуации возникает проблема с определением оборотов электродвигателя. Чтобы решить данную проблему, можно использовать несколько способов.

Самый простой способ определения оборотов электродвигателя – использование тахометра. Но наличие данного прибора у человека, не специализирующегося на электродвигателях, большая редкость. Поэтому существуют способы определения оборотов на глаз. Для определения оборотов электродвигателя откройте одну из крышек электродвигателя и найдите катушку обмотки. Катушек в электродвигателе может быть несколько. Выберете ту катушку, которая находится в зоне видимости и к которой проще доступ. Старайтесь не нарушить целостность электродвигателя, не доставайте детали. Не пробуйте отсоединить детали между собой.

Рассмотрите внимательно катушку и попробуйте приблизительно определить ее размер относительно кольца статора. Статор – стационарная часть электродвигателя, ротор – подвижная и вращается внутри статора. Вам не потребуется ни линейка, ни точные подсчеты. Вся процедура определяется на глаз.

Скорость вращения ротора – 3000 оборотов в минуту, если размер катушки закрывает половину кольца статора.

Скорость вращения ротора – менее 1500 оборотов в минуту, если размер катушки покрывает треть кольца. Скорость вращения ротора – 1000 оборотов в минуту, если размер катушки составляет одну четвертую по отношению к кольцу.

Существует еще один способ определения оборотов по обмотке. Обмотки находятся внутри статора. Для этого необходимо подсчитать количество пазов, занимаемых секциями одной катушки. Общее количество пазов сердечника составляет количество полюсов: 2 – 3000 об/мин, 4 – 1500 об/мин, 6 – 1000 об/мин.

Все основные характеристики электродвигателя должны быть указаны на металлической бирке, располагающейся на его корпусе. Но на практике бирка или отсутствует, или информация стерлась в течение эксплуатации.

При покупке электродвигателя с рук рассчитывать на наличие технической документации к нему не приходится. Тогда встает вопрос о том, как узнать количество оборотов приобретаемого устройства. Можно довериться словам продавца, однако добросовестность не всегда является их отличительной чертой.

Тогда возникает проблема с определением числа оборотов. Решить ее можно, зная некоторые тонкости устройства мотора. Об этом и пойдет речь дальше.

Определяем обороты

Существует несколько способов измерения оборотов электродвигателя. Самый надежный заключается в использовании тахометра – устройства, предназначенного именно для этих целей. Однако такой прибор есть не у каждого человека, тем более, если он не занимается электрическими моторами профессионально. Поэтому существует несколько иных вариантов, позволяющих справиться с задачей «на глаз».

Первый подразумевает снятие одной из крышек двигателя с целью обнаружения катушки обмотки. Последних может быть несколько. Выбирается та, которая более доступна и расположена в зоне видимости. Главное, во время работы не допустить нарушения целостности устройства.

Когда катушка открылась взору, необходимо ее внимательно осмотреть и постараться сравнить размер с кольцом статора. Последний является неподвижным элементом электродвигателя, а ротор, находясь внутри него, осуществляет вращение.

Когда кольцо наполовину закрыто катушкой, число оборотов за минуту достигает 3000. Если закрывается третья часть кольца – число оборотов составляет примерно 1500. При четверти – число оборотов равно 1000.

Второй способ связан с обмотками внутри статора. Считается количество пазов, которые занимает одна секция какой-либо катушки. Пазы расположены на сердечнике, их число свидетельствует о количестве пар полюсов. 3000 оборотов в минуту будет при наличии двух пар полюсов, при четырех – 1500 оборотов, при шести – 1000.

Ответом на вопрос о том, от чего зависит количество оборотов электродвигателя, будет утверждение: от числа пар полюсов, причем это обратно пропорциональная зависимость.

На корпусе любого заводского двигателя имеется металлическая бирка, на которой указаны все характеристики. На практике такая бирка может отсутствовать или стереться, что немного усложняет задачу определения числа оборотов.

Корректируем обороты

Работа с разнообразным электрическим инструментом и оборудованием в быту или на производстве непременно ставит вопрос о том, как регулировать обороты электродвигателя. Например, становится необходимым изменить скорость передвижения деталей в станке или по конвейеру, скорректировать производительность насосов, уменьшить или увеличить расход воздуха в вентиляционных системах.

Осуществлять указанные процедуры за счет понижения напряжения практически бессмысленно, обороты будут резко падать, существенно снизится мощность устройства. Поэтому используются специальные устройства, позволяющие корректировать обороты двигателя. Рассмотрим их более подробно.

Частотные преобразователи выступают в качестве надежных устройств, способных кардинальным образом менять частоту тока и форму сигнала. Их основу составляют полупроводниковые триоды (транзисторы) высокой мощности и модулятор импульсов.

Микроконтроллер управляет всем процессом работы преобразователя. Благодаря такому подходу появляется возможность добиться плавного повышения оборотов двигателя, что крайне важно в механизмах с большой нагрузкой. Медленный разгон снижает нагрузки, положительно сказываясь на сроке службы производственного и бытового оборудования.

Все преобразователи оснащаются защитой, имеющей несколько степеней. Часть моделей работает за счет однофазного напряжения в 220 В. Возникает вопрос, можно ли сделать так, чтобы трехфазный мотор вращался благодаря одной фазе? Ответ окажется положительным при соблюдении одного условия.

При подаче однофазного напряжения на обмотку требуется осуществить «толчок» ротора, поскольку сам он не сдвинется с места. Для этого нужен пусковой конденсатор. После начала вращения двигателя оставшиеся обмотки будут давать недостающее напряжение.

Существенным минусом такой схемы считается сильный перекос фаз. Однако он легко компенсируется включением в схему автотрансформатора. В целом, это довольно сложная схема. Преимущество же частотного преобразователя заключается в возможности подключения моторов асинхронного типа без применения сложных схем.

Что дает преобразователь?

Необходимость использования регулятора оборотов электродвигателя в случае асинхронных моделей состоит в следующем:

Достигается значительная экономия электрической энергии. Поскольку не всякое оборудование требует высоких скоростей вращения моторного вала, ее имеет смысл снизить на четверть.

Обеспечивается надежная защита всех механизмов. Преобразователь частоты позволяет контролировать не только температуру, но и давление и прочие параметры системы. Этот факт особенно важен, если при помощи двигателя приводится в действие насос.

Датчик давления устанавливается в емкости, посылает сигнал при достижении должного уровня, благодаря чему мотор останавливается.

Совершается плавный пуск. Благодаря регулятору снимается необходимость использования дополнительных электронных устройств. Частотный преобразователь легко настроить и получить желаемый эффект.

Снижаются расходы на техническое обслуживание, поскольку регулятор сводит к минимуму риски поломки привода и других механизмов.

Таким образом электродвигатели с регулятором оборотов оказываются надежными устройствами с широкой сферой применения.

Важно помнить, что эксплуатация любого оборудования на основе электрического мотора только тогда окажется правильной и безопасной, когда параметр частоты вращения будет адекватен условиям использования.

Фото оборотов электродвигателя

Иногда в процессе работы необходимо определить количество оборотов асинхронного электродвигателя, на котором отсутствует бирка. И далеко не каждый электрик с этой задачей может справиться. Но в этом нужно разбираться. Определить количество оборотов электродвигателя очень легко и просто.

Определяем его по обмотке. Для этого надо снять крышку двигателя. Лучше это проделывать с задней крышкой, т. к. шкив или полумуфту снимать не надо.

Достаточно снять кожух охлаждения и крыльчатку — и крышка двигателя окажется доступна. После снятия крышки обмотку видно достаточно хорошо. Найдите одну секцию и смотрите, сколько места она занимает по окружности круга (статора). А теперь запоминайте: если катушка занимает половину круга (180 град. ), это двигатель на 3000 об./мин.

Если в окружности вместится три секции (120 град.), это двигатель 1500 об./мин. Если в статоре вмещается четыре секции (90 град.), этот двигатель на 1000 об./мин.

Вот так совсем просто можно определить количество оборотов «неизвестного» электродвигателя. На представленных рисунках это видно хорошо.

Это метод определения подходит, когда катушки обмоток намотаны секциями. А бывают обмотки «всыпные», и тут данный методом не подойдет. Но «всыпные» обмотки встречается редко.

Есть еще один метод определения количества оборотов. В роторе электродвигателя есть остаточное магнитное поле, которое может наводить небольшую ЭДС в обмотке статора, если мы будем вращать ротор. Эту ЭДС можно «поймать» миллиамперметром. Наша задача заключается в следующем: нужно найти обмотку одной фазы, независимо от того как соединены обмотки, треугольником или звездой. К кончикам обмотки подключаем миллиамперметр. Вращая вал двигателя, смотрим, сколько раз отклонится стрелка миллиамперметра за один оборот ротора.

Вот по этой таблице можно посмотреть, что за двигатель перед вами:

(2p) 2 3000 r/min;
(2p) 4 1500 r/min;
(2p) 6 1000 r/min;
(2p) 8 750 r/min.

В СССР выпускался прибор ТЧ10-Р, может, у кого сохранился. Для тех, кто не видел и не знал о таком измерителе, прилагаю фото. В комплекте имеется две насадки: для измерения оборотов по оси вала и для измерения по окружности вала.

Измерить колличество оборотов можно и с помощью цифрового лазерного тахометра

Технические характеристики:

Диапазон: 2,5 об / мин ~ 99999 об / ми.
Разрешение / шаг: 0,1 об / мин для диапазона 2,5 ~ 999,9 об / мин, 1 об / мин 1000 об / мин и более.
Точность: + / – 0,05%.
Рабочее расстояние: 50mm ~ 500mm.
Также указывается минимальное и максимальное значение.

Как узнать на сколько оборотов асинхронный двигатель. Как определить обороты электродвигателя

Иногда, купив электродвигатель для автомобиля с рук, можно обнаружить, что в коробке из-под него нет абсолютно никакой документации. Тогда придется определять количество допустимых для него оборотов самостоятельно.

Спонсор размещения P&G Статьи по теме «Как определить обороты электродвигателя» Как регулировать скорость вращения Как прогреть машину быстро Как подключить однофазный электродвигатель

Инструкция

Все асинхронные электродвигатели можно разделить на три группы по количеству обращения ротора в минуту. Первая — 1000 оборотов. На самом деле эта цифра немного преувеличена, поскольку двигатель является асинхронным. В минуту его ротор совершает чуть меньшее количество оборотов (950-980), а для удобства значение было решено округлить. В двигателях второй группы количество обращений ротора составляет 1500 в минуту (на деле 1420-1480). В третьей группе ротор оборачивается вокруг себя 3000 раз в минуту (в реальности 2900-2980). Чтобы определить, к какой группе относится ваш электродвигатель, нужно сначала открыть одну его крышку. Найдите катушку обмотки, которая может состоять как из одной детали, так и из трех- четырех.

Таких катушек в двигателе должно быть несколько, вам понадобится одна из них, которую легче всего рассмотреть. Катушки связаны между собой необходимыми деталями, которые могут помешать рассмотреть их, и которые ни в коем случае нельзя отсоединять друг от друга. Приглядитесь к выбранной и попробуйте определить ее размер относительно кольца статора. Это расстояние не обязательно определять с точностью до миллиметра, вполне подойдут приблизительные расчеты. В том случае, если размер катушки покрывает собой одну вторую кольца статора, то скорость обращения ротора будет равна 3000 оборотов в минуту. Если она закрывает собой треть кольца, то это двигатель второй группы, ротор которого будет вращаться со скоростью 1500 оборотов в минуту. Если ее размер равен одной четвертой по отношению к кольцу, то вращение будет происходить со скоростью 1000 оборотов в минуту. Нужно помнить, что подобные цифры лишь приблизительно отражают реальную картину вращения. Как просто

Другие новости по теме:

В любительской и ремонтной практике возникает необходимость использования трехфазных электродвигателей для силового привода. Для их питания вовсе не обязательно иметь трехфазную сеть. Самый эффективный способ запуска асинхронного электродвигателя — подключить его третью обмотку через фазосдвигающий

Мощность электродвигателя, как правило, указывается в технической документации к нему или в специальной табличке на корпусе. Если так ее найти невозможно, рассчитайте ее самостоятельно. Это можно сделать, измерив ток в обмотках и напряжение на источнике. Также можно определить его мощность по

Устойчивая работа двигателя на холостом ходу очень важна. При этом обороты не должны быть высокими и «плавать». От этого зависит расход топлива, нагрузка на детали автомобиля и многое другое. Поэтому каждый автомобилист должен знать, как отрегулировать обороты холостого хода своего «железного

Мощность автомобиля — один из базовых показателей, на которые обращают внимание при покупке. А со временем некоторые автолюбители просто спят и видят, как бы увеличить мощность машины. А сделать это можно, повысив обороты. Спонсор размещения P&G Статьи по теме «Как повысить обороты двигателя» Как

Если вы решили самостоятельно сделать электродвигатель, вам понадобится точный расчет характеристик его работы. Ведь от этого будет зависеть, сможет ли он выполнять свои функции или нет. Спонсор размещения P&G Статьи по теме «Как рассчитать электродвигатель» Как сделать индукционный нагреватель Как

Электрические двигатели допускают регулировку числа оборотов в значительных пределах. Способ регулировки этого параметра зависит от типа электродвигателя. Некоторые двигатели допускают регулировку различными способами и их сочетаниями. Спонсор размещения P&G Статьи по теме «Как снизить обороты

В последние годы наблюдается тенденция распространения скутеров среди подростков. Если раньше они были в диковинку, то сейчас есть, наверно, у каждого школьника. У скутера много достоинств и почти нет недостатков. Во-первых, он достаточно легок в управлении. Во-вторых, он не такой большой как

Электродвигатель – обмотка статора

Время от времени в процессе работы, нужно найти количество оборотов асинхронного электродвигателя, на котором отсутствует бирка. И далековато не каждый электрик с этой задачей может совладать. Но мое мировоззрение, что каждый электрослесарь в этом должен разбираться. На собственном рабочем месте, как говорится – по долгу службы, вы понимаете все свойства собственных движков. А перебежали на новое рабочее место, а там ни на одном движке нет бирок. Найти количество оборотов электродвигателя, даже очень просто и просто. Определяем по обмоттке. Для этого нужно снять крышку мотора. Лучше это проделывать с задней крышкой, т. к. шкив либо полумуфту снимать не нужно. Довольно снять кожух

остывания и крыльчатку и крышка мотора доступна. После снятия крышки обмотку видно довольно отлично. Найдите одну секцию и смотрите сколько

Движок – 3000 об/мин

места она занимает по окружности круга (статора). А сейчас запоминайте, если катушка занимает половину круга (180 град.) – это движок на 3000 об/мин.

Движок – 1500 об/мин

Если в окружности вместится три секции (120 град.) – это движок 1500 об/мин. Ну и если в статоре вмещается четыре секции (90 град.) – этот движок на 1000 об/мин. Вот так совершенно просто можно найти количество оборотов “неизвесного” электродвигателя. На представленных рисунках это видно отлично.

Движок – 1000 об/мин

Это способ определения, когда катушки обмоток намотаны секциями. А бывают обмотки “всыпные”, таким способом уже не найти. Таковой способ намотки встречается изредка.

Еще есть один способ определения количество оборотов. В роторе электродвигателя, есть остаточное магнитное поле, которое может наводить небольшую ЭДС в обмотке статора, если мы будем крутить ротор. Эту ЭДС можно “изловить” – миллиамперметром. Наша задачка заключается в следующем: необходимо отыскать обмотку одной фазы, независимо как соединены обмотки, треугольником либо звездой. И к кончикам обмотки подключаем миллиамперметр, вращая вал мотора, смотрим сколько раз отклонится стрелка миллиамперметра за один оборот ротора и вот по этой таблице поглядеть, что за движок вы определяете.

(2p) 2 3000 r/min
(2p) 4 1500 r/min
(2p) 6 1000 r/min
(2p) 8 750 r/min

Вот такие обыкновенные и думаю понятные два способа определения колличества оборотов на котором отсутствует бирка (табличка).

В СССР выпускался прибор ТЧ10-Р, может у кого и сохранился. Кто не лицезрел и не знал о таком измерителе, предлагаю поглядеть фото собственного. В комплекте имеется две насадки, – для измерения оборотов по оси вала и 2-ая для измерения по окружности вала.

Измерить колличество оборотов можно и при помощи “Цифрового лазерного тахометра”

“Цифровой лазерный тахометр”

Технические свойства:

Спектр: 2,5 об / мин ~ 99999 об / ми
Разрешение / шаг: 0,1 об / мин для спектра 2,5 ~ 999,9 об / мин, 1 об / мин 1000 об / мин и поболее
Точность: + / – 0,05%
Рабочее расстояние: 50mm ~ 500mm
Также указывается малое и наибольшее значение
Для тех кому реально необходимо – просто супер вещь!
Л. Рыженков

Обычно на электрическом двигателе прикреплена бирка, на которой выбиты паспортные данные, схема соединения обмоток, напряжение, на котором работает двигатель, количество оборотов в минуту, коэффициент полезного действия и т. д. Но бывают случаи, что табличка или утеряна, или со временем пришла в состояние нечитабельности, или закрашена.

В случае если требуется определить количество оборотов двигателя, а заводского паспорта на двигателе нет или, что зачастую бывает, паспорт закрашен до того, что нет возможности увидеть технические данные и под рукой нет тахометра, определять придется самому и приблизительно.

Принцип работы трехфазного двигателя основан на том, что электрический ток производит вращающееся электромагнитное поле, которое, проходя вокруг ротора, наводит в проводниках ротора токи, которые, взаимодействуя с электромагнитным полем статора, увлекают его за собой. Но благодаря действующим силам трения и инерции ротор запаздывает на небольшую часть оборотов, это называется скольжением ротора.

Синхронная скорость вращения – это скорость, равная скорости вращения поля, но если скорость вращения ротора будет равна скорости вращения поля, то исчезнет вращение поля относительно ротора, что повлечет за собой отсутствие наводимой электродвижущей силы. А также отсутствовало бы взаимодействие ротора с полем.

Не стоит забывать, что на данный момент существует достаточно много разновидностей двигателей, в основном используются асинхронные двигатели, так как они просты в эксплуатации и не требовательны к качеству электрической энергии, а также просты в изготовлении и ремонте.

Для того чтобы определить скорость вращения вала двигателя, если нет никаких данных, а бирка с паспортными данными испорчена или ее нет, потребуется вскрыть одну из крышек двигателя и посчитать количество полюсов на статоре. В таком случае лучше снимать заднюю крышку, для того чтобы не снимать дополнительное оборудование, нацепленное со стороны вала, из серии полумуфты или редуктора, а будет достаточно снять кожух и крыльчатку охлаждения двигателя и крышку. Для этого надо посчитать количество всех пазов и поделить на количество пазов занимаемых одной обмоткой двигателя. Полученное число и равно количеству полюсов электрического двигателя. После чего по количеству полюсов определяем количество оборотов: 2 – 3000 об/мин, 4 – 1500 об/мин, 6 – 1000 об/мин, 8 – 700 об/мин. Но не забывайте, что количество оборотов будет приблизительным, так как количество оборотов всегда меньше заявленных по причине скольжения (запаздывания) ротора относительно магнитного поля, создаваемого обмотками электрического двигателя.

Также можно определить количество оборотов двигателя, не разбирая двигатель, а с помощью амперметра. В роторе двигателя наводится остаточная ЕДС (электродинамическая сила), и по ней можно определить. Берем миллиамперметр, и находим 2 конца одной обмотки, соединяем миллиамперметр и начинаем проворачивать вал. Сколько раз отклонится стрелка за один полный оборот вала двигателя, столько и полюсов у двигателя. А далее берем данные, приведенные ранее, и применяем в этом случае.

Есть еще один метод определения скорости вращения вала двигателя, в случае если нет технических данных или утерян шильник. Для этого применяем стробоскопический метод. Суть метода основывается на иллюзорной неподвижности предмета при кратковременном освещении этого предмета. Таким способом можно определить количество оборотов в минуту у любого двигателя.

Для определения потребуется иметь на руках рисунки калибровочных дисков скорости, ножницы, и люминесцентная лампа и доступ к электрической сети. Распечатываем на обычном принтере калибровочные диски, приклеиваем на ротор двигателя (в основном вам понадобятся первый и четвертый диски, так как это самые распространенные исполнения электрических двигателей). Устанавливаем напротив вала люминесцентную лампу и подключаем ее к сети, включаем двигатель. Если при работе двигателя мы увидим медленное вращение или неподвижность рисунка, калибровочный диск выбран правильно и количество оборотов обозначено на диске правильно. Медленное вращение рисунка обозначает, что есть небольшое скольжение, причем в основном рисунок будет двигаться в обратную сторону, так как количество оборотов будет меньше, чем частота вращения электромагнитного поля. Если перед глазами серая мгла или рисунок движется очень быстро, то останавливаем двигатель и меняем калибровочный диск, и повторяем операцию до момента, пока рисунок не будет неподвижным или медленно вращающимся. Данный способ решения проблемы дешев и доступен. При наличии принтера и люминесцентной лампы можно определить любое количество оборотов.

Старые и бывшие в использовании асинхронные машины советского производства считаются наиболее качественными и долговечными. Однако, как известно многим электромеханикам, шильдики на них могут быть абсолютно нечитабельными, да и в самом двигателе статор мог быть перемотан. Определить номинальную частоту вращения электродвигателя можно по количеству полюсов в обмотке, но если речь идет о машинах с фазным ротором или разбирать корпус нет желания, можно прибегнуть к одному из проверенных методов.

Определение скорости при помощи графического рисунка

Для определения скорости вращения двигателя существует таблица графических рисунков круглой формы. Суть в том, что приклеенный на торец вала бумажный кружок с заданным узором при вращении образует определенный графический эффект при освещении источником света с частотой в 50Гц. Таким образом, перебрав несколько рисунков и сравнив результат с табличными данными можно определить номинальную скорость вращения двигателя.

Типовые характеристики по монтажным размерам

Промышленные двигатели производства СССР, как и большинство современных, производились по государственным стандартам и имеют установленную таблицу соответствия. Исходя из этого, можно замерить высоту центра вала относительно плоскости посадки, его передний и задний диаметры, а также размеры крепежных отверстий. В большинстве случаев этих данных будет достаточно, чтобы найти в таблице нужный двигатель и не только определить частоту вращения, но и установить его электрическую и полезную мощность.

При помощи механического тахометра

Очень часто нужно определить не только номинальную характеристику электрической машины, но и знать точное количество оборотов в данный момент. Это делается при диагностике электрических двигателей и для определения точного показателя коэффициента скольжения .

В электромеханических лабораториях и на производстве используются специальные приборы — тахометры. Если получить доступ к такому оборудованию, измерить частоту вращения асинхронного двигателя можно за несколько секунд. Тахометр имеет стрелочный или цифровой циферблат и измерительную штангу, на конце которой имеется отверстие с шариком. Если смазать центровочное отверстие на валу вязким воском и плотно приставить измерительную штангу к нему, на циферблате отобразится точное количество оборотов в минуту.

При помощи детектора стробоскопического эффекта

Если двигатель находится в процессе эксплуатации, можно избежать необходимости отстыковывать его от исполнительного механизма и снимать задний кожух только для того, чтобы добраться до центровочного отверстия. Точное количество оборотов в этих случаях можно также измерить при помощи стробоскопического детектора. Для этого на вал двигателя наносят продольную риску белого цвета и устанавливают светоулавливатель прибора напротив нее.

При включении двигателя в работу прибор определит точное количество оборотов в минуту по частоте появления белого пятна. Этот метод применяется, как правило, при диагностическом обследовании мощных электрических машин и зависимости частоты вращения от приложенной нагрузки.

Использование кулера от персонального компьютера

Для проведения измерений частоты вращения двигателя можно использовать весьма оригинальный метод. В нем применяется лопастной вентилятор охлаждения от персонального компьютера. Пропеллер крепится к торцу вала при помощи двустороннего скотча, а рама вентилятора удерживается вручную. Провод вентилятора подключается к любому из разъемов материнской платы, на котором можно провести измерения, при этом само питание на кулер подавать не нужно. Точный показатель частоты вращения можно получить через утилиту BIOS или диагностическую утилиту, работающую под управлением операционной системы.

Самый простой способ определения оборотов электродвигателя — использование тахометра.

Но наличие данного прибора у человека, не специализирующегося на электродвигателях, большая редкость. Поэтому существуют способы определения оборотов на глаз. Для определения оборотов электродвигателя откройте одну из крышек электродвигателя и найдите катушку обмотки. Катушек в электродвигателе может быть несколько. Выберете ту катушку, которая находится в зоне видимости и к которой проще доступ.

Старайтесь не нарушить целостность электродвигателя, не доставайте детали. Не пробуйте отсоединить детали между собой.

Рассмотрите внимательно катушку и попробуйте приблизительно определить ее размер относительно кольца статора. Статор — стационарная часть электродвигателя, ротор — подвижная и вращается внутри статора. Вам не потребуется ни линейка, ни точные подсчеты. Вся процедура определяется на глаз.

Скорость вращения ротора — 3000 оборотов в минуту, если размер катушки закрывает половину кольца статора. Скорость вращения ротора — менее 1500 оборотов в минуту, если размер катушки покрывает треть кольца.

Скорость вращения ротора — 1000 оборотов в минуту, если размер катушки составляет одну четвертую по отношению к кольцу.

Существует еще один способ определения оборотов по обмотке. Обмотки находятся внутри статора. Для этого необходимо подсчитать количество пазов, занимаемых секциями одной катушки. Общее количество пазов сердечника составляет количество полюсов: 2 — 3000 об/мин, 4 — 1500 об/мин, 6 — 1000 об/мин.

Частота вращения электродвигателя | Полезные статьи

Частота вращения электродвигателя напрямую влияет на его производительность и уровень энергопотребления. Поэтому регулирование частоты вращения электродвигателя является востребованной в промышленности функцией, которая стала доступной с появлением специальных силовых полупроводниковых приборов — тиристоров, а также транзисторов IGBT.

Рисунок 1. Один из видов преобразователей частоты вращения электродвигателей На сегодняшний день различные способы управления асинхронными электромоторами широко применяются в промышленности, ведь изменяемая частота вращения электродвигателя позволяет не только экономить энергию, но и существенно усовершенствовать управление различными технологическими процессами.

Стоит отметить, что если требуется регулировка скорости, гораздо чаще используются двигатели постоянного тока.

Поэтому использовать преобразователь частоты электродвигателя в данном случае нет необходимости. Управление такого двигателя осуществляется регулированием напряжения, благодаря чему он отличается простотой эксплуатации. При этом двигатели постоянного тока отличаются высокой стоимостью, сложной конструкцией и не всегда подходящими для промышленной эксплуатации характеристиками.

С асинхронными двигателями все наоборот: они надежны, сравнительно недороги и имеют хорошие эксплуатационные характеристики. Но с ними можно использовать только гораздо более дорогостоящие и сложные регуляторы скорости вращения. Впрочем, с появлением биполярных транзисторов с изолированным затвором данная проблема стала гораздо менее острой, поэтому асинхронные двигатели с регулируемой частотой вращения также довольно широко применяются в промышленных масштабах.

Самостоятельное определение частоты вращения электродвигателя

Не зная частоты вращения электродвигателя, во многих случаях нет возможности эксплуатировать его. Если документация к мотору отсутствует, приходится думать, как определить частоту вращения электродвигателя самостоятельно. Сделать это можно, воспользовавшись пошаговой инструкцией:

Современные асинхронные электродвигатели делятся на три группы, по количеству оборотов в минуту. Первая группа — двигатели с частотой до 1000 об/мин. Вторая группа — до 1500 оборотов. Третья группа — до 3000 оборотов в минуту.
Чтобы определить частоту вращения электродвигателя, нужно выявить, к какой группе он относится. Для этого необходимо открыть его крышку и найти катушку обмотки.
Далее нужно примерно определить размеры катушки по отношению к кольцу статора. Точные расчеты и замеры здесь не требуются.
Если катушка по размеру способна закрыть собой примерно половину кольца статора, частота вращения электродвигателя составляет 3000 об/мин. Если катушка покрывает около трети самого кольца, то электродвигатель относится ко второй группе. Если размер катушки равен четверти кольца — число оборотов не превышает 1000.

Это только примерный подсчет, но даже такие данные уже помогут определить основные характеристики, возможности, а значит, и сферу применения исследуемого электродвигателя.

Для оформления заказа позвоните менеджерам компании Кабель.РФ^® по телефону +7 (495) 646-08-58 или пришлите заявку на электронную почту [email protected] с указанием требуемой модели электродвигателя, целей и условий эксплуатации. Менеджер поможет Вам подобрать нужную марку с учетом Ваших пожеланий и потребностей

Где найти прибор который считает обороты двигателя.

Как определить обороты электродвигателя. Принцип работы магнитных тахометров

Несколько лет назад мне срочно понадобилось замерить обороты двигателя, а тахометра нет! Как тут быть? Поскольку замерить обороты мне нужно было позарез, вариант заказывать тахометр и ждать его месяц, меня не устраивал. Пришлось думать! И мне пришла в голову идея использовать для этой цели компьютер, а точнее — звуковой редактор установленый на компе.

Звуковой редактор «Adobe Audition» у меня установлен давно для работы со звуком. Поэтому осталось придумать способ соединения двигателя с компом. Это вопрос был решён буквально в течение 1 минуты — ИК светодиодный приёмник! Полез в коробочку и достал светодиод, а также штеккер «мини джек». Нашёл кусок микрофонного кабеля и через 10 минут светодиодный датчик был готов! Сам диод я вклеил в клопачек от авторучки.

Кабель в сборе.

Для освещения ИК светодиодного датчика использовал фонарик. Тоже светодиодный.

Датчик приклеил кусочком скотча на носу модели, а фонарик просто держал рукой. Расстояние между датчиком и фонариком 5…..7 см. Световой поток от фонарика освещает приёмный светодиод, а воздушный винт прерывает (модулирует) световой поток. В результате светодиод генерирует импульсы. Датчик подключается к микрофонному входу звуковой карты. Необходимое для работы светодиода напряжение обеспечивается конструкцией микрофонного гнезда звуковой карты. Любая звуковая карта рассчитана на работу в том числе и с электретным микрофоном, поскольку ему нужно напряжение питания + 5 Вольт. Поэтому это напряжение присутствует на центральном контакте
микрофонно гнезда и поступает на светодиод, что и обеспечивает его работу. В результате импульсы, возникающие при вращении воздушного винта, через микрофонный вход поступают на звуковую карту, а редактор «Adobe Audition» записывает всё это, как обычный звуковой файл.

Для измерения частоты вращения двигателя запись достаточно осуществить в течение нескольких секунд. Этого достаточно. Вот что мы увидим на экране в окне звукового редактора.

Прежде всего хочу отметить, что в самом низу Редактора имеется временная шкала, именно по ней и определяются обороты двигателя. В данном случае время записи составило 9 секунд. Стрелка показывает внизу окна Редактора временную шкалу. Теперь нужно укрупнить масштаб звукового файла. Чтобы не считаль имулься за одну секунду, (их долго считать), посчитаем их за отрезок времени 0,1 секунды, а потом умножим на 10. Вначале по временной шкале выбираем участок записи чуть более 0,5 секунды и растягиваем его на весь экран.

Выделеный участок ~ 0,5 сек растянут на весь экран. Временная шкала тоже растянулась.

Теперь на временной шкале выделяем отрезок времени ровно 0,1 сек — от 3,1 до 3,2 сек.

и тоже растягиваем его на весь экран. Теперь видно четкие импульсы, подсчитать которые не сложно.

Считаем импульсы в интервале времени 0,1 сек. — их 42 .

А теперь простая арифметика. Раз за 0,1 сек. имеем 42 импульса, значит за 1 сек. их от датчика поступило 420. А за 1 минуту 420 х 60 сек. = 25200 импульсов. Но так ка винт имеет 2 лопасти и дважды прерывает световой поток, результат нужно поделить на 2 и получим 12600 оборотов в минуту. Что и требовалось определить. В случае 3х лопастного винта результат делим на 3. В случае 4х лопастного винта делим на 4. Такой необычный тахометр — синтез ИК диода, компа и звукового редактора меня вполне удовлетворил! А вопрос приобретения «железного» тахометра в магазине,
у меня отпал сам собой. И от приобретения отказался.
На полетах в поле тахометр мне не нужен, а дома комп и кабель со светодиодом всегда под рукой.
Думаю, что не у всех коллег дома уже имеется тахометр, а вот замерить обороты двигателя хочется! В таком случае мой опыт, надеюсь, товарищам пригодится. «Adobe Audition» можно бесплатно скачать отсюда http://www.fayloobmennik.net/2293677 . Можно использовать и другой звуковой редактор, кому что нравится. Мой звуковой файл этого теста двигателя, записаный Редактором лежит тут . В данной статье я хотел показать, что при необходимости, если сильно захотеть, в большинстве случаев, которые возникают у нас, моделистов, можно придумать достойную замену необходимому, но отсутствующему, прибору. Надеюсь, китайские товарищи на меня не в обиде.

Выберете ту катушку, которая находится в зоне видимости и к которой проще доступ. Старайтесь не нарушить целостность электродвигателя, не доставайте детали. Не пробуйте отсоединить детали между собой.

Скорость вращения ротора – 3000 оборотов в минуту, если размер катушки закрывает половину кольца статора. Скорость вращения ротора – менее 1500 оборотов в минуту, если размер катушки покрывает треть кольца. Скорость вращения ротора – 1000 оборотов в минуту, если размер катушки составляет одну четвертую по отношению к кольцу.

Общее количество пазов сердечника составляет количество полюсов: 2 – 3000 об/мин, 4 – 1500 об/мин, 6 – 1000 об/мин.

Определяем обороты

Когда кольцо наполовину закрыто катушкой, число оборотов за минуту достигает 3000. Если закрывается третья часть кольца – число оборотов составляет примерно 1500. При четверти – число оборотов равно 1000.

Корректируем обороты

Частотные преобразователи выступают в качестве надежных устройств, способных кардинальным образом менять частоту тока и форму сигнала. Их основу составляют полупроводниковые триоды (транзисторы) высокой мощности и модулятор импульсов.

Что дает преобразователь?

Датчик давления устанавливается в емкости, посылает сигнал при достижении должного уровня, благодаря чему мотор останавливается.

Фото оборотов электродвигателя

Какой бы станок Вы ни собирали, наверняка не раз, испытывая станок, думали: нужен тахометр. А ведь он все время был у вас под рукой, конечно, если у Вас есть такие простейшие составляющие как маленький моторчик и вольтметр. Познакомьтесь с предлагаемым прибором, и убедитесь, что буквально через пять минут в вашем распоряжении окажется компактный и точный самодельный тахометр.

Цифровой тахометр из смартфона своими руками

Если Вы являетесь обладателем iPhone, то очень советую установить лучшее приложение для измерения оборотов показанное ниже. И не останавливайтесь на стробоскопе из вспышки телефона, это всего лишь поможет понять как работает стробоскоп-тахометр. Сделав своими руками очень простые электронные схемы, Вы получите стробоскопический и лазерный тахометры не уступающие (а в некоторых ситуациях превосходящие) фирменным тахометрам. Схемы, фото и описание тахометров найдете в этом приложении. Видео с демонстрацией этого приложения смотрите ниже.

Самодельный стробоскопический тахометр из iPhone своими руками

Самодельный лазерный (оптический) тахометр из iPhone своими руками

Сравнительные измерения частоты вращения двигателя лазерным и стробоскопическим тахометрами

Старые и бывшие в использовании асинхронные машины советского производства считаются наиболее качественными и долговечными. Однако, как известно многим электромеханикам, шильдики на них могут быть абсолютно нечитабельными, да и в самом двигателе мог быть перемотан. Определить номинальную частоту вращения можно по количеству полюсов в обмотке, но если речь идет о машинах с фазным ротором или разбирать корпус нет желания, можно прибегнуть к одному из проверенных методов.

Определение скорости при помощи графического рисунка

Для определения скорости вращения двигателя существует графических рисунков круглой формы. Суть в том, что приклеенный на торец вала бумажный кружок с заданным узором при вращении образует определенный графический эффект при освещении источником света с частотой в 50Гц. Таким образом, перебрав несколько рисунков и сравнив результат с табличными данными можно определить номинальную скорость вращения двигателя.

Типовые характеристики по монтажным размерам

Промышленные производства СССР, как и большинство современных, производились по государственным стандартам и имеют установленную таблицу соответствия.

Исходя из этого, можно замерить высоту центра вала относительно плоскости посадки, его и задний диаметры, а также размеры крепежных отверстий. В большинстве случаев этих данных будет достаточно, чтобы найти в таблице нужный двигатель и не только определить частоту вращения, но и установить его электрическую и полезную мощность.

При помощи механического тахометра

При помощи детектора стробоскопического эффекта

Использование кулера от персонального компьютера

Пропеллер крепится к торцу вала при помощи двустороннего скотча, а рама вентилятора удерживается вручную. Провод вентилятора подключается к любому из разъемов материнской платы, на котором можно провести измерения, при этом само питание на кулер подавать не нужно. Точный показатель частоты вращения можно получить через утилиту BIOS или диагностическую утилиту, работающую под управлением операционной системы.

Поделись статьей:

Как измерить частоту вращения асинхронного двигателя. Как определить скорость вращения электродвигателя Проверить обороты мультиметром

3000 оборотов в минуту

1500 оборотов в минуту

1000 оборотов в минуту

750 оборотов в минуту

500 оборотов в минуту

Самый простой способ определения оборотов электродвигателя – использование тахометра.

Скорость вращения ротора – 1000 оборотов в минуту, если размер катушки составляет одну четвертую по отношению к кольцу.

Электродвигатель – обмотка статора

Движок – 3000 об/мин

Движок – 1500 об/мин

Движок – 1000 об/мин

(2p) 2 3000 r/min
(2p) 4 1500 r/min
(2p) 6 1000 r/min
(2p) 8 750 r/min

Измерить колличество оборотов можно и при помощи “Цифрового лазерного тахометра”

“Цифровой лазерный тахометр”

Технические свойства:

Старые и бывшие в использовании асинхронные машины советского производства считаются наиболее качественными и долговечными. Однако, как известно многим электромеханикам, шильдики на них могут быть абсолютно нечитабельными, да и в самом двигателе мог быть перемотан. Определить номинальную частоту вращения можно по количеству полюсов в обмотке, но если речь идет о машинах с фазным ротором или разбирать корпус нет желания, можно прибегнуть к одному из проверенных методов.

Определение скорости при помощи графического рисунка

Типовые характеристики по монтажным размерам

Промышленные производства СССР, как и большинство современных, производились по государственным стандартам и имеют установленную таблицу соответствия. Исходя из этого, можно замерить высоту центра вала относительно плоскости посадки, его и задний диаметры, а также размеры крепежных отверстий. В большинстве случаев этих данных будет достаточно, чтобы найти в таблице нужный двигатель и не только определить частоту вращения, но и установить его электрическую и полезную мощность.

При помощи механического тахометра

При помощи детектора стробоскопического эффекта

Использование кулера от персонального компьютера

Как определить обороты эл двигателя. Как определить мощность и обороты электродвигателя без его разборки

Как определить обороты ротора по обмотке статора

1. Если катушка занимает половину кольца железа статора, то электродвигатель на 3000 об/мин.

Как самостоятельно узнать число оборотов электродвигателя

Пошаговая инструкция определения оборотов

Все электродвигатели имеют основные характеристики:

Потребляемая мощность
Максимальный КПД
Номинальная частота вращения вала
Номинальный момент

Также они имеют механическую характеристику – зависимость момента от оборотов. Определить количество оборотов электродвигателя можно по катушкам обмотки статора. Для этого в статоре надо найти катушку, которая лучше всего просматривается. Если вычислить расстояние, занимаемое катушкой по кольцу железа статора, можно точно определить, сколько оборотов имеет данная асинхронная модель.

Асинхронные устройства разделяются по количеству оборотов мотора на: 1000 об/мин, 1500 об/мин и 3000 об/мин.

Если расстояние составляет половину кольца железа статора, то это агрегат с 3000 об/мин. Если это составляет 1/3 кольца железа, то он имеет 1500 об/мин. Если же расстояние, занимаемое катушкой, составляет 1/4 кольца железа, то данный прибор имеет 1000 об/мин.

Модели с количеством 1000 об/мин применяют на таком оборудовании, где нет необходимости в высокой скорости вращения вала ротора. Например, на лебедках, кранах, транспортерах и т.д.

Электродвигатели с оборотами 1500 и 3000 об/мин применяют на металлообрабатывающих и деревообрабатывающих станках, компрессорах, холодильниках и т.д.

Мощность их может колебаться в пределах от 0,12 до 200 кВт, что напрямую зависит от размера и назначения оборудования.

Электронные регуляторы в зависимости от типа двигателя, классифицируются:

Для коллекторных моделей
Для безколлекторных бездатчиковых
Для безколлекторных с датчиками Холла.

Также все регуляторы оборотов электродвигателя различаются в зависимости от максимального рабочего тока, напряжения батареи, работы с аккумуляторами различного типа.

Регуляторы, предназначенные для безколлекторных устройств, не только управляют мощностью, но и определяют положение ротора в каждый момент времени для того, чтобы правильно задать фазы трех питающих напряжений, необходимых для работы мотора.

Регуляторы для коллекторных моторов могут быть подсоединены к нескольким моторам, параллельно или последовательно с условием, что суммарный ток не превышает максимальный ток, рассчитанный на данный регулятор.

Регуляторы, предназначенные для электрических двигателей водоплавных судов, оснащены дополнительной защитой от влаги и имеют жидкостное охлаждение.

Регуляторы, применяемые в автомобилях, оборудованы радиатором воздушного охлаждения и реверсом направления вращения.

Некоторые модели регуляторов имеют на корпусе кнопки для изменения параметров, другие настаиваются с помощью аппаратуры.

Основные настраиваемые функции регуляторов:

Гувернер – режим регулирования не мощности, а оборотов. При изменении нагрузок, контроллер добавляет или уменьшает мощность.
Режим старта – быстрый, плавный, жесткий.
Для устройства с редукторами или тяжелыми лопастями – режим, замедляющий набор оборотов при его старте.
Настройка времени набора оборотов от ноля до максимума – т.е. ускорение или задержание.
Настройка режима газа – зависимость оборотов мотора от ручки газа. Может быть оснащена автокалибровкой.
Функция тормоз – включение/выключение режима торможения. В некоторых контроллерах есть функция регулировки усилия торможения от 0 до 100%.
Функция реверс – включение и выключение режима реверса.
Настройка ограничения тока — устанавливает максимальную силу тока, при превышении которой, агрегат отключается автоматически.
Функция напряжение выключение мотора – устанавливает минимальное напряжение аккумуляторной батареи. В целях защиты батареи от глубокого разряда, отключает ее от двигателя.
Функция тип выключения мотора – мягкое или жесткое выключение при срабатывании защиты.
Настройка частоты импульсов позволяет улучшить линейность регулирования частоты вращения. Применяется в основном для 3-4-витковых низкоиндуктивных моторов.
Функция опережение – устанавливает угол опережения коммутации обмоток.

Как уменьшить обороты или как увеличить обороты электродвигателя? Для этого нужно произвести изменение напряжения на обмотках статора. Зависимость напряжения от частоты вращения близка к линейной.

Для изменения числа оборотов коллекторного устройства с независимым возбуждением нужно поменять напряжение на обмотках ротора, при этом не меняя напряжение на обмотке статора.

Для регулирования частоты вращения с последовательным возбуждением, питающегося от сети переменного тока, применяют тиристорный регулятор.

Угловая скорость

Период и частота

Период вращения T — это время, за которое тело совершает один оборот.

Частота вращение — это количество оборотов за одну секунду.

Частота и период взаимосвязаны соотношением

Связь с угловой скоростью

Линейная скорость

Рассмотрим точку на окружности, которая совершает один оборот, время, которое затрачено — это есть период T . Путь , который преодолевает точка — это есть длина окружности.

Центростремительное ускорение

Используя предыдущие формулы, можно вывести следующие соотношения

Рассмотрим перемещение точки на окружности из А в В. Линейная скорость равна v A и v B соответственно. Ускорение — изменение скорости за единицу времени. Найдем разницу векторов.

3000 оборотов в минуту

1500 оборотов в минуту

1000 оборотов в минуту

750 оборотов в минуту

500 оборотов в минуту

Учебное пособие по электродвигателям постоянного тока

— Расчеты электродвигателей постоянного тока без сердечника с щетками

Расчет двигателей для бесщеточных двигателей постоянного тока без сердечника

При выборе бесщеточного двигателя постоянного тока без сердечника для приложения или при разработке прототипа с приводом необходимо учитывать несколько основных принципов физики двигателя, которые необходимо учитывать для создания безопасной, хорошо функционирующей и достаточно мощной прецизионной приводной системы. 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 _loss) 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, Вт
M = Крутящий момент в Нм
F = Сила, 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 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 крутящего момента-скорости. Хотя использование кривых крутящий момент-скорость гораздо более распространено 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 питания, 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 на двигателе 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 вращать 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 двигателя k _M 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: Постройте сюжет 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 по сравнению с крутящим моментом ( n по сравнению с M )
Красный = ток по сравнению с крутящим моментом ( I по сравнению с M )
Зеленый = эффективность по сравнению с крутящим моментом ( η или . M )
Коричневый = мощность в зависимости от крутящего момента ( P vs. М )

Характеристики двигателя

Примечание: 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.

Ток нагрузки	2,79 А
Напряжение нагрузки	24,11 В
Температура обмотки двигателя	140,23 ° С
Температура корпуса двигателя	105,03 ° С
Скорость мотора	7370 мин ^-1
Требуемый момент нагрузки	68 мНм
Выходная мощность	52,48 Вт
Эффективность (в целом)	77,97%

Примечание. Из-за нехватки места отображается пример расчета для одной точки.

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 энергию в механическую.

Максимальный КПД достигается примерно при 10% крутящего момента двигателя при остановке. Знаменатель называется потерей 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 « м », в то время как индекс постоянной крутящего момента использует прописную 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». При применении к двигателю постоянного тока, последовательно подключенному к источнику постоянного тока, правило Кирхгофа для напряжения может быть выражено как «Номинальное напряжение питания от источника питания должно быть равно по величине сумме падения 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 _{= Обратная 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 Кирхгофа по напряжению)

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 надлежащие 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 текущего выхода:

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 = Тормозной момент
n ₀ = Скорость холостого хода

Альтернативный подход к получению этого значение — найти скорость, 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 / А. «Согласно паспорту двигателя, электрическое сопротивление составляет 1,03 Ом в холодном состоянии для варианта 24 В.»

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 представляет собой наклон кривой крутящего момента в зависимости от скорости, полученный путем деления скорости двигателя без нагрузки 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 k _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 посчитаем ее в нашей рабочей точке:

Оценка температуры обмотки двигателя во время работы:

А 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 термического 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 обмоток 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 предположить, 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 градус Кельвина)

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 градус Кельвина)

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 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 повлиять рассеяние тепловой мощности, обратитесь к квалифицированному инженеру FAULHABER.Мы всегда готовы помочь.

Расчет размеров двигателя

Правильный размер и выбор двигателя для вашего оборудования являются ключом к обеспечению производительности, надежности и стоимости оборудования. В дополнение к приведенной ниже информации по правильному подбору двигателя Oriental Motor предлагает онлайн-инструменты для выбора двигателя, а также помощь сотрудников нашей службы технической поддержки.

Наша служба технической поддержки готова помочь вам правильно определить размер и выбрать двигатель в зависимости от вашего индивидуального применения.Просто позвоните по телефону 1-800-GO-VEXTA (468-3982) (с понедельника по пятницу с 7:30 до 17:00 по тихоокеанскому стандартному времени).

Процедура выбора

Первым делом необходимо определить приводной механизм для вашего оборудования. Некоторые примеры: прямое вращение, шариковый винт, ремень и шкив или рейка и шестерня. Наряду с типом приводного механизма необходимо также определить размеры, массу, коэффициент трения и т. Д., Необходимые для расчета нагрузки:

Размеры и масса (или плотность) груза
Размеры и масса (или плотность) каждой детали
Коэффициент трения скользящей поверхности каждой подвижной части

Далее вам нужно будет определить требуемые технические характеристики на оборудование:

Скорость перемещения и время работы
Расстояние позиционирования и время позиционирования
Разрешение
Точность остановки
Удержание позиции
Электропитание и напряжение
Операционная среда
Особые характеристики и требования, такие как; Открытый цикл, замкнутый цикл, программируемый, обратная связь, рейтинг IP, утверждения агентов и т. Д.

Чтобы определить требуемую мощность двигателя, необходимо вычислить три фактора; Момент инерции, крутящий момент и скорость. (Обратитесь к нижеследующим разделам по расчетам для каждого.)

После того, как вы рассчитали инерцию, крутящий момент и скорость двигателя, вы выберете тип двигателя на основе требуемых характеристик. Oriental Motor предлагает широкий ассортимент шаговых двигателей, серводвигателей, двигателей переменного тока и бесщеточных двигателей для удовлетворения конкретных потребностей вашего оборудования.

Наконец, после выбора типа двигателя вы сделаете окончательное определение двигателя, подтвердив, что характеристики выбранного двигателя (и редуктора, если применимо) удовлетворяют всем требованиям, таким как механическая прочность, время ускорения и момент ускорения.

Расчет размеров двигателя

При выборе двигателя необходимо учитывать три фактора; Момент инерции, крутящий момент и скорость.

Момент инерции

Момент инерции — это мера сопротивления объекта изменениям скорости его вращения.

Когда объект просто сидит без движения, момент инерции равен 0.

Когда вы пытаетесь заставить его двигаться, что означает, что вы хотите изменить скорость объекта с 0 на любую, возникнет эффект момента инерции.

Основная инерция (Дж) Уравнение :

Расчет момента инерции вращающегося объекта

Расчет момента инерции цилиндра

Расчет момента инерции полого цилиндра

Расчет момента инерции для смещенной оси

Расчет момента инерции для прямоугольной опоры

Расчет момента инерции для объекта, движущегося линейно

Единицы измерения момента инерции

Единицы инерции обычно используются двумя способами: унций в секунду и унций в секунду .Первое включает в себя гравитацию, второе — только массу.

Теоретически инерция — это фактор массы, поэтому он не должен включать гравитацию, однако практически мы не можем легко измерить массу на Земле.

Oriental Motor обычно обеспечивает инерцию в унциях на дюйм. Затем, когда мы вычисляем момент ускорения в расчете крутящего момента, мы делим общую инерцию на силу тяжести.

Плотность = 386 дюймов / сек²

унций-дюйм² = инерция в зависимости от веса
унций / сек² = инерция, основанная на массе

Вычисление унций-дюймов² до унций-дюймов²

Момент

Крутящий момент — это стремление силы вращать объект вокруг оси.Крутящий момент состоит из двух компонентов; компонент нагрузки (постоянный) и компонент ускорения.

Составляющая момента нагрузки обычно возникает из-за трения и / или силы тяжести и всегда действует на двигатель. Этот компонент обычно можно определить путем расчета или путем наложения динамометрического ключа на систему и считывания значения крутящего момента. Когда его невозможно измерить, мы используем некоторые уравнения для расчета приблизительного значения.

Однако ускоряющий момент действует на двигатель только тогда, когда он ускоряется или замедляется.Как только двигатель работает с постоянной скоростью, этот компонент уходит. Измерять составляющую ускорения сложно, не говоря уже об опасности. Если вы хотите, чтобы нагрузка набирала скорость в течение 50 миллисекунд, вполне вероятно, что динамометрический ключ слетит. Поэтому рассчитываем составляющую ускорения. Этот компонент является функцией инерции системы и скорости ускорения. Итак, как только мы определим эти значения, мы сможем вычислить момент ускорения.

Момент нагрузки ( T )

Нагрузка крутящего момента очень проста.

Как вы видите, крутящий момент в этом уравнении является произведением силы и расстояния между силой и центром вращения. Например, если вы хотите удержать силу, действующую на конец шкива, T = F x r . Таким образом, расчет момента нагрузки определяет силу в системе и логическое расстояние между валом двигателя и местом действия силы.

Когда механика усложняется, нам нужно преобразовать F и r, чтобы они соответствовали механике.

Момент нагрузки — фактическое измерение

Если вы можете измерить силу, это наиболее точный способ найти силу, поскольку он учитывает всю эффективность и коэффициент трения каждой части.

FB = Усилие, когда главный вал начинает вращаться

Сил

Есть три типа сил; вертикальный, горизонтальный и наклонный. Сила варьируется в зависимости от того, как она действует.

Расчет вертикальной силы

Расчет горизонтальной силы

Расчет силы наклона

Расчет момента нагрузки — шарико-винтовая передача

Расчет момента нагрузки — привод шкива

Расчет крутящего момента нагрузки — тросовый или ременной привод, реечный и шестеренный привод

Момент ускорения

Как упоминалось ранее, момент ускорения состоит из инерции и скорости ускорения.Если нам известны эти два значения, мы можем рассчитать момент ускорения.

Расчет момента ускорения ( Ta )

Если скорость двигателя изменяется, всегда необходимо устанавливать момент ускорения или момент торможения.

Основная формула одинакова для всех двигателей. Однако используйте приведенные ниже формулы при вычислении момента ускорения для шаговых или серводвигателей на основе скорости импульса.

Общая формула для всех двигателей

При расчете момента ускорения для шаговых или серводвигателей на основе скорости импульса

Есть два основных профиля движения.Операция ускорения / замедления является наиболее распространенной. Когда рабочая скорость низкая и инерция нагрузки мала, можно использовать режим пуска / останова.

Расчет необходимого крутящего момента ( TM )

Требуемый крутящий момент рассчитывается путем умножения суммы крутящего момента нагрузки и крутящего момента ускорения на коэффициент безопасности.

Расчет эффективного момента нагрузки ( Trms ) для серводвигателей и бесщеточных двигателей серии BX

Когда требуемый крутящий момент двигателя изменяется со временем, определите, можно ли использовать двигатель, вычислив эффективный момент нагрузки.Эффективный крутящий момент нагрузки становится особенно важным для режимов работы, таких как операции с быстрым циклом, когда ускорение / замедление является частым. Рассчитайте эффективный момент нагрузки при выборе серводвигателей или бесщеточных двигателей серии BX.

Скорость

Скорость определяется путем вычисления расстояния, разделенного на время. Для шаговых или серводвигателей необходимо также учитывать время разгона.

Расчет стандартной скорости

Скорость = Расстояние / Время

Для шаговых или серводвигателей

Скорость = Расстояние / (Время — Время разгона ( t1 )

Хотите узнать больше?

Группа технической поддержки и инженеры компании

Oriental Motor будут работать с вами, чтобы определить лучшее решение для вашего приложения.Опытные члены команды ORIENTAL MOTOR знают технологию от и до. Мы найдем подходящее решение в соответствии с вашими потребностями и объясним альтернативы. Позвоните по телефону 1-800-GO-VEXTA (468-3982), чтобы поговорить с членом группы технической поддержки Oriental Motor.

Решения для высокоскоростных электродвигателей

Определение

Скорость двигателя — это величина скорости вращения вала двигателя. В приложении движения скорость двигателя определяет, насколько быстро ось вращается — количество полных оборотов в единицу времени.Приложения различаются по требованиям к скорости, в зависимости от того, что перемещается, и от согласованности с другими компонентами машины. Необходимо достичь баланса между скоростью и крутящим моментом, поскольку двигатели обычно создают меньший крутящий момент при работе на более высоких скоростях.

Обзор решения

Мы учитываем требования к скорости в процессе проектирования, создавая оптимальные конфигурации катушек (обычно называемых обмотками) и магнитов. В некоторых конструкциях катушка вращается в зависимости от конструкции двигателя.Создание конструкции двигателя, исключающей объединение железа с катушкой, приводит к более высоким скоростям. Инерция этих высокоскоростных двигателей резко снижена, что также увеличивает ускорение (отзывчивость). В некоторых конструкциях магнит вращается вместе с валом. Поскольку магнит является фактором, способствующим инерции двигателя, требуется разработка конструкции, отличной от конструкции стандартного цилиндрического магнита. Снижение инерции приводит к увеличению скорости, а также ускорению.

Portescap Technology

Portescap разработал высокоскоростные двигатели для наших бесщеточных технологий постоянного и щеточного постоянного тока с самонесущими катушками ротора высокой плотности.Безжелезная природа щеточных катушек постоянного тока обеспечивает как высокое ускорение, так и более высокие скорости, особенно по сравнению с щеточными двигателями постоянного тока с конструкцией с железным сердечником. Portescap предлагает уникальную серию шаговых двигателей, серию дисковых магнитов, которые имеют тонкий дисковый магнит в отличие от цилиндрического магнита. За счет снижения инерции двигателей мы можем достичь скорости до 10 000 об / мин с шаговым двигателем, что не имеет аналогов в отрасли. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать, как мы можем помочь вам найти подходящие высокоскоростные двигатели для ваших критически важных приложений.

Высокоскоростные двигатели Portescap идеально подходят для следующих применений:

Факты о скорости вращения двигателя центробежного насоса B&G — Bornquist Inc.

Понедельник, 6 июня 2018 г.

Понимание скорости вращения электродвигателя является важной частью правильного выбора и применения центробежных насосов B&G. Ниже приводится объяснение того, как двигатели сконструированы для работы с определенной скоростью, и как изменяется скорость двигателей при установке для привода центробежного насоса. Обороты двигателя «без нагрузки» Каждый асинхронный двигатель переменного тока имеет магнитные полюса.Эти полюса образуются пучками магнитных проводов, намотанных вместе в пазах неподвижной части двигателя (сердечника статора). Загляните внутрь электродвигателя, и вы можете сосчитать количество полюсов или обмоток. Количество и расположение этих пучков проводов создают магнитные полюса, а количество полюсов в двигателе определяет скорость двигателя, выраженную в оборотах в минуту. Эта скорость двигателя обычно обозначается как об / мин без нагрузки , поскольку она зависит от числа полюсов двигателя и частоты сети (герц).Имея это в виду, вы можете предположить, что каждый четырехполюсный асинхронный двигатель переменного тока работает с одинаковой скоростью. На самом деле это так, и вы можете определить эту скорость, используя следующую формулу:

Для электрических систем с частотой 60 Гц, которые распространены в Северной Америке: 7200, разделенные на количество полюсов в двигателе, дают вам число оборотов в минуту без нагрузки. Таким образом, следующие распространенные обороты двигателя на частоте 60 Гц:
- Конструкция двухполюсного двигателя — скорость холостого хода 3600 об / мин (7200 разделить на 2)
- Конструкция 4-полюсного двигателя — скорость холостого хода 1800 об / мин (7200 делится на 4)
- Конструкция шестиполюсного двигателя — скорость холостого хода 1200 об / мин (7200 делится на 6)
Для систем с частотой 50 Гц: 6000, разделенные на количество полюсов, дают вам число оборотов в минуту без нагрузки.В Северной Америке двигатели работают в системе с частотой 60 Гц.

Обороты двигателя «под нагрузкой» Еще один важный элемент, на который следует обратить внимание, это то, что под нагрузкой вращающиеся части двигателя отстают от магнитной скорости или «сбивают» ее. Как показано выше, четырехполюсный двигатель, работающий без нагрузки, будет работать со скоростью 1800 об / мин (7200, разделенных на четыре полюса). В нагруженном состоянии двигатель будет развивать скорость от 1600 до 1750 об / мин. При полной номинальной нагрузке скольжение обычно изменяется от более 5% для двигателей малого или специального назначения до менее 1% для двигателей большой мощности.Точно так же двухполюсный двигатель будет работать со скоростью 3600 об / мин без нагрузки и от 3000 до 3450 об / мин под нагрузкой. Шестиполюсные двигатели работают со скоростью 1200 об / мин без нагрузки и от 1050 до 1175 об / мин под нагрузкой. Кривые производительности насосов B&G опубликованы при об / мин двигателя под нагрузкой Кривые производительности центробежных насосов компании B&G публикуются в буклетах с кривыми на странице «Скорости при пониженной нагрузке», чтобы точно отображать производительность насоса при установке в системе владельца здания. Эти же значения скорости при пониженной нагрузке также используются для выбора насоса в программе выбора насосов B&G (ESP-Systemwize).Ниже приведен пример кривой насоса с торцевым всасыванием, установленной на основании с торцевым всасыванием серии e-1510, с четырехполюсным двигателем (1800 об / мин) с характеристиками, показанными при скорости работы под нагрузкой 1750 об / мин. Понимание разницы между оборотами двигателя без нагрузки и оборотов двигателя без нагрузки имеет решающее значение для объяснения производительности центробежного насоса вашим клиентам. Спасибо Джерри Вигеле, специалисту по продукции центробежных насосов в Xylem, за публикацию этого сообщения в нашем блоге.

Теги: Bell & Gossett, проектирование, центробежные насосы, двигатели, кривые насосов, HVAC

Как определить скорость вращения электродвигателя.Какая угловая скорость в конкретных случаях

Как узнать количество оборотов электродвигателя самостоятельно

Часто, покупая электродвигатель с рук, автовладелец (и не только) впоследствии обнаруживает, что на него нет документации. В этом случае, как правило, приходится самостоятельно определять скорость электродвигателя, а многие, как показывает практика, не умеют это делать. Эта статья расскажет, как самому определить скорость электродвигателя и что нужно знать.

Пошаговая инструкция по определению скорости

1. Сегодня асинхронные электродвигатели делятся на три группы, каждая из которых говорит об индивидуальном вращении ротора в минуту. Первая группа — электродвигатели, совершающие 1000 оборотов в минуту. Сразу стоит отметить, что эта цифра немного завышена, так как двигатель асинхронный.

Делает, как правило, порядка 950-970 об / мин, но для удобства специалисты решили округлить такие цифры.Ко второй группе относятся двигатели, число оборотов ротора которых составляет 1500 в минуту. Эта цифра тоже округлая, ведь электродвигатель развивает 1430-1470 об / мин.

Третья группа асинхронных электродвигателей — это группа, к которой принадлежит деталь, ротор которой вращается вокруг себя три тысячи раз за одну минуту. Реальное количество оборотов — 2900-2970.

2. Чтобы определить скорость электродвигателя, сначала необходимо определить, к какой из вышеперечисленных групп он принадлежит.Для этого откройте одну из его крышек и найдите под днищем катушку намотки. Помните, такая катушка может состоять из одной части или нескольких, в частности трех или четырех. Помимо прочего, следует учитывать, что таких катушек в электродвигателе может быть несколько. Вам нужен только один, к которому, чтобы учесть, нужно приложить минимум усилий.

3. Внимание! Катушки между собой соединены определенными деталями, которые иногда затрудняют просмотр необходимой информации. Ни при каких обстоятельствах нельзя ничего отключать друг от друга.Внимательно посмотрите на выбранную деталь и попытайтесь приблизительно определить размер катушки относительно кольца статора.

4. Это расстояние для определения числа оборотов электродвигателя не требуется определять с точностью. Вам подойдет приблизительная оценка.

Если размер обмотки покрывает примерно половину кольца статора, то скорость ротора составляет три тысячи оборотов в минуту.

Если размер катушки покрывает примерно треть самого кольца, электродвигатель будет принадлежать ко второй группе и, следовательно, количество оборотов, которое он может сделать, не будет превышать 1500 оборотов в минуту.

Когда размер катушки составляет одну четвертую по отношению к кольцу, количество оборотов электродвигателя будет 1000 оборотов в минуту и, соответственно, двигатель будет принадлежать к третьей группе.

Электродвигатель — обмотка статора

Время от времени в процессе работы нужно находить количество оборотов асинхронного электродвигателя, на котором нет метки. И не каждый электрик справится с этой задачей.Но мое мировоззрение таково, что это должен понимать каждый электрик. На собственном рабочем месте, как говорится — по долгу службы, разбираешься во всех свойствах собственных двигателей. И мы прибежали на новое рабочее место, а там ни на одном движке меток нет. Узнать количество оборотов электродвигателя очень просто и просто. Определяется по обмотке. Для этого снимаем крышку мотора. Лучше делать это с задней крышкой, так как шкив или полумуфту снимать не нужно. Достаточно снять кожух

Охлаждение

, крыльчатка и крышка двигателя доступны.После снятия крышки хорошо видно обмотку. Найдите один раздел и посмотрите, сколько

Двигатель — 3000 об / мин

происходит по окружности (статора). Теперь запомните, если катушка принимает полукруга (180 градусов) — это двигатель на 3000 об / мин.

Двигатель — 1500 об / мин

Если три секции входят в круг (120 градусов), это двигатель 1500 об / мин. Хорошо, если в статоре четыре секции (90 градусов) — это двигатель 1000 об / мин.Вот так довольно просто найти количество оборотов «неизвестного» электродвигателя. Это прекрасно видно на представленных рисунках.

Двигатель — 1000 об / мин

Это способ обнаружения намотки катушек обмотки по частям. И есть «свободные» обмотки, которые таким способом не найти. Такой способ намотки встречается редко.

Есть еще один способ определить количество оборотов. В роторе электродвигателя есть остаточное магнитное поле, которое может вызвать небольшую ЭДС в обмотке статора, если мы повернем ротор.Эту ЭДС можно «поймать» — миллиамперметром. Наша задача такова: необходимо найти обмотку одной фазы вне зависимости от того, как соединены обмотки, треугольником или звездой. И мы подключаем миллиамперметр к концам обмотки, вращая вал двигателя, смотрим, во сколько раз отклоняется стрелка миллиамперметра за один оборот ротора, и из этой таблицы видно, какой двигатель вы определяете.

(2 полюса) 2 3000 об / мин
(2 полюса) 4 1500 об / мин
(2 полюса) 6 1000 об / мин
(2 полюса) 8750 об / мин

Это обычные и, как мне кажется, два понятных способа определения количества оборотов, на которых нет метки (таблички).

В СССР производили прибор ТЧ20-Р, может кто сохранил. Кто не видел и не знал о таком измерителе, предлагаю посмотреть собственное фото. В комплект входят две насадки — для измерения оборотов по оси вала и вторая для измерения по окружности вала.

Вы также можете измерить количество оборотов с помощью «Цифрового лазерного тахометра».

«Цифровой лазерный тахометр»

Технические характеристики:

Спектр: 2.5 ~ 99999 об / мин
Разрешение / шаг: 0,1 об / мин для спектра 2,5 ~ 999,9 об / мин, 1 об / мин 1000 об / мин или более
Точность: +/- 0,05%
Рабочее расстояние: 50 мм ~ 500 мм
Также указано наименьшее и наибольшее значение
Для тех, кто очень нужно — просто супер вещь!
Л. Рыженков

Возникла необходимость узнать мощность или частоту вращения вала и другие параметры электродвигателя, но после внимательного осмотра на корпусе не оказалось таблички (шылдик) с названием и техническими параметрами.Вам придется определить это самостоятельно, для этого есть несколько способов, и мы рассмотрим их ниже.

Мощность электродвигателя — это коэффициент преобразования электрической энергии, ее принято определять в ваттах.

Чтобы понять, как это работает, нам нужны 2 величины: ток и напряжение. Сила тока — это количество тока, которое проходит через сечение за определенный промежуток времени, его принято определять в амперах.Напряжение — величина, равная работе по перемещению заряда между 2 точками цепи, ее принято определять в вольтах.

Для расчета мощности используется формула N = A / t, где:

Н — мощность;

Насчет работы;

Часто электродвигатель поступает с завода с заданными техническими параметрами. Но заявленная мощность не всегда соответствует реальной, и, скорее всего, это может означать только максимальную мощность электрического потока.

Таким образом, если, например, на вашем электроинструменте указана мощность 500 Вт, это вовсе не означает, что инструмент просыпается и потребляет ровно 500 Вт.

Электродвигатели вырабатывают стандартную дискретную мощность, линейные типы 1,5, 2,2, 4 кВт.

Опытный электрик легко различит 1,5 и 2,2 кВт, просто взглянув на его габариты. Кроме того, он сможет определить количество оборотов двигателя по размеру статора, количеству пар полюсов и диаметру вала.

Обмотчик будет еще более опытен в этом деле, специалист по перемотке электродвигателей со 100% уверенностью определит технические параметры вашего электродвигателя.

Если паспортная табличка двигателя утеряна, для расчета мощности двигателя необходимо измерить ток на обмотках ротора и по стандартной формуле найти потребляемую мощность электродвигателя.

Основные способы определения мощности двигателя

Определение мощности по току … Для этого подключаем двигатель к сети и контролируем напряжение. Затем по очереди в цепи каждой из обмоток статора включаем амперметр и измеряем потребляемый ток. После того, как мы нашли сумму потребляемых токов, полученное число нужно умножить на фиксированное напряжение, в результате у нас получится число, определяющее мощность электродвигателя в ваттах.

Определить мощность по размеру … Необходимо измерить диаметр сердечника (изнутри) и его длину.

Умножаем синхронную частоту вращения вала на диаметр сердечника (в сантиметрах), полученное значение умножаем на 3,14, затем делим на частоту сети, умноженную на 120. Полученное значение мощности просыпается в киловаттах.

Учет счетчиком … Метод считается наиболее простым. Для этого для чистоты эксперимента отключаем в доме все нагрузки. Далее нужно включить двигатель на определенное время (например, 10 минут).На кисточке можно увидеть разницу в киловаттах; по нему легко посчитать, сколько киловатт потребляет двигатель. Удобнее всего использовать переносной электросчетчик, который показывает потребление в киловаттах (ваттах) в реальном времени.

Чтобы определить реальный показатель мощности, производимой двигателем, необходимо найти общую скорость вращения, измеряемую в количестве оборотов в секунду, — тяговое усилие двигателя.

Скорость последовательно умножается на 6.28, сила и радиус вала, которые могут быть рассчитаны штангенциркулем. Найденное значение мощности выражается в ваттах.

Определите рабочее число оборотов двигателя .

Мощность определяем по расчетным таблицам … Штангенциркулем измеряем диаметр вала, длину мотора (без выступающего вала) и расстояние до оси. Измеряем вылет вала и его выступающую часть, диаметр фланца, если он есть, а также расстояние до крепежных отверстий.

Из этих данных с помощью сводной таблицы можно легко определить мощность двигателя и другие характеристики.

1,1 кВт

1,5 кВт

Иногда в отношении автомобилей возникают вопросы из математики и физики. В частности, одна из таких проблем — угловая скорость. Это касается как работы механизмов, так и прохождения поворотов. Давайте разберемся, как определить это значение, как оно измеряется и какие формулы здесь следует использовать.

Как определить угловую скорость: что это за величина?

С физической и математической точки зрения это значение можно определить следующим образом: это данные, показывающие, как быстро определенная точка вращается вокруг центра круга, по которому она движется.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Это чисто теоретическое значение имеет большое практическое значение при эксплуатации автомобиля. Вот лишь несколько примеров:

Необходимо правильно соотнести движения, с которыми вращаются колеса при повороте. Угловая скорость колеса автомобиля, движущегося по внутренней части траектории, должна быть меньше, чем у внешней.
Требуется посчитать, с какой скоростью вращается коленчатый вал в автомобиле.
Наконец, сама машина, проезжая поворот, тоже имеет определенное значение параметров движения — а на практике от них зависит устойчивость машины на трассе и вероятность опрокидывания.

Формула времени, за которое точка вращается по окружности с заданным радиусом

Для вычисления угловой скорости используется следующая формула:
ω = ∆φ / ∆t

ω (читается как «омега») — это фактическое расчетное значение.
∆φ (читается «дельта фи») — угол поворота, разница между угловым положением точки в первый и последний момент измерения.
∆t
(читается «дельта те») — время, в течение которого произошел именно этот сдвиг. Точнее, начиная с «дельты», это означает разницу между значениями времени в момент, когда измерение было начато и когда оно было закончено.

Приведенная выше формула для угловой скорости применима только в общих случаях.Когда мы говорим о равномерно вращающихся объектах или о взаимосвязи между перемещением точки на поверхности детали, радиусом и временем вращения, требуются другие взаимосвязи и методы. В частности, здесь уже понадобится формула для скорости вращения.

Угловая скорость измеряется в различных единицах. Теоретически часто используются рад / с (радианы в секунду) или градусы в секунду. Однако на практике это значение мало что значит и может использоваться только в проектных работах.На практике, однако, больше измеряется оборотами в секунду (или минута, если мы говорим о медленных процессах). В этом плане она близка к скорости вращения.

Угол вращения и период обращения

Гораздо чаще, чем угол поворота, используется скорость, которая указывает, сколько оборотов делает объект за определенный период времени. Дело в том, что радиан, используемый для расчетов, — это угол в окружности, когда длина дуги равна радиусу.Соответственно, весь круг содержит 2 π радиана. Число π иррационально, и его нельзя свести ни к десятичной, ни к простой дроби. Поэтому в случае, если происходит равномерное вращение, его легче читать по частоте. Измеряется в об / мин — оборотах в минуту.

Если речь идет не о длительном периоде времени, а только о том, за который происходит один оборот, то здесь используется понятие периода обращения. Он показывает, насколько быстро совершается одно круговое движение.Единицей измерения здесь будет секунда.

Связь между угловой скоростью и частотой вращения или периодом вращения выражается следующей формулой:
ω = 2 π / T = 2 π * f,

ω — угловая скорость в рад / с;
Т — период обращения;
f — частота вращения.

Любое из этих трех значений можно получить из другого, используя правило пропорций, не забывая переводить размеры в один формат (в минутах или секундах)

Какова угловая скорость в конкретных случаях?

Приведем пример расчета по приведенным выше формулам.Допустим, у вас есть машина. При движении со скоростью 100 км / ч, как показывает практика, его колесо совершает в среднем 600 оборотов в минуту (f = 600 об / мин). Рассчитаем угловую скорость.

Во-первых, давайте конвертируем RPM в RPM. Для этого разделите 600 на 60 (количество секунд в минуте) и получите 10 об / с. Попутно мы получили орбитальный период: это значение обратно пропорционально частоте и при измерении в секундах 0,1 с.

Поскольку невозможно точно выразить π в десятичных дробях, результат будет примерно 62.83 рад / с.

Соотношение угловой и линейной скоростей

На практике часто необходимо проверять не только скорость, с которой изменяется угловое положение точки вращения, но также ее скорость по отношению к линейному перемещению. В приведенном выше примере расчеты производились для колеса — но колесо движется по дороге и либо вращается под действием скорости автомобиля, либо само обеспечивает эту скорость. Это означает, что каждая точка на поверхности колеса, помимо угловой, будет иметь еще и линейную скорость.

Проще всего рассчитать его через радиус. Поскольку скорость зависит от времени (которое будет периодом вращения) и пройденного расстояния (которое представляет собой окружность), то, принимая во внимание приведенные выше формулы, угловая и линейная скорость будут связаны следующим образом:

В — линейная скорость;
R — радиус.

Из формулы очевидно, что чем больше радиус, тем выше значение этой скорости. Что касается колеса, то точка на внешней поверхности протектора (R — максимум) будет двигаться с максимальной скоростью, но точно в центре ступицы линейная скорость будет равна нулю.

Ускорение, момент и их связь с массой

В дополнение к указанным выше значениям, есть несколько других факторов, связанных с вращением. Учитывая, сколько в машине вращающихся деталей разной массы, нельзя не учитывать их практическое значение.

Равномерное вращение важно. Но нет ни одной детали, которая все время вращалась бы равномерно. Число оборотов любого вращающегося узла, от коленчатого вала до колеса, всегда в конечном итоге сначала увеличивается, а затем падает.А величина, показывающая, насколько выросли обороты, называется угловым ускорением. Поскольку это производная от угловой скорости, она измеряется в радианах в секунду в квадрате (как линейное ускорение в метрах в секунду в квадрате).

Другой аспект связан с движением и его изменением во времени — момент импульса. Если до этого момента мы могли рассматривать только чисто математические особенности движения, то здесь уже необходимо учитывать тот факт, что каждая деталь имеет массу, распределенную вокруг оси.Он определяется соотношением начального положения точки с учетом направления движения — и количества движения, то есть произведения массы и скорости. Зная угловой момент, возникающий при вращении, можно определить, какая нагрузка будет приходиться на каждую деталь при взаимодействии с другой

Петля как пример передачи импульса

Типичным примером применения всех вышеперечисленных данных является шарнир равных угловых скоростей (ШРУС). Эта деталь используется в первую очередь на переднеприводных автомобилях, где важно не только обеспечить разную скорость вращения колес при прохождении поворотов, но и в то же время их управляемость и передачу им импульса от двигателя. .

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Конструкция данного устройства предназначена только для:

уравнивают друг с другом скорость вращения колес;
обеспечивают вращение в момент поворота;
гарантирует независимость задней подвески.

В результате все приведенные выше формулы учтены в работе ШРУСов.

Старые и бывшие в употреблении асинхронные машины советского производства считаются самыми качественными и долговечными.Однако, как знают многие электрики, шильдики на них могут быть совершенно нечитаемыми, а в самом двигателе они могли перематываться. По количеству полюсов в обмотке можно определить номинальную скорость, но если речь идет о машинах с фазным ротором или нет желания разбирать корпус, можно прибегнуть к одному из проверенных способов.

Определение скорости с помощью графического рисунка

Существуют круговые графические рисунки для определения скорости двигателя. Суть в том, что бумажный круг с заданным рисунком, приклеенный к концу вала, при вращении образует определенный графический эффект при освещении источником света с частотой 50 Гц.Таким образом, перебрав несколько цифр и сравнив результат с табличными данными, можно определить номинальную скорость двигателя.

Типовые установочные размеры

Промышленное производство в СССР, как и большинство современных, производилось по государственным стандартам и имеет установленную таблицу соответствия. Исходя из этого, можно измерить высоту центра вала относительно плоскости посадки, его диаметры и диаметры, а также размеры крепежных отверстий.В большинстве случаев этих данных будет достаточно, чтобы найти нужный двигатель в таблице и не только определить скорость, но и установить его электрическую и полезную мощность.

С механическим тахометром

Очень часто необходимо определить не только номинальную характеристику электрической машины, но и узнать точное количество оборотов в данный момент. Это делается при диагностике и для определения точного показателя.

В электромеханических лабораториях и на производстве используются специальные приборы — тахометры.Имея доступ к такому оборудованию, можно измерить скорость асинхронного двигателя за несколько секунд. У тахометра есть циферблат или цифровой циферблат и мерный стержень, на конце которого отверстие с шариком. Если вы смажете центрирующее отверстие на валу вязким воском и плотно прижмете щуп к нему, циферблат покажет точное число оборотов в минуту.

С детектором стробоскопического эффекта

Если двигатель находится в эксплуатации, вам не придется отсоединять его от привода и снимать задний кожух только для того, чтобы добраться до центрирующего отверстия.Точное количество оборотов в этих случаях также можно измерить с помощью стробоскопического детектора. Для этого на вал двигателя прикладывают продольную риску белого цвета и напротив него устанавливают светоуловитель устройства.

При включении двигателя прибор определит точное количество оборотов в минуту по частоте появления белого пятна. Этот метод используется, как правило, при диагностическом обследовании мощных электрических машин и зависимости частоты вращения от приложенной нагрузки.

Использование кулера от персонального компьютера

Для измерения оборотов двигателя можно использовать весьма оригинальный метод. Он использует охлаждение лезвия от персонального компьютера. Пропеллер крепится к концу вала двусторонним скотчем, а рама вентилятора удерживается рукой. Провод вентилятора подключается к любому из разъемов материнской платы, где можно снимать измерения, при этом сам кулер не нуждается в питании. Точные значения числа оборотов в минуту можно получить с помощью служебной программы BIOS или диагностической программы, работающей в операционной системе.

Выбор правильного электродвигателя

Производители все чаще задумываются об энергоэффективности . Более зеленая и экологически чистая экономика — одна из целей Конференции Организации Объединенных Наций по изменению климата 2015 года, которую взяли на себя многие государства. Но прежде всего в целях ограничения потребления и экономии в последние годы промышленность приобретает более энергоэффективное оборудование. Согласно исследованию Европейской комиссии, на двигатели приходится 65% промышленного потребления энергии в Европе.Поэтому принятие мер в отношении двигателей является важным шагом на пути к сокращению выбросов CO2. Комиссия даже прогнозирует, что к 2020 году можно повысить энергоэффективность двигателей европейского производства на 20–30%. В результате будет на 63 миллиона тонн меньше CO2 в атмосфере и на 135 миллиардов киловатт-часов.

Если вы также хотите интегрировать энергоэффективные двигатели и получить экономию, внося свой вклад в развитие планеты, вам сначала нужно взглянуть на стандарты энергоэффективности для двигателей в вашей стране или географической области .Но будьте осторожны, эти стандарты распространяются не на все двигатели, а только на асинхронные электродвигатели переменного тока .

Международные стандарты

Международная электротехническая комиссия (МЭК) определила классы энергоэффективности для электродвигателей, размещенных на рынке, известные как код IE, которые кратко изложены в международном стандарте МЭК
IEC определила четыре уровня энергоэффективности, которые определяют энергетические характеристики двигателя:
- IE1 относится к СТАНДАРТНОЙ эффективности
- IE2 относится к ВЫСОКОМУ КПД
- IE3 относится к эффективности PREMIUM
- IE4 , все еще изучается, обещает СУПЕР ПРЕМИУМ эффективность
МЭК также внедрила стандарт IEC 60034-2-1: 2014 для испытательных электродвигателей .Многие страны используют национальные стандарты испытаний, а также ссылаются на международный стандарт IEC 60034-2-1.

В Европе

ЕС уже принял несколько директив, направленных на снижение энергопотребления двигателей, включая обязательство производителей размещать на рынке энергоэффективные двигатели:

Следовательно, класс IE2 является обязательным для всех двигателей с 2011 года
Класс IE3 является обязательным с января 2015 года для двигателей мощностью 7.От 5 до 375 кВт (или IE2, если эти двигатели оснащены преобразователем частоты)
Класс IE3 является обязательным с января 2017 года для двигателей мощностью от 0,75 до 375 кВт (или IE2, если эти двигатели имеют преобразователь частоты).

В США

В США действуют стандарты, определенные американской ассоциацией NEMA (Национальная ассоциация производителей электрооборудования). С 2007 года минимальный требуемый уровень установлен на IE2.
Такая же классификация применяется к Австралия и Новой Зеландии .

Азия

В China корейские стандарты MEPS (минимальный стандарт энергоэффективности) применяются к малым и средним трехфазным асинхронным двигателям с 2002 года (GB 18693). В 2012 году стандарты MEPS были гармонизированы со стандартами IEC, перейдя от IE1 к IE2, а теперь и к IE3.

Япония гармонизировала свои национальные правила с классами эффективности IEC и включила электродвигатели IE2 и IE3 в свою программу Top Runner в 2014 году.Программа Top Runner, представленная в 1999 году, вынуждает японских производителей постоянно предлагать на рынке новые модели, которые более энергоэффективны, чем предыдущие поколения, тем самым стимулируя эмуляцию и инновации в области энергетики.

Индия имеет знак сравнительной эффективности с 2009 года и национальный стандарт на уровне IE2 с 2012 года.

Выходная мощность двигателя электромобиля — Easy Electric Life

Что означает выходная мощность двигателя автомобиля?

В физике выходная мощность относится к количеству энергии, доставленной в течение заданного периода времени.Применительно к автомобильной промышленности это означает количество механической энергии, производимой двигателем, опять же в течение заданного периода времени. Это влияет на ускорение, тяговое усилие автомобиля (вес, который он может перемещать) и его способность подниматься в гору.

Будь то двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель, выходная мощность механической энергии определяется произведением скорости вращения (измеряется в оборотах в минуту) и крутящего момента. Выраженный в Ньютон-метрах (Нм) крутящий момент описывает тяговую мощность двигателя.

Этим объясняется тот факт, что два двигателя с одинаковой выходной мощностью могут вести себя по-разному и восприниматься водителем по-разному. Спортивный автомобиль демонстрирует характеристики, которые не могут сравниться с характеристиками большого грузовика, даже если они оба одинаково мощны с точки зрения мощности двигателя!

Как рассчитывается выходная мощность двигателя электромобиля?

Производители не могут просто заявить о мощности двигателя: было измерено во время процесса тестирования, что иллюстрируется изменениями крутящего момента в зависимости от скорости вращения.Значение, используемое производителями автомобилей, обычно относится к максимальной измеренной выходной мощности. Выражается в ваттах (Вт) и, в более общем смысле, в киловаттах (кВт).

Как определить выходную мощность двигателя электромобиля

Если говорить об электрической системе, например, в электромобиле, механическая мощность выражается в ваттах (Вт), киловаттах (кВт) или лошадиных силах (л.с.) — рассчитывается путем умножения скорости (об / мин) на крутящий момент, вращательный эквивалент линейной силы, измеренной в фунт-футах (фунт-фут) или ньютон-метрах (Нм).Но прежде чем приступить к каким-либо долгим вычислениям, быстрый поиск в Интернете приведет к появлению ряда веб-сайтов, на которых вы просто вводите скорость и крутящий момент вашего электромобиля, чтобы рассчитать его выходную мощность в киловаттах. Или вы можете посмотреть руководство по эксплуатации вашего автомобиля.

Как киловатты (кВт) соотносятся с мощностью (л.с.)?

«Лошадиная сила» исторически относится к выходной мощности автомобильного двигателя и восходит к концу девятнадцатого века. Это способ выразить выходную мощность более буквально, приравняв ее к рабочей нагрузке, которую люди могут понять.Таким образом, мощность в лошадиных силах, иногда обозначаемая аббревиатурой PS (немецкое «Pferdestärke»), относится к выходной мощности, создаваемой лошадью, чтобы поднять 75-килограммовый груз на высоту одного метра за одну секунду. В метрической системе это равно примерно 736 Вт.

Таким образом, мощность двигателя электромобиля может быть взаимозаменяемо указана в кВт или л.с. Например, двигатель R135 в ZOE выдает мощность двигателя 100 кВт или 135 л.с. — отсюда и название! Его крутящий момент теперь улучшен до 245 Нм по сравнению с 225 Нм у двигателя ZOE R110, выпущенного в 2018 году, чтобы сделать электромобиль более динамичным в ситуациях, когда требуется ускорение, например, при проезде или выезде на шоссе.

Какие факторы определяют выходную мощность электромобиля?

Роль двигателя заключается в создании механической энергии из другого вида энергии. Таким образом, его выходная мощность определяется максимальной способностью преобразования энергии. В случае электромобиля его выходная мощность зависит от размера двигателя (его объема) и мощности входящего тока.

Что такое «полезная» энергия, выделяемая электродвигателем?

Выходная мощность также является результатом урожайности, т.е.е. соотношение количества поступающей поставляемой электроэнергии к исходящей доставленной механической энергии.

Не вся энергия, вырабатываемая электросетью или зарядной станцией, в конечном итоге используется для питания двигателя. Его можно потерять из-за тепла или трения по пути. Другими словами, механическая энергия, фактически используемая двигателем, является «полезной» энергией. Разделив фактическую выходную мощность электродвигателя на идеальную выходную мощность (равную начальной потребляемой мощности), вы получите механический КПД двигателя.

Итак, для электромобиля расчет «полезной» энергии можно найти, разделив выходную мощность (скорость x крутящий момент) на входную и выразив результат в процентах. Это иначе известно как формула эффективности r = P / C, где P — количество полезной продукции («продукта»), произведенной на количество C («стоимость») потребленных ресурсов.

Цель состоит в том, чтобы уменьшить эти потери выходной мощности для достижения максимальной энергоэффективности. Таким образом, большая часть энергии, хранящейся в аккумуляторе, используется для увеличения запаса хода электромобиля.В этом отношении ZOE работает особенно хорошо. Имея запас хода по WLTP * в 395 км благодаря аккумулятору на 52 кВтч, он предлагает одно из лучших соотношений на рынке электромобилей во всех сегментах вместе взятых.

Выходная мощность, потребление и запас хода

При этом максимальная выходная мощность не влияет напрямую на запас хода электромобиля, поскольку стиль вождения в наибольшей степени влияет на потребление энергии двигателем. Следовательно, речь идет не о самом эффективном двигателе электромобиля, а о самом эффективном поведении при вождении.Например, резкое ускорение будет означать скачок потребления электроэнергии. Периоды высокоскоростной езды также значительно расходуют заряд аккумулятора. Чем выше скорость, тем больше энергии требуется для ее поддержания.

И наоборот, расслабленное вождение снижает мгновенный расход и делает рекуперативное торможение более эффективным. Это принцип экологического вождения, который является одним из лучших способов увеличить запас хода электромобиля.

Как электродвигатели могут увеличить мощность?

Хотя «идеальной машины», которая не теряет мощность между входом и выходом, не существует (однако она существует как гипотетическая механическая система), существуют способы увеличения выходной мощности.Чем эффективнее двигатель электромобиля, тем большую мощность на входе он может использовать для создания полезной выходной механической энергии для привода электромобиля.

Эффективность — ключевое слово для инженеров электромобилей, которое применяется на каждом этапе производственного процесса: от передачи электроэнергии из сети в автомобиль (через зарядную станцию или напрямую) до ее преобразования из переменного тока в постоянный, аккумулятору энергии за счет его преобразования в переменный ток и, наконец, эффективности самого механического двигателя.Короче говоря, чем эффективнее транспортное средство, тем больше оно может использовать получаемую мощность и тем более рентабельно для всех участников; от производителя к водителю.

По сравнению со своими собратьями по двигателям внутреннего сгорания электромобили значительно опережают их в гонке за эффективностью. По данным Министерства энергетики США, «электромобили преобразуют более 77 процентов электроэнергии из сети в энергию на колесах. Обычные автомобили с бензиновым двигателем преобразуют только около 12–30% энергии, хранящейся в бензине, в привод в движение колес.”

* WLTP: Всемирная согласованная процедура испытаний легковых автомобилей. Стандартный цикл WLTP соответствует 57% поездок по городу, 25% поездок в пригород и 18% поездок по автомагистралям.

Авторские права: MOUNOURY Жан-Кристоф, Renault Marketing 3D-Commerce