Induktorimoottorien mekaaniset ja sähköiset ominaisuudet

Tässä artikkelissa korostetaan sähkömoottorien mekaanisia ja sähköisiä ominaisuuksia. Käyttämällä esimerkiksi asynkronista moottoria, ota huomioon sellaiset parametrit kuin teho, työ, tehokkuus, kosini-phi, vääntömomentti, kulmanopeus, lineaarinen nopeus ja taajuus. Kaikki nämä ominaisuudet ovat tärkeitä suunniteltaessa laitteita, joissa sähkömoottorit toimivat käyttömoottoreina. Erityisesti asynkroniset sähkömoottorit ovat nykyään erityisen yleisiä teollisuudessa, joten otamme huomioon niiden ominaisuudet. Ajattele esimerkiksi AIR80V2U3.

Induktorimoottorin nimellinen mekaaninen teho

Moottorin tyyppikilpi (tyyppikilvessä) ilmoittaa aina moottorin akselin nimellistehon. Tämä ei ole sähkövoimaa, jota tämä sähkömoottori kuluttaa verkosta.

Joten esimerkiksi AIR80V2U3-moottorin nimellisarvo 2200 wattia vastaa tarkasti akselin mekaanista tehoa. Toisin sanoen, optimaalisessa toimintatilassa tämä moottori pystyy suorittamaan mekaanisen työn 2200 joulea sekunnissa. Me tarkoitamme tätä tehoa P1 = 2200 W.

Induktiomoottorin nimellinen aktiivinen sähköteho

Induktorimoottorin nimellisen aktiivisen sähkötehon määrittämiseksi tyyppikilven tietojen perusteella on tarpeen ottaa huomioon tehokkuus. Joten tälle sähkömoottorille hyötysuhde on 83%.

Mitä tämä tarkoittaa? Tämä tarkoittaa, että vain osa verkosta moottorin staattorikäämitykseen toimittamasta aktiivisesta voimasta, jota moottori kuluttaa peruuttamattomasti, muunnetaan akselin mekaaniseksi voimaksi. Aktiivinen teho on P = P1 / hyötysuhde. Esimerkiksi esitetyn tyyppikilven mukaan näemme, että P1 = 2200, hyötysuhde = 83%. Joten P = 2200 / 0,83 = 2650 wattia.

Induktiomoottorin nimellinen näennäisteho

Sähkömoottorin staattorille syöttöjännitteestä tuleva sähkö on aina suurempi kuin akselin mekaaninen teho ja enemmän kuin sähkömoottorin peruuttamattomasti kuluttama aktiivinen teho.

Täyden voiman löytämiseksi riittää, kun aktiivinen teho jaetaan kosiniin phi. Siten kokonaisteho on S = P / Cosφ. Esimerkissämme P = 2650 W, Cosφ = 0,87. Siksi kokonaisteho S = 2650 / 0,87 = 3046 VA.

Induktorimoottorin nimellinen reaktiivinen sähköteho

Osa induktiomoottorin staattorikäämityksille syötetystä kokonaistehosta palautetaan verkkoon. Se on reaktiivinen teho Q.

Q = √(S² - P²)

Reaktiivinen voima liittyy näennäiseen voimaan sinφ: n kautta, ja liittyy aktiiviseen ja näkyvään voimaan neliöjuuren kautta. Esimerkiksi:

Q = √(3046² - 2650²) = 1502 VAR

Reaktiivinen teho Q mitataan VAR-arvossa - reaktiivisissa voltapereissa.

Katsotaan nyt induktiomoottorin mekaanisia ominaisuuksia: akselin nimellismomentti, kulmanopeus, lineaarinen nopeus, roottorin nopeus ja sen suhde sähkömoottorin taajuuteen.

Induktorimoottorin roottorin nopeus

Tyyppikilvessä näemme sen, että sitä käytetään vaihtovirralla 50 Hz, moottorin roottori toimii nimelliskuormalla 2870 kierrosta minuutissa, merkitsemme tätä taajuutta n1: ksi.

Mitä tämä tarkoittaa? Koska staattorikäämitysten magneettikenttä syntyy vaihtovirralla, jonka taajuus on 50 Hz, moottorille, jolla on yksi napapari (joka on AIR80V2U3), on magneettikentän "pyörimisnopeus", synkroninen taajuus n, yhtä suuri kuin 3000 rpm, joka on identtinen 50 rpm. Mutta koska moottori on asynkroninen, roottori pyörii takana liukumäärällä s.

S-arvo voidaan määrittää jakamalla synkronisten ja asynkronisten taajuuksien välinen ero synkronisella taajuudella ja ilmaisemalla tämä arvo prosentteina:

s = ((n – N1)/n)*100%

Esimerkissämme s = ((3000 – 2870)/3000)*100% = 4,3%.

Asynkronisen moottorin kulmanopeus

Kulmanopeus ω ilmaistaan ​​radiaaneina sekunnissa. Kulmanopeuden määrittämiseksi riittää, kun roottorin nopeus n1 muunnetaan kierrokseksi sekunnissa (f) ja kerrotaan 2 Pi: llä, koska yksi täysi kierros on 2 Pi tai 2 * 3,14159 radiaania. AIR80V2U3-moottorin asynkroninen taajuus n1 on 2870 rpm, mikä vastaa 2870/60 = 47,833 rpm.

Kertomalla 2 Pi: llä, meillä on: 47,833 * 2 * 3,14159 = 300,543 rad / s. Voit kääntää asteiksi, sillä tällöin 2 Pi: n sijaan korvataan 360 astetta, esimerkiksi esimerkissämme saadaan 360 * 47,833 = 17220 astetta sekunnissa. Tällaiset laskelmat suoritetaan kuitenkin yleensä tarkasti radiaaneina sekunnissa. Siksi kulmanopeus ω = 2 * Pi * f, missä f = n1 / 60.

Induktiomoottorin lineaarinen nopeus

Lineaarisella nopeudella v tarkoitetaan laitetta, johon induktiomoottori on asennettu käyttölaitteeksi. Joten jos moottorin akselille on asennettu hihnapyörä tai esimerkiksi hiukkaslevy, jolla on tunnettu säde R, niin hihnapyörän tai kiekon reunan pisteen lineaarinen nopeus voidaan löytää kaavasta:

v = ωR

Induktorimoottorin nimellismomentti

Jokaiselle induktiomoottorille on ominaista nimellismomentti Mn. Vääntömomentti M liittyy mekaaniseen voimaan P1 kulmanopeuden kautta seuraavasti:

P = ωM

Tietyn etäisyyden päässä pyörimiskeskuksesta vaikuttava vääntömomentti tai voimamomentti ylläpidetään moottorille, ja säteen kasvaessa voima pienenee ja mitä pienempi säde, sitä suurempi voima, koska:

M = FR

Joten mitä suurempi on hihnapyörän säde, sitä vähemmän voimaa vaikuttaa sen reunaan ja suurin voima vaikuttaa suoraan sähkömoottorin akseliin.

Esimerkiksi AIR80V2U3-moottorilla teho P1 on 2200 W ja taajuus n1 on 2870 rpm tai f = 47,833 rpm. Siksi kulmanopeus on 2 * Pi * f, ts. 300,543 rad / s, ja nimellismomentti Mn on P1 / (2 * Pi * f). Mn = 2200 / (2 * 3,14159 * 47,833) = 7,32 N * m.

Siten induktiomoottorin tyyppikilvessä olevien tietojen perusteella löydät kaikki tärkeimmät sähköiset ja mekaaniset parametrit.

Toivomme, että tämä artikkeli auttoi sinua ymmärtämään kuinka kulmanopeus, taajuus, vääntömomentti, aktiivinen, hyödyllinen ja näennäisteho sekä sähkömoottorin tehokkuus liittyvät toisiinsa.