categorii: Electricieni novici, Motoare electrice și aplicarea lor
Număr de vizualizări: 41987
Comentarii la articol: 4

Caracteristici mecanice și electrice ale motoarelor cu inducție

 

Caracteristici mecanice și electrice ale motoarelor cu inducțieAcest articol va evidenția subiectul caracteristicilor mecanice și electrice ale motoarelor electrice. Utilizând ca exemplu un motor asincron, luați în considerare parametrii ca putere, lucru, eficiență, cosinus phi, cuplu, viteză unghiulară, viteză liniară și frecvență. Toate aceste caracteristici sunt importante atunci când proiectăm echipamente în care motoarele electrice servesc ca motoare de antrenare. Mai ales motoarele electrice asincrone sunt foarte răspândite în industria de astăzi, așa că ne vom baza pe caracteristicile lor. De exemplu, luați în considerare AIR80V2U3.


Putere mecanică nominală a unui motor cu inducție

Placa de identificare (pe plăcuța de identificare) a motorului indică întotdeauna puterea mecanică nominală pe arborele motorului. Aceasta nu este energia electrică pe care acest motor electric o consumă din rețea.

Deci, de exemplu, pentru un motor AIR80V2U3, o putere de 2200 wați corespunde exact puterii mecanice de pe arbore. Adică, în modul de funcționare optim, acest motor este capabil să efectueze lucrări mecanice de 2200 de joule în fiecare secundă. Notăm această putere ca P1 = 2200 W.

Putere mecanică nominală a unui motor cu inducție

Putere electrică activă nominală a unui motor cu inducție

Pentru a determina puterea electrică activă nominală a unui motor cu inducție, pe baza datelor de pe placa de identificare, este necesar să se țină seama de eficiență. Deci, pentru acest motor electric, eficiența este de 83%.

Putere electrică activă nominală a unui motor cu inducție

Ce înseamnă asta? Aceasta înseamnă că doar o parte din puterea activă furnizată din rețea către înfășurările statorice ale motorului și consumată irevocabil de motor este transformată în putere mecanică pe arbore. Puterea activă este P = P1 / Eficiența. De exemplu, conform plăcii de identificare prezentate, vedem că P1 = 2200, eficiență = 83%. Deci P = 2200 / 0,83 = 2650 wați.



Putere electrică aparentă nominală a unui motor cu inducție

Puterea electrică totală furnizată statorului motorului electric de la rețea este întotdeauna mai mare decât puterea mecanică a arborelui și mai mult decât puterea activă consumată irevocabil de motorul electric.

Putere electrică aparentă nominală a unui motor cu inducție

Pentru a găsi întreaga putere, este suficient să împărțiți puterea activă în cosin Phi. Astfel, puterea totală este S = P / Cosφ. Pentru exemplul nostru, P = 2650 W, Cosφ = 0,87. Prin urmare, puterea totală S = 2650 / 0,87 = 3046 VA.


Putere electrică reactivă nominală a unui motor cu inducție

O parte din puterea totală furnizată înfășurărilor statorice ale motorului de inducție este returnată în rețea. Este putere reactivă Q.

Q = √(S2 - P2)

Puterea reactivă este legată de puterea aparentă prin sinφ și este legată de puterea activă și aparentă prin rădăcina pătrată. Pentru exemplul nostru:

Q = √(30462 - 26502) = 1502 VAR

Puterea reactivă Q se măsoară în VAR - în volt-amperi reactivi.

Acum să analizăm caracteristicile mecanice ale motorului nostru de inducție: cuplul nominal de funcționare pe arbore, viteza unghiulară, viteza liniară, viteza rotorului și relația acestuia cu frecvența motorului electric.


Viteza rotorului unui motor cu inducție

Pe plăcuța de identificare vedem că atunci când este alimentat cu curent alternativ 50 Hz, rotorul motorului are o sarcină nominală de 2870 rpm, notăm această frecvență ca n1.

Viteza rotorului unui motor cu inducție

Ce înseamnă asta? Întrucât câmpul magnetic din înfășurările statorului este creat de un curent alternativ cu o frecvență de 50 Hz, pentru un motor cu o pereche de poli (care este AIR80V2U3) frecvența de „rotire” a câmpului magnetic, frecvența sincronă n, este egală cu 3000 rpm, ceea ce este identic cu 50 rpm. Dar, deoarece motorul este asincron, rotorul se rotește în spate cu o cantitate de alunecare s.

Valoarea lui s poate fi determinată prin împărțirea diferenței dintre frecvențele sincrone și asincrone la frecvența sincronă și exprimarea acestei valori ca procent:

s = ((nn1)/n)*100%

Pentru exemplul nostru, s = ((3000 – 2870)/3000)*100% = 4,3%.


Viteza unghiulară a motorului asincron

Viteza unghiulară a motorului asincron

Viteza unghiulară ω este exprimată în radieni pe secundă. Pentru a determina viteza unghiulară, este suficient să transpunem viteza rotorului n1 în rotații pe secundă (f) și să înmulțim cu 2 Pi, deoarece o revoluție completă este de 2 Pi sau 2 * 3.14159. Pentru motorul AIR80V2U3, frecvența asincronă n1 este de 2870 rpm, ceea ce corespunde la 2870/60 = 47.833 rpm.

Înmulțind cu 2 Pi, avem: 47.833 * 2 * 3.14159 = 300.543 rad / s. Puteți traduce în grade, pentru asta în loc de 2 Pi înlocuitori 360 de grade, apoi pentru exemplul nostru obținem 360 * 47.833 = 17220 grade pe secundă. Cu toate acestea, astfel de calcule sunt de obicei efectuate cu precizie la radiouri pe secundă. Prin urmare, viteza unghiulară ω = 2 * Pi * f, unde f = n1 / 60.


Viteza liniară a unui motor cu inducție

Viteza liniară a unui motor cu inducție

Viteza liniară v se referă la echipamentele pe care este montat un motor de inducție ca acționare. Deci, dacă pe arborele motorului este instalat un scripetă sau, să spunem, un disc de rază R cunoscut, atunci viteza liniară a punctului de pe marginea scripetei sau a discului poate fi găsită după formula:

v = ωR


Cuplul nominal al motorului de inducție

Fiecare motor de inducție este caracterizat de un cuplu nominal Mn. Cuplul M este legat de puterea mecanică P1 prin viteza unghiulară după cum urmează:

P = ωM

Cuplul sau momentul de forță care acționează la o anumită distanță de centrul de rotație este menținut pentru motor, iar cu o rază crescândă, forța scade, iar cu cât raza este mai mică, cu atât forța este mai mare, deoarece:

M = FR

Deci, cu cât este mai mare raza scripetei, cu atât mai puțin forță acționează asupra marginii sale, iar cea mai mare forță acționează direct asupra arborelui motorului electric.

Cuplul nominal al motorului de inducție

Pentru motorul AIR80V2U3, de exemplu, puterea P1 este 2200 W, iar frecvența n1 este de 2870 rpm sau f = 47.833 rpm. Prin urmare, viteza unghiulară este 2 * Pi * f, adică 300.543 rad / s, iar cuplul nominal Mn este P1 / (2 * Pi * f). Mn = 2200 / (2 * 3.14159 * 47.833) = 7,32 N * m.

Astfel, pe baza datelor indicate pe placa de identificare a motorului de inducție, puteți găsi toți principalii parametri electrici și mecanici.

Sperăm că acest articol v-a ajutat să înțelegeți cum sunt legate viteza unghiulară, frecvența, cuplul, puterea activă, utilă și aparentă, precum și eficiența motorului electric.

Consultați și la i.electricianexp.com:

  • Cum se determină viteza de rotație a unui motor electric
  • Cum să distingi un motor de inducție de un motor cu curent continuu
  • Vulturul cușcă și rotorul de fază - care este diferența
  • Motoare cu jet sincron modern
  • Clasificarea motorului

  •  
     
    Comentarii:

    # 1 a scris: Michael | [Cite]

     
     

    Nu știam cum să calculez puterea maximă a unui motor de inducție, acum știu.

     
    Comentarii:

    # 2 a scris: | [Cite]

     
     

    Mulțumesc pentru articol. Desigur, mulți dintre ei sunt cunoscuți de electricieni, dar nu doare niciodată să reîmprospătezi elementele de bază în memorie. Mai mult, în activitatea noastră, zi de zi este inovație.

     
    Comentarii:

    # 3 a scris: | [Cite]

     
     

    Autorul articolului trebuie să fie mai atent atunci când desemnează simboluri: în formula P = wM, scrieți P1 = wM, iar în formula M = FR, M = fR

     
    Comentarii:

    # 4 a scris: Alekandra | [Cite]

     
     

    Mulțumesc, mulțumesc!
    Mare articol!