Что означают два значения напряжения и два значения тока указанные в паспорте двигателя
Обновлено: 18.05.2024
Вращающий момент, развиваемый на валу асинхронного электродвигателя в условиях нулевой скорости вращения ротора (когда ротор еще неподвижен) и установившегося в обмотках статора тока, — называется пусковым моментом асинхронного двигателя.
Пусковой момент иногда называют еще моментом трогания или начальным моментом. При этом подразумевается, что напряжение и частота питающего напряжения приближены к номиналу, причем соединение обмоток выполнено правильно. В номинальном режиме работы данный двигатель будет работать именно так, как предполагали разработчики.
Численное значение пускового момента
Пусковой момент вычисляется по приведенной формуле. В паспорте электродвигателя (паспорт предоставляется производителем) указана кратность пускового момента.
Обычно значение величины кратности лежит в пределах от 1,5 до 6, в зависимости от типа двигателя. И при выборе электродвигателя для своих нужд, важно убедиться, что пусковой момент окажется больше статического момента планируемой проектной нагрузки на валу. Если это условие не соблюсти, то двигатель попросту не сможет развить рабочий момент при вашей нагрузке, то есть не сможет нормально стартонуть и разогнаться до номинальных оборотов.
Давайте рассмотрим еще одну формулу для нахождения пускового момента. Она будет вам полезной для теоретических расчетов. Здесь достаточно знать мощность на валу в киловаттах и номинальные обороты, — все эти данные указаны на табличке (на шильдике). P2-номинальная мощность, F1-номинальные обороты. Итак, вот эта формула:
Для нахождения P2 применяют следующую формулу. Здесь необходимо учесть скольжение, пусковой ток и напряжение питания, все эти данные указаны на шильдике. Как видите, все довольно просто. Из формулы очевидно, что пусковой момент в принципе можно повысить двумя путями: увеличением стартового тока или повышением питающего напряжения.
Попробуем, однако, пойти наиболее простым путем, и рассчитаем значения пусковых моментов для трех двигателей серии АИР. Воспользуемся параметрами кратности пускового момента и величинами номинального момента, то есть пользоваться будем самой первой формулой. Результаты расчетов приведены в таблице:
| Тип двигателя | Номинальный момент, Нм | Отношение пускового момента к номинальному моменту | Пусковой момент, Нм |
| АИРМ132М2 | 36 | 2,5 | 90 |
| АИР180 S2 | 72 | 2 | 144 |
| АИР180М2 | 97 | 2,4 | 232,8 |
Роль пускового момента асинхронного электродвигателя (пусковой ток)
Часто двигатели включают напрямую в сеть, осуществляя коммутацию магнитным пускателем: на обмотки подается линейное напряжение, создается вращающееся магнитное поле статора, оборудование начинает работать.
Бросок тока в момент старта в данном случае неизбежен, и он превышает номинальный ток в 5-7 раз, причем длительность превышения зависит от мощности двигателя и от мощности нагрузки: более мощные двигатели стартуют дольше, их обмотки статора дольше принимают токовую перегрузку.
Что такое пусковой ток двигателя
Если взять любой технический паспорт к двигателю, то там кроме рабочего тока, мощности, оборотов, типа соединения полюсов и напряжения можно найти такой параметр как пусковой ток. В этой статье я хочу подробно остановиться именно на этом параметре и рассказать, что это такое и каким образом можно измерить пусковой ток у реального двигателя. Итак, начнем.
Пусковой ток и его кратность
Итак, для начала давайте дадим определение. Пусковой ток — это ток, потребляемый электродвигателем в момент его запуска (раскручивания). В большинстве случаев этот ток больше рабочего в 6-8 раз. Величина, показывающая во сколько раз больше пусковой ток, называется кратностью и записывается как коэффициент:
Получается, если известен коэффициент, то пусковой ток найти крайне легко по этой формуле:
Примечание. Пожалуйста, не путайте номинальный и рабочий токи. Номинальный — это такой ток, при котором двигатель способен работать продолжительное время и ограничивается только температурным нагревом статора. А рабочий — это реальный ток, протекающий по обмоткам в процессе работы агрегата и он всегда равен или несколько меньше номинального тока.
Кратность пусковых токов имеет прямую зависимость от мощности самого движка и от того сколько пар полюсов в нем реализовано. То есть при меньшей мощности будет меньший пусковой ток. А в случае с парами полюсов, чем их меньше, тем пусковой ток больше.
Получается, что, наибольшим пусковым током обладают двигатели с оборотами 3000 об/мин, двумя полюсами и мощностью более 10 кВт (7-9 крат от номинала).
Почему так происходит
Все дело в том, что потребление тока и инерционный момент при запуске зависит от конструктивных особенностей двигателя и от того, каким образом произведена намотка обмоток.
Мало полюсов – это минимальное сопротивление обмоток. Такое низкое сопротивление – это автоматически большой ток. А еще высокооборотистым движкам для полного выхода на рабочие параметры необходимо больше времени, а это автоматически тяжелый пуск.
Номинальный, максимальный и пусковой момент асинхронного двигателя. Формула Клосса
Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, устройство и принцип действия.
Потери напряжения и мощности в трехфазной линии.
Ток нейтрального провода в трехфазной цепи является суммой фазных токов. При симметричной нагрузке сумма фазных токов равняется нулю. Таким образом, при симметричной нагрузке отсутствуют потери в нейтральном проводе. Потери напряжения и мощности в линии при трехфазном подключении в шесть раз меньше, чем при однофазном подключении потребителей такой же мощности.
При несимметричной нагрузке нейтральный провод необходим, по нему должен проходить выравнивающий ток. При несимметрии фазных токов появляется ток в нейтральном проводе. Если попытаться включить несимметричную нагрузку без нейтрального провода, получится перекос фаз, при котором на нагруженных фазах напряжение понизится, а на разгруженных появляется перенапряжение. Снижение напряжения нарушает работу потребителей, а перенапряжение может вывести из строя.
Потери энергии в нейтральном проводе снижают коэффициент полезного действия линии и ухудшается качество электроснабжения. Поэтому с целью получения симметричной нагрузки однофазные потребители стараются равномерно распределять по фазам.
Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором является самым распространенным из электрических двигателей, применяемых в промышленности. Рассмотрим его устройство. На неподвижной части двигателя – статоре – размещается трехфазная обмотка, питаемая трехфазным током. Начала трех фаз этой обмотки выводятся на общий щиток, укрепленный снаружи на корпусе электродвигателя.
Собранный сердечник статора укрепляют в чугунном корпусе двигателя. Вращающуюся часть двигателя – ротор – собирают также из отдельных листов стали. В пазы ротора закладывают медные стержни, которые с двух сторон припаивают к медным кольцам.
Кратность — пусковой момент
Кратность пускового момента выбирается из каталога на двигатели. За расчетное значение Ммакс принимается максимальная величина момента только в тех положениях переключающего устройства, в которых оно может остановиться. [1]
Кратностью пускового момента называют отношение Кп — м Мп / Мном. Для асинхронных двигателей мощностью 0 6 — 100 кВт ГОСТом установлен Кп. Достоинством прямого пуска является простота, а отсюда — высокая надежность. [2]
Получение кратностей пускового момента , больших регламентированных ГОСТом, обычно нежелательно, так как это связано либо с увеличением активного сопротивления ротора ( см. 4.58), либо с изменением конструкции ротора ( см. § 4.11), что ухудшает энергетические показатели двигателя. [3]
Прежде чем рассматривать проблемы, связанные с запуском трехфазных электродвигателей, обычно используемых для привода различных устройств в холодильных машинах, представляется полезным напомнить некоторые общие положения.
Вначале давайте будем помнить о том, что никогда не следует запускать двигатель только для того, чтобы удовлетворить собственное любопытство и посмотреть, как он работает — любой запуск двигателя требует потребления электроэнергии, за которую нужно платить деньги. Энергия, потребляемая двигателем, всегда должна расходоваться с пользой, например, приводить в движение какое-либо устройство (компрессор, вентилятор, насос и т.п.).
Теперь рассмотрим небольшой двигатель и попробуем расшифровать надписи на шильдике этого двигателя Ph 3 — W 375: указанная надпись означает, что данный двигатель является трехфазным и способен обеспечить выходную мощность на валу 375 Вт.
220 / 380 V: эта надпись означает, что двигатель рассчитан на работу при двух возможных значениях напряжения в сети переменного трехфазного тока — 220 В с подключением обмоток статора по схеме "треугольник" (А) и 380 В с подключением по схеме "звезда" (Y).
1,7 / 1 А: при номинальной нагрузке рабочий ток двигателя должен быть равен 1,7 А для схемы "треугольник" (напряжение сети 220 В) и 1 А для схемы "звезда" (напряжение сети 380 В) (см. рис. 62.2).
Допустим, что данный двигатель используют для привода компрессора. Вспомним, что если меняется давление нагнетания, то потребная мощность на валу компрессора и ток, потребляемый двигателем, также будут меняться (см. раздел 10 "Влияние величины давления нагнетания на силу тока, потребляемого электромотором компрессора "). Если давление нагнетания растет, сила тока также увеличивается, и наоборот.
Рис. 62.2.
Следовательно, действительная сила тока, потребляемого двигателем в данный момент, редко совпадает с силой тока, указанной на шильдике. Вместе с тем, сила тока, потребляемого двигателем, ни при каких обстоятельствах не должна превосходить величину, указанную на шильдике (см. раздел 55 "Различные проблемы электрооборудования ").
Очевидно, что ток, потребляемый двигателем, будет равен 1 А только тогда, когда при напряжении в сети 380 В и подключении обмоток по схеме "звезда" потребная мощность на валу компрессора будет в точности равна 375 Вт (см. рис 62.3).
Рис. 62.3.
Точно также ток, потребляемый двигателем, будет равен 1,7 А только тогда, когда при напряжении в сети 220 В (такое напряжение в сети трехфазного тока в настоящее время встречается довольно редко) и соединении обмоток по схеме "треугольник" потребная мощность на валу компрессора составит точно 375 Вт
Хотя целью нашего пособия не явлляется проведение расчетов, напомним, что мощность, потребляемая трехфазным электродвигателем из сети переменного тока, может быть найдена по формуле:
2) Потребляемая из сети мощность (здесь 520 Вт) больше, чем полезная мощность на валу (здесь 375 Вт), значение которой указано на шильдике. Значение мощности, указанное на шильдике, соответствует максимальному значению, которое может быть достигнуто на валу данного двигателя.
В последнем выводе не будем забывать, что обмотки статора двигателя представляют собой обыкновенные медные провода. При пропускании через них электрического тока они нагреваются точно так же, как любой электронагревательный прибор. Следовательно, часть подведенной к двигателю электрической энергии тратится не на вращение ротора двигателя, а на нежелательный нагрев обмоток: эта часть энергии представляет собой потери.
В нашем примере двигатель потребляет из сети 520 Вт, а на валу выдает только 375 Вт. Отсюда следует, что потери, составляющие 520 — 375 = 145 Вт, служат только тому, чтобы нагревать окружающую среду
Напомним, что коэффициент полезного действия (КПД) г] двигателя равен отношению полезной мощности на валу к мощности, потребляемой из сети. В нашем примере КПД г] = 375 / 520 = 0,72.
Это означает, что только 72% энергии, потребляемой нашим двигателем, расходуется на совершение полезной работы. Это указывает также на то, что 28% энергии, потребляемой из сети (и, следовательно, оплачиваемой нами), рассеивается, не принося никакой пользы.
Теперь вернемся к проблеме подключения обмоток трехфазного двигателя. Тип двигателя, рассматриваемый в нашем примере, в настоящее время является наиболее распространенным в Европе. Осматривая клеммную коробку этого двигателя, можно увидеть 6 клемм, условно обозначенных буквами U-V-W и Z-X-Y
ВНИМАНИЕ: клеммы нижнего ряда имеют обозначения, не соответствующие алфавитному порядку следования букв (то есть не XYZ, a ZXY — буква X находится в середине).
Теперь, если мы с помощью омметра проверим порядок подключения обмоток к этим клеммам, то получим картину, представленную на рис. 62.9.
В данном двигателе, широко используемом в европейском оборудовании, имеются три обмотки, подключенные изготовителем двигателя к следующим клеммам: U-X; V-Y; W-Z.
Внимание! В исправном двигателе все три обмотки абсолютно одинаковы. Поэтому сопро-msH тивление обмоток, измеренное между клеммами при U-X; V-Y; W-Z при снятых клеммах должно быть одним и тем же (в противном случае в обмотках либо произошел обрыв, либо короткое замыкание).
Напомним, что сопротивление измеренное между клеммами верхнего ряда U и V, V и W, W и U, должно быть равно бесконечности, так же, как и для нижнего ряда (в противном случае можно говорить о том, что между двумя соседними обмотки есть короткое замыкание). Кроме того, сопротивление, измеренное между каждой из клемм и корпусом двигателя, также должно быть равно бесконечности (в противном случае, можно говорить о замыкании обмотки на массу). Все эти неисправности были рассмотрены нами в разделе 53 "Однофазные двигатели".
| 62.2. УПРАЖНЕНИЕ 1. Подключение по схеме "треугольник' |
Например, при напряжении в сети 220 В трехфазного переменного тока обмотки двигателя должны быть подключены к сети по схеме "треугольник". Для этого с помощью перемычек следует соединить попарно клеммы U-Z, V-X и W-Y соответственно.
Зная, что концы обмоток подключены к клеммам U-X, V-Y и W-Z определить, в какой последовательности запитываются обмотки при их подключении по схеме "треугольник" (при напряжении в сети трехфазного тока 220 В).
Решение на следующей странице.
Решение упражнения 1
Подключение по схеме "треугольник".
При подключении по схеме "треугольник" в соответствии с рис. 62.10 видно, что фаза L1 подводится к клемме U, а клеммы Z и U соединены перемычкой.
Концы одной обмотки подключены к клеммам Z и W, другой - к клеммам U и X. Таким образом, подключение фазы L1 выглядит так, как показано на рис. 62.11.
Теперь рассмотрим подключение фазы L2. Эта фаза подключается к клемме V, а клеммы V и X соединятся перемычкой.
Концы третьей обмотки подключены к клеммам V и Y. Таким образом, подключение фаз L1 и L2 соответствует схеме на рис. 62.12.
Завершая рассмотрение, отметим, что фаза L3 подключается к клемме W. При этом клеммы W и Y соединены перемычкой.
Полностью схема подключения "треугольник" представлена на рис. 62.13. На нем мы видим, что обмотки при этой схеме подключения расположены в форме треугольника, отсюда и произошло название схемы.
Читайте также: