Стандартные диаметры валов электродвигателей. Как определить основные параметры электродвигателя?

Подбор электродвигателя по параметрам существующего

Стандартные диаметры валов электродвигателей. Как определить основные параметры электродвигателя?

08 января 2014.
Категория: Справочник электромеханика.

Очень часто возникают ситуации, когда на имеющемся производственном оборудовании, изготовленном 20 – 30 лет назад, выходят из строя электродвигатели и для их замены нужно подобрать аналог.

Вариантов поломки множество: это может быть выход из строя обмотки в результате нагрева при длительной перегрузке электродвигателя, а также естественного старения изоляции обмоточного провода; механический износ конца вала; полная поломка вала в результате резких ударных нагрузок или чрезмерной радиальной нагрузки; поломка лап станины; поломка лопастей осевого вентилятора или ребер на станине улучшающих теплоотдачу.

Так как основными приводными механизмами производственного оборудования являются трехфазные асинхронные двигатели, то мы и разберем именно тот случай, при котором нужно подобрать аналог асинхронному электродвигателю, вышедшему из строя.

Представим следующую ситуацию. Имеется группа из трех насосов, работающих на откачку воды из бака для слива оборотной воды.

Вода применяется в цикле охлаждения технологического оборудования, простои которого не допустимы. На все насосы установлены электродвигатели отечественного производства серии АО2.

Данная серия электродвигателей разработана в конце пятидесятых годов прошлого века и давно снята с производства.

Режим работы насосов таков. Один насос включен в работу постоянно, второй включается кратковременно в случае, если первый не справляется с возложенной на него задачей и происходит перелив воды в баке. Третий насос резервный.
За долгий период эксплуатации электродвигатели не раз разбирались для замены подшипников. При разборке на одном из двигателей был сломан осевой вентилятор и этот двигатель был поставлен в резерв. Другой двигатель демонтировался для замены обмотки и при его демонтаже была сломана лапа. Бывает и такое.

Что делать? Срочно собирали из двух поврежденных электродвигателей один рабочий. Теперь не остается резервного насоса. Необходимо срочно подобрать аналогичный электродвигатель, имеющий точно такие же или максимально приближенные технические характеристики и габаритные размеры.

Определение параметров существующего электродвигателя

Первым делом для подбора аналога требуется выяснить, что за двигатель установлен в настоящее время. Тип электродвигателя можно узнать, прочитав табличку, прикрепленную к станине электродвигателя.

Там же можно рассмотреть, если табличка не закрашена многолетними слоями краски или не исцарапана отверткой, основные технические характеристики, такие как: номинальную мощность электродвигателя Pном, кВт (мощность передаваемую на вал P2, не путайте с мощностью P1 и S – потребляемой из сети); номинальное питающее напряжение Uном; номинальный ток Iном, А; номинальное число оборотов вала nном, об/мин; коэффициент полезного действия η; коэффициент мощности cos φ; режим работы; конструктивное исполнение, IM; защитное исполнение, IP; массу, кг; год выпуска. Если все же табличка не читабельна, необходимо обратиться к проектно-конструкторской документации технологического оборудования. В ней есть все перечисленные данные.

В итоге выясняем, что тип установленного электродвигателя – АО2-81-4У3. Расшифруем обозначение типа электродвигателя АО2-81-4У3: – АО2 – как уже говорилось, это серия электродвигателей.

Данная серия была представлена 6-ю типоразмерами (габаритами), с 3-го по 9-й, со станиной закрытого исполнения и подшипниковыми щитами из чугуна; – 8 – порядковый номер габарита; – 1 – порядковый номер длины сердечника статора;

– 4 – число полюсов;

– У – климатическое исполнение;

– 3 – категория размещения.

Данный тип электродвигателя является трехфазным электродвигателем общего назначения, основного исполнения, и рассчитан на продолжительный режим работы (S1). При данном режиме работы электродвигатель развивает мощность на валу равную 40 кВт при 1455 об/мин.

Потребляемый из сети номинальный ток равен 126 А, при напряжении питания 220 В и 73 А, при напряжении питания 380 В. Соответственно обмотка электродвигателя может быть собрана в треугольник, при напряжении питания 220 В, и в звезду при напряжении питания 380 В.

Коэффициент полезного действия 91,5%, коэффициент мощности 0,91.

Конструктивное исполнение двигателя IM1001 (с одним цилиндрическим концом вала, установленный в горизонтальном положении на лапы). Степень защиты электродвигателя от внешних воздействий IP54.

Стоит отметить, что практически все электродвигатели, начиная с мощности 15 – 20 кВт, изготавливают с шестью выводными концами обмотки. Это дает возможность запуска электродвигателя большой мощности переключением со звезды на треугольник, а также подключения электродвигателя на одно из двух напряжений питающей сети.

Стандартные напряжения питающей сети, при классе напряжения до 1000 В – 220, 380 и 660 В. Поэтому когда вы подбираете электродвигатель с шестью выводными концами обмотки, обязательно обращайте внимание, на какие напряжения он рассчитан. Обычно это 220/380 В и 380/660 В.

Теперь нужно выяснить присоединительные размеры двигателя, а именно: высоту оси вращения вала; диаметр вала; расстояние между крепежными отверстиями расположенные на лапах станины; расстояние конца вала от передних крепежных отверстий (вылет вала), длину конца вала.

Размеры возможно определить непосредственно на электродвигателе с помощью измерительного инструмента, а также найти их в справочной литературе, что мы в данном случае и сделаем. Основные технические характеристики электродвигателей серии АО2 приведены в справочнике по электрическим машинам, 1988 года, составленный по редакцией И. П. Копылова.

На странице 304 в таблице 9.52 приведены габаритные, установочные и присоединительные размеры нашего двигателя.

В первой колонке находим обозначение габарита двигателя – 81.

Далее, как в любой другой таблице, в выбранной строке находим интересующие нас размеры:
– высота оси вращения – h = 250 мм;
– диаметр конца вала – d = 60 мм;
– длина конца вала – l = 140 мм;
– расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями – 2C = 406 мм;
– расстояние по длине станины между крепежными отверстиями – 2C2 = 311 мм;
– вылет конца вала – L8 = 168 мм.

Рисунок 1. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии АО2

Подбор нового электродвигателя

Итак, мы собрали все необходимые сведения для подбора аналогичного электродвигателя. Сейчас нужно определиться с производителем. В этом случае как говорится: – “На вкус и цвет товарищей нет”.

Мне, на основании личного опыта эксплуатации электродвигателей, нравятся электродвигатели ОАО “Ярославский электромашиностроительный завод”.

Заходим на сайт предприятия и скачиваем полный каталог продукции

Прежде всего, обращаем внимание на то, что электродвигатели, выпускаемые данным предприятием, изготавливаются в соответствии двум стандартам, это – DIN и ГОСТ.

DIN (Deutsches Institut für Normung) – Немецкий национальный стандарт, который используется практически во всей Европе.

ГОСТ – государственный стандарт бывшего СССР, а теперь межгосударственный России и стран СНГ. Смотрим электродвигатели обоих стандартов.

Начинать лучше с просмотра габаритных и присоединительных размеров. На странице 44 находим таблицу с размерами для электродвигателей по DIN в конструктивном исполнении IM1001.

В первую очередь нас интересуют размеры конца вала, то есть его диаметр и длина. Ищем значение d1 = 60 мм и l1 = 140 мм, для числа полюсов – 4. Находим соответствующие этим значениям типы электродвигателей RA225S и RA225M (рисунок 2) с высотой оси вращения вала h = 225 мм.

Высота оси вращения, при той же мощности, на всех современных электродвигателях, ниже, чем у изготавливаемых ранее. Связано это с использованием производителями более лучших, с технической точки зрения, электротехнических материалов. Поэтому они становятся более компактными и легкими.

Расшифруем обозначение типа электродвигателя, к примеру – RA225S4У3: – RA – серия электродвигателей.

Данная серия имеет 15 типоразмеров; – 225 – высота оси вращения вала; – S – установочный размер по длине станины (условная длина статора); – 4 – число полюсов; – У – климатическое исполнение;

– 3 – категория размещения.

Рисунок 2. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии RA, страница 44

Вылет вала у того и другого электродвигателя – l31 = 149 мм; расстояние между крепежными отверстиями по ширине станины – b10 = 356 мм. Расстояние между крепежными отверстиями по длине станины для  электродвигателя RA225S – l10 = 286 мм; для электродвигателя RA225M – l10 = 311 мм.

Из всех размеров совпал только один, это расстояние по длине станины между крепежными отверстиями для электродвигателя RA225M – l10 = 311 мм.

Но это не существенный аргумент, так как в любом случае при установке придется сверлить новые отверстия в постели, в связи с меньшим вылетом конца вала.

Проверим размеры электродвигателя следующего габарита RA250M (рисунок 2):
– высота оси вращения – h = 250 мм;
– диаметр конца вала – d1 = 65 мм;
– длина конца вала – l1 = 140 мм;
– расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями – b10 = 406 мм;
– расстояние по длине станины между крепежными отверстиями – l10 = 349 мм;
– вылет конца вала – l31 = 168 мм.

Вывод. Для установки и подгонки на место электродвигателя RA225S и RA225M придется изготовить из листового металла переходную постель. Для установки электродвигателя RA250M нужно будет расточить отверстие полумуфты под диаметр вала 65 мм и шпоночный паз этого отверстия. В том и другом случае необходимо разметить и высверлить новые крепежные отверстия в существующей постели.

Переходим на страницу 45 – 46 с размерами электродвигателей по ГОСТ.

Точно также находим наиболее подходящие типы электродвигателей и выписываем для сравнения, интересующие нас размеры.

Электродвигатель А200L (рисунок 3) имеет следующие размеры:
– высота оси вращения – h = 200 мм;
– диаметр конца вала – d1 = 60 мм;
– длина конца вала – l1 = 140 мм;
– расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями – b10 = 318 мм;
– расстояние по длине станины между крепежными отверстиями – l10 = 305 мм;
– вылет конца вала – l31 = 133 мм.

Рисунок 3. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии А, страница 45

Электродвигатель А225M (рисунок 3):
– высота оси вращения – h = 225 мм;
– диаметр конца вала – d1 = 65 мм;
– длина конца вала – l1 = 140 мм;
– расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями – b10 = 356 мм;
– расстояние по длине станины между крепежными отверстиями – l10 = 311 мм;
– вылет конца вала – l31 = 149 мм.

Рисунок 4. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии А, страница 46

Электродвигатель А250S (рисунок 4):
– высота оси вращения – h = 250 мм;
– диаметр конца вала – d1 = 75 мм;
– длина конца вала – l1 = 140 мм;
– расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями – b10 = 406 мм;
– расстояние по длине станины между крепежными отверстиями – l10 = 311 мм;
– вылет конца вала – l31 = 168 мм.

Для удобства сравнения полученные результаты сведем в таблицу.

Тип электродвигателяВысота оси вращения вала, ммДиаметр конца вала, ммДлина конца вала, ммВылет конца вала, ммРасстояние по ширине станины между крепежными отверстиями, ммРасстояние по длине станины между крепежными отверстиями, мм
АО2-81-425060140168406311
RA225S422560140149356286
RA225M422560140149356311
RA250M425065140168406349
А200L420060140133318305
А225M422565140149356311
А250S425075140168406311

Сравнивая полученные результаты, сделать сразу конкретный вывод о применении того или иного двигателя невозможно, поскольку все зависит от возможности его установки.

Нужно принимать во внимание внешние габариты пространства, в котором он будет установлен, войдет он туда или нет. Возможно, ли просверлить новые крепежные отверстия в существующей постели.

Получится ли расточить отверстие существующей полумуфты для ее дальнейшего использования или нужно изготовить новую, и так далее.

https://www.youtube.com/watch?v=QihRrkIr3Ig

Если есть возможность изготовить новую постель, то лучше применить двигатель с меньшей высотой оси вращения вала, поскольку, устанавливая электродвигатель с равной высотой вращения, приходится переплачивать за лишнюю мощность. К примеру, стоимость электродвигателя A200L4, мощностью 45 кВт, ниже более чем в 1,5 раза, стоимости электродвигателя A250S4, мощностью 75 кВт.

В данном случае будем полагать, что никаких препятствий для установки двигателей у нас нет. Тогда наиболее подходящим для замены будет электродвигатель RA225M4. Посмотрим его энергетические характеристики. Для этого перейдем на страницу 16. Находим строку с этим типом электродвигателя и видим: – тип двигателя – RA225M4;

– номинальная частота вращения, n – 1465 об/мин;

– номинальная мощность, Pном – 45 кВт; – коэффициент полезного действия, η – 92,5%;

– коэффициент мощности, cos φ – 0,87

– номинальный ток при напряжении 380 В, Iном – 86 А.

Не пугайтесь этих цифр, ведь в таблице указана мощность при номинальном режиме работы двигателя, то есть при его 100% загрузке. А так как нагружен наш новый двигатель будет на –

то и потребляемый в номинальном режиме ток составит:

Возможно, вам даже не придется перенастраивать аппараты защиты электродвигателя.

Что касается климатического исполнения и категории размещения то их нужно принять точно такие, как и у вышедшего из строя двигателя (У3). Тогда тип электродвигателя будет выглядеть так RA225M4У3.

Евгений Живоглядов.

Источник: https://www.electromechanics.ru/articles/561-selection-of-the-parameters-of-the-existing-motor.html

Основные параметры электродвигателя

Стандартные диаметры валов электродвигателей. Как определить основные параметры электродвигателя?

Мощность электродвигателя – это полезная механическая мощность на валу электродвигателя.

Механическая мощность

Мощность – физическая величина, показывающая какую работу механизм совершает в единицу времени.

  • где P – мощность, Вт,
  • A – работа, Дж,
  • t – время, с

Работа – скалярная физическая величина, равная произведению проекции силы на направление F и пути s, проходимого точкой приложения силы.

Для вращательного движения

  • где ω – углавая частота, рад/с,

Таким образом можно вычислить значение механической мощности на валу вращающегося электродвигателя

Справка: Номинальное значение – значение параметра электротехнического изделия (устройства), указанное изготовителем, при котором оно должно работать, являющееся исходным для отсчета отклонений.

  • где n – частота вращения электродвигателя, об/мин

Момент инерции – скалярная физическая величина, являющаяся мерой инертности тела во вращательном движении вокруг оси, равна сумме произведений масс материальных точек на квадраты их расстояний от оси

  • где J – момент инерции, кг∙м2,
  • m – масса, кг

Справка: В английской системе мер момент инерции измеряется в унция-сила-дюйм (oz∙in∙s2)

1 oz∙in∙s2 = 0,007062 kg∙m2 (кг∙м2)

Момент инерции связан с моментом силы следующим соотношением

  • где ε – угловое ускорение, с-2

Справка: Определение момента инерции вращающейся части электродвигателя описано в ГОСТ 11828-86

Коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя – характеристика эффективности машины в отношении преобразования электрической энергии в механическую.

  • где η – коэффициент полезного действия электродвигателя,
  • P1 – подведенная мощность (электрическая), Вт,
  • P2 – полезная мощность (механическая), Вт

потери в электродвигатели

     обусловлены:

  • электрическими потерями – в виде тепла в результате нагрева проводников с током;
  • магнитными потерями – потери на перемагничивание сердечника: потери на вихревые токи, на гистерезис и на магнитное последействие;
  • механическими потерями – потери на трение в подшипниках, на вентиляцию, на щетках (при их наличии);
  • дополнительными потерями – потери вызванные высшими гармониками магнитных полей, возникающих из-за зубчатого строения статора, ротора и наличия высших гармоник магнитодвижущей силы обмоток.

КПД электродвигателя может варьироваться от 10 до 99% в зависимости от типа и конструкции.

Международная электротехническая комиссия (International Electrotechnical Commission) определяет требования к эффективности электродвигателей. Согласно стандарту IEC 60034-31:2010 определено четыре класса эффективности для синхронных и асинхронных электродвигателей: IE1, IE2, IE3 и IE4.

Номинальное напряжение

Номинальное напряжение (англ. rated voltage) – напряжение на которое спроектирована сеть или оборудование и к которому относят их рабочие характеристики.

Электрическая постоянная времени

Электрическая постоянная времени – это время, отсчитываемое с момента подачи постоянного напряжения на электродвигатель, за которое ток достигает уровня в 63,21% (1-1/e) от своего конечного значения.

  • где  – постоянная времени, с

Момент электродвигателя

Вращающий момент (синонимы: вращательный момент, крутящий момент, момент силы) – векторная физическая величина, равная произведению радиус вектора, проведенного от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы.

  • где M – вращающий момент, Нм;
  • F – сила, Н;
  • r – радиус-вектор, м

Справка: Номинальный вращающий момент Мном, Нм, определяют по формуле

  • где Pном – номинальная мощность двигателя, Вт,
  • nном – номинальная частота вращения, мин-1

Начальный пусковой момент – момент электродвигателя при пуске.

Справка: В английской системе мер сила измеряется в унция-сила (oz, ozf, ounce-force) или фунт-сила (lb, lbf, pound-force)

1 oz = 1/16 lb = 0,2780139 N (Н)
1 lb = 4,448222 N (Н)

момент измеряется в унция-сила на дюйм (oz∙in) или фунт-сила на дюйм (lb∙in)

1 oz∙in = 0,007062 Nm (Нм)
1 lb∙in = 0,112985 Nm (Нм)

Механическая характеристика

Механическая характеристика двигателя представляет собой графически выраженную зависимость частоты вращения вала от электромагнитного момента при неизменном напряжении питания.

Области применения электродвигателей

Электродвигатели являются крупнейшими потребителями электроэнергии в мире, на них приходится около 45% от всей потребляемой электроэнергии.

    Электродвигатели используются повсеместно, основные области применения:

  • промышленность: насосы, вентиляторы, компрессоры, конвейеры, движущая сила для других машин и др.
  • строительство: насосы, вентиляторы, конвейеры, лифты, системы отопления, вентиляции и кондиционирование воздуха и др.
  • потребительские устройства: холодильники, кондиционеры, персональные компьютеры и ноутбуки (жесткие диски, вентиляторы), пылесосы, стиральные машинки, миксеры и др.
ЭД1ФункцииОбласти примененияВращающиеся электродвигателиНасосы

Вентиляторы

Компрессоры

Вращение, смешивание, движение

Транспорт

Угловые перемещения (шаговые двигатели, серводвигатели)

Линейные электродвигателиОткрыть/закрыть

Сортировка

Хватать и перемещать

Системы водоснабжения и водоотведения
Системы перекачки охлажденной или нагретой воды, системы отопления, ОВК2, системы полива
Системы канализации
Перекачка нефтепродуктов
Приточно-вытяжная вентиляция, ОВК2, вентиляторы
Системы вентиляции, холодильные и морозильные установки, ОВК2
Накопление и распределение сжатого воздуха, пневматические системы
Системы сжижения газа, системы перекачки природного газа
Прокатный стан, станки: обработка металла, камня, пластика
Прессовое оборудование: обработка алюминия, пластиков
Обработка текстиля: ткачество, стирка, сушка
Смешивание, взбалтывание: еда, краски, пластики
Пассажирские лифты, эскалаторы, конвейеры
Грузовые лифты, подъемные краны, подъемники, конвейеры, лебедки
Транспортные средства: поезда, трамваи, троллейбусы, автомобили, электромобили, автобусы, мотоциклы, велосипеды, зубчатая железная дорога, канатная дорога
Вентили (открыть/закрыть)
Серво (установка положения)
Вентили
Производство
Роботы

Примечание:

  1. ЭД – электродвигатель
  2. ОВК – системы отопления, вентиляции и кондиционирование воздуха

Источник: https://agregat.me/information/elektrodvigateli/osnovnye-parametry-elektrodvigatelya

Определение мощности электродвигателя по диаметру вала – Все об электричестве

Стандартные диаметры валов электродвигателей. Как определить основные параметры электродвигателя?

При замене сломанного советского электродвигателя на новый, часто оказывается, что на нем нет таблички. Нам часто задают вопросы: как узнать мощность электродвигателя? Как определить обороты двигателя?  В этой статье мы рассмотрим, как определить мощность и обороты электродвигателя без бирки.

Определение оборотов электродвигателя

Асинхронные трехфазные двигатели по частоте вращения делятся 4 типа: 3000, 1500, 1000 и 750 об. мин. Приводим пример маркировки на основании АИР 180:

Самый простой способ определить количество оборотов трехфазного асинхронного электродвигателя – снять задний кожух и посмотреть обмотку статора.

У двигателя на 3000 об/мин катушка обмотки статора занимает половину окружности — 180 °, то есть начало и конец секции параллельны друг другу и перпендикулярны центру. У электромоторов 1500 оборотов угол равен 120 °, у 1000 – 90 °. Схематическое вид катушек изображен на чертеже.

Узнать частоту вращения двигателя с помощью амперметра

Узнать обороты двигателя, можно посчитав количество полюсов. Для этого нам понадобится миллиамперметр. Узнать количество полюсов, можно подключив измерительный прибор к обмотке статора. При вращении вала двигателя стрелка амперметра будет отклонятся. Число отклонений стрелки за один оборот – равно количеству полюсов.

  • 2 полюса – 3000 об/мин
  • 4 полюса – 1500 об/мин
  • 6 полюса – 2000 об/мин
  • 8 полюса – 750 об/мин

Как определить мощность электродвигателя?

Существует несколько способов определения мощности электродвигателя: по габариту и длине, по току и сопротивлению, замеру счетчиком электроэнергии.

Определение мощности двигателя по габаритным размерам

Все электродвигатели отличаются по габаритным размерам. Определить мощность двигателя можно сравнив габаритные размеры с таблицей определения мощности электродвигателя, перейдя по ссылке габаритно-присоединительные размеры электродвигателей АИР.

Что нужно замерить:

  • Длина, ширина, высота корпуса
  • Расстояние от центра вала до пола
  • Длина и диаметр вала
  • Крепежные размеры по лапам (фланцу)

Определить мощность электродвигателя по диаметру вала

Определение мощности электродвигателя по диаметру вал — частый запрос для поисковых систем. Но для точного определения этого параметра недостаточно – два двигателя в одном габарите, с одинаковыми валами и частотой вращение могут иметь различную мощность.

Для точно определения нужно замерить все габаритные размеры.

Р, кВт3000 об/мин1500 об/мин1000 об/мин750 об/мин
D1, ммD1, ммD1, ммD1, мм
1,522222428
2,2242832
32432
4282838
5,53238
7,5323848
113848
15424855
18,55560
22485560
3065
3755606575
457575
556580
75657580
9090
110708090
132100
1607590100
200
25085100
315

Измерение мощности по показанию счетчика

Как правило измерение счетчика отображаются в киловаттах (далее кВт). Для точности измерения стоит отключить все электроприборы или воспользоваться портативным счетчиком. Мощность электродвигателя 2,2 кВт, подразумевает что он потребляет 2,2 кВт электроэнергии в час.

Для измерения мощности по показанию счетчика нужно:

  1. Подключить мотор и дать ему поработать в течении 6 минут.
  2. Замеры счетчика умножить на 10 – получаем точную мощность электромотора.

Расчет мощности электродвигателя по току

Для начала нужно подключить асинхронный трехфазный двигатель к сети и замерить показатели напряжения. Замеряем потребляемый ток на каждой из обмоток фаз двигателя с помощью амперметра или мультиметра. Далее, находим сумму токов трех фаз и умножаем на ранее замеренные показатели напряжения, наглядно в формуле расчета мощности электродвигателя по току.

Где, P – мощность электродвигателя;

U – напряжение;

Ia – ток 1 фазы;

Ib – ток 2 фазы;

Ic – ток 3 фазы.

Если не получилось узнать мощность и обороты электродвигателя

Если не получилось узнать мощность и обороты электродвигатели или вы не уверены в измерениях – обращайтесь к специалистам «Систем Качества». Наши специалисты помогут подобрать нужный мотор или провести ремонт сломанного электродвигателя АИР.

Источник: https://xn--80aqy.com.ua/poleznoe/kak-uznat-moshhnost-i-oboroty-dvigatelya/

Подбор электродвигателя по параметрам существующего

08 января 2014.
Категория: Справочник электромеханика.

Очень часто возникают ситуации, когда на имеющемся производственном оборудовании, изготовленном 20 – 30 лет назад, выходят из строя электродвигатели и для их замены нужно подобрать аналог.

Вариантов поломки множество: это может быть выход из строя обмотки в результате нагрева при длительной перегрузке электродвигателя, а также естественного старения изоляции обмоточного провода; механический износ конца вала; полная поломка вала в результате резких ударных нагрузок или чрезмерной радиальной нагрузки; поломка лап станины; поломка лопастей осевого вентилятора или ребер на станине улучшающих теплоотдачу.

Так как основными приводными механизмами производственного оборудования являются трехфазные асинхронные двигатели, то мы и разберем именно тот случай, при котором нужно подобрать аналог асинхронному электродвигателю, вышедшему из строя.

Представим следующую ситуацию. Имеется группа из трех насосов, работающих на откачку воды из бака для слива оборотной воды.

Вода применяется в цикле охлаждения технологического оборудования, простои которого не допустимы. На все насосы установлены электродвигатели отечественного производства серии АО2.

Данная серия электродвигателей разработана в конце пятидесятых годов прошлого века и давно снята с производства.

Режим работы насосов таков. Один насос включен в работу постоянно, второй включается кратковременно в случае, если первый не справляется с возложенной на него задачей и происходит перелив воды в баке. Третий насос резервный.
За долгий период эксплуатации электродвигатели не раз разбирались для замены подшипников. При разборке на одном из двигателей был сломан осевой вентилятор и этот двигатель был поставлен в резерв. Другой двигатель демонтировался для замены обмотки и при его демонтаже была сломана лапа. Бывает и такое.

Что делать? Срочно собирали из двух поврежденных электродвигателей один рабочий. Теперь не остается резервного насоса. Необходимо срочно подобрать аналогичный электродвигатель, имеющий точно такие же или максимально приближенные технические характеристики и габаритные размеры.

Как определить мощность электродвигателя без бирки

Стандартные диаметры валов электродвигателей. Как определить основные параметры электродвигателя?

Если техническая документация к двигателю утеряна, а надписи на корпусе стерлись или не читаемы, возникает вопрос: как определить мощность электродвигателя без бирки? Существуют несколько методов, о которых мы вам расскажем, и вам останется выбрать из них наиболее удобный в вашем случае.

Практические измерения

Самый доступный способ – проверка показаний бытового счетчика электроэнергии. Сначала следует отключить абсолютно все бытовые приборы и выключить свет во всех помещениях, поскольку даже горящая лампочка на 40Вт будет искажать показания.

Проследите, чтобы счетчик не крутился или индикатор не мигал (в зависимости от его модели).

Вам повезло, если у вас счетчик «Меркурий» – он показывает величину нагрузки в кВт, поэтому от вас потребуется только включить двигатель на 5 минут на полную мощность и проверить показания.

Индукционные счетчики ведут учет в кВт/ч. Запишите показания до включения мотора, дайте ему поработать ровно 10 минут (лучше воспользоваться секундомером). Снимите новые показания счетчика и путем вычитания узнайте разницу. Умножьте эту цифру на 6. Полученный результат отображает мощность двигателя в кВт.

Если двигатель маломощный, вычислить параметры будет несколько сложнее. Выясните, сколько оборотов (или импульсов) равно 1кВт/ч – информацию вы найдете на счетчике. Допустим, это 1600 оборотов (или вспышек индикатора).

Если при работающем двигателе счетчик делает 20 оборотов в минуту, умножьте эту цифру на 60 (количество минут в часу). Получается 1200 оборотов в час. Разделите 1600 на 1200 (1.3) – это и есть мощность двигателя.

Результат тем точнее, чем дольше вы измеряете показания, но небольшая погрешность все равно присутствует.

Определение по таблицам

Как узнать мощность электродвигателя по диаметру вала и другим показателям? В интернете нетрудно найти технические таблицы, с помощью которых можно узнать тип мотора и, соответственно, его мощность. Вам потребуется снять следующие параметры:

  • диаметр вала;
  • частота его вращения или число полюсов;
  • крепежные размеры;
  • диаметр фланца (если двигатель фланцевый);
  • высота до центра вала;
  • длина мотора (без выступающей части вала);
  • расстояние до оси.

Далее – вопрос времени и внимательности. Согласитесь, надежнее измерить детали и узнать точный, без погрешностей результат. В сети есть параметры абсолютно всех, даже очень старых моторов.

Вычисление по количеству оборотов в минуту

Определите визуально количество обмоток статора. Используйте тестер или миллиамперметр для того чтобы узнать число полюсов – при этом не требуется разбирать мотор. Подключите прибор к одной из обмоток и равномерно вращайте вал. Количество отклонений стрелки – это число полюсов. Учтите, что частота вращения вала при данном методе вычисления несколько ниже полученного результата.

Определение по габаритам

Еще один способ – проведение замеров и вычислений. Многие из тех, кто интересуется, как узнать мощность трехфазного двигателя, предпочитают именно его. Вам понадобятся следующие данные:

  • Диаметр сердечника в сантиметрах (D). Он измеряется по внутренней части статора. Также необходима длина сердечника с учетом отверстий вентиляции.
  • Частота валового вращения (n) и частота сети (f).

Через них вычислите показатель полюсного деления. D умножьте на n и на число Пи – назовем это показание А. 120 умножьте на f – это В. Разделите А на В.

Как видите, чтобы подсчитать значение, достаточно вспомнить школьный курс математики.

Определение по мощности, выдаваемой двигателем

Здесь опять придется вооружиться калькулятором. Узнайте:

  • число оборотов вала в секунду (А);
  • показатель тяглового усилия мотора (В);
  • радиус вала (С) – это можно сделать с помощью штангенциркуля.

Определение мощности электродвигателя в Вт осуществляется по следующей формуле: Ах6.28хВхС.

Для чего необходимо знать мощность двигателя

Из всех технических характеристик электродвигателя (КПД, номинальный рабочий ток, частота вращения и т.д.) самая значимая – мощность. Зная главные данные, вы сможете:

  • Подобрать подходящие по номиналам тепловое реле и автомат.
  • Определить пропускную способность и сечение электрических кабелей для подключения агрегата.
  • Эксплуатировать двигатель согласно его параметрам, не допуская перегрузок.

Мы описали, как замерить мощность электродвигателя разными способами. Используйте тот, который в вашем случае будет оптимальным. Применяя любой из методов, вы подберете агрегат, который будет лучшим образом отвечать вашим требованиям.

Но самый эффективный вариант, экономящий ваше время и избавляющий вас от необходимости искать информацию и проводить замеры и расчеты – это сохранить технический паспорт в надежном месте и следить за тем, чтобы шильдик с данными не потерялся.

Источник: https://www.szemo.ru/press-tsentr/article/kak-opredelit-moshchnost-elektrodvigatelya-bez-birki/

Как определить мощность электродвигателя с биркой и без неё — обзор методик

Стандартные диаметры валов электродвигателей. Как определить основные параметры электродвигателя?
На практике не всегда приходится работать с электродвигателями, у которых известны рабочие параметры. Эта информация обычно указывается на бирке, но она может быть затертой или вообще отсутствовать.

Что делать в такой ситуации, не выкидывать же «мотор»? В этой статье мы расскажем, как определить мощность электродвигателя по габаритным размерам, току и другим показателям.

Оговоримся, что в статье пойдет речь в большей степени о трёхфазных асинхронных электродвигателях, так как они распространены больше всех.

Сначала смотрим на бирку

Самым простым является способ определения мощности двигателя по шильдику (его еще называют табличкой или биркой).

В первую очередь, стоит помнить, что число, указанное на бирке – это механическая мощность на валу, т.н. Р2.

Чтобы найти активную электрическую Р1 (которую будет учитывать ваш счетчик), её нужно разделить на КПД (η), а, чтобы найти полную S, то еще разделить и на COSф, их найдете на том же шильдике.

Р1 = Р2/η = 180/0,68 = 265 (Вт)

S = P1/cosФ = 265/0.78 = 340 (Вт)

А если указан только ток — вы можете определить полную мощность по стандартной для трёхфазных цепей формуле:

S = UI*1,73

Если по примеру приведенного выше шильдика, то:

S = 380*0,52*1,73 = 341 (ВА)

Тогда активная:

P1 = S*cosФ = 341*0,78 = 266 (Вт)

И механическая Р2 на валу:

P2 = P1*η = 180,8 (Вт)

Как вы могли убедится, результаты расчетов по току и напряжению совпали с указанными на табличке цифрами. По шильдику вы можете определить и другие параметры электродвигателя, такие как номинальное напряжение, силу тока, число оборотов в минуту.

Сравниваем габаритные размеры

Если нет таблички или на ней сложно что-то прочитать, то можно определить мощность асинхронного электродвигателя без паспорта по габаритам, а именно по диаметру вала.

Этот способ определения используют на практике чаще остальных, поскольку нужно только измерить вал штангенциркулем и не нужно подключение к сети. После измерения диаметра, полученные значения сравнивают с таблицей и определяют приблизительную мощность. Такой способ позволяет получить достаточно точные характеристики без бирки. Таблица для этого приведена ниже.

Такой способ определения мощности электродвигателя по габаритам (по ротору) подходит как для трёхфазных, так и однофазных асинхронных двигателей. Обратите внимание «P» указана в кВт (киловатты), как принято в электротехнике, а не как в физике — в ваттах.

Если вам по каким-то причинам не подходят данные из этой таблицы, то есть другой способ узнать мощность электродвигателя по габаритным размерам, нужно измерить:

  • диаметр вала;
  • частоту его вращения (число пар полюсов);
  • крепежные размеры;
  • диаметр фланца или ширину крепежных лап;
  • высота до центра вала;
  • длина мотора (без выступающей части вала).

И сравнить эти данные с размерами электромашин единой серии 4А, АИР, А, АО. Их можно найти в разных справочниках или каталогах компаний, которые их производят.

Чтобы определить мощность двигателя распространенной серии АИР по крепежным отверстиям на лапах, воспользуйтесь этой таблицей.

Для определения мощности электродвигателя по диаметру фланца (D20) и диаметру крепежных отверстий фланца (D22) используйте следующие данные:

Со временем и практикой вы научитесь приблизительно определять мощность двигателя по внешнему виду, мысленно сравнивая с теми, которыми сталкивались раньше, но для этого нужно знать ряд стандартных номиналов электродвигателей: 0,25; 0,37; 0,55; 0,75; 1,1; 1,5; 2,2; 3,0; 4,0; 5,5; 7,5; 11; 15; 18,5; 22; 30; 37; 45; 55; 75 кВт.

Оценочный расчёт по току холостого хода и напряжению

Определить мощность электродвигателя можно и по току или, как говорят дилетанты, «по амперажу».

Но измерять ток, когда машина находится под нагрузкой, чтобы узнать его номинальную мощность неправильно, потому что вы никак не можете знать работает он под номинальной нагрузкой, в перегрузе или наоборот недогружен.

От нагрузки зависит ток статора. Это значит, что вы измерите не номинальный ток, а ток потребления в этот момент.

Итак, нужно измерить ток холостого хода, то есть когда двигатель работает без нагрузки.

Прежде чем вы будете измерять что-либо, для получения правильных данных нужно чтобы он какое-то время поработал, а именно 0,5-1 час для двигателей мощностью до 100 кВт и 1-2 часа — свыше 100 кВт.

После измерения, по таблице узнать типовые отклонения Iхх от Iном в процентах и посчитать предполагаемый Iном.

Давайте приведем пример, допустим, вы измерили ток, оказалось, что это 5 Ампер. Оцениваем мощность двигателя «на глаз», допустим, что он довольно крупный, и вы предполагаете, что она больше 5 кВт.

При этом это «трёхтысячник», то есть его вал вращается с частотой 3000 об/мин. Тогда измеренный ток холостого хода составляет 40% (или 0,4) от номинального.

Чтобы узнать номинальный ток, нужно разделить Iхх на проценты из таблицы:

Iном=Iхх/0,4=5/0,4=12,5А

Тогда полную и активную мощность можно определить по формулам:

S=UI*1,73=380*12,5*1,73=8217 Вт=8,2 кВт.

Примем, что cosФ двигателя равен 0,85, а его КПД 0.8, тогда активная P1 равна:

Р = Iср*Uср*1,73*cosf*КПД=12,5*380*1,73*0,85*0,8=5,5 кВт

Правда стандартных асинхронных трёхфазных двигателей с такими параметрами не бывает, числа были взяты лишь для примера, но приведенным выше способом вы можете узнать мощность двигателя, зная ток и напряжение.

Расчет по частоте вращения и крутящему моменту

Чтобы подобрать двигатель для конкретного механизма вы можете определить мощность двигателя по крутящему моменту и количеству оборотов, которые требуются на валу. Для этого используют формулу:

P=M*n/9550,

где M – момент, n – число оборотов, 9550 – коэффициент.

Заключение

Мы рассмотрели основные способы определения мощности электродвигателя. Есть и другие методы, например, по сопротивлению обмоток, но он не может быть точным, так как после перемотки оно может не соответствовать паспортным данным.

Да и чтобы точно измерить сопротивление обмоток статора мощных двигателей нужны точные измерительные приборы, так называемый измерительный мост, или производить замеры методом вольтметра-амперметра.

Чего делать на практике никто не будет, а мультиметром точно сделать такие замеры не получится.

Способ определения параметров электродвигателя по весу также нельзя называть точным, он заключается в том, что, в среднем, вес асинхронного электродвигателя равняется:

  • для 3000 об/мин — 7-9 кг на 1 кВт;
  • для 1500 об/мин — 11-13 кг/кВт;
  • Для 1000 об/мин — 14-15 кг/кВт.

Но точным его назвать совсем нельзя, корпуса современных электродвигателей выполняются из алюминия и легче до 30%, по сравнению со старыми советскими, тогда как защищенный электродвигатель будет весить больше своего незащищенного аналога. Поэтому такой метод, хоть и имеет право на жизнь, но больше похож на гадания на кофейной гуще.

Пожалуй, самое простое определение мощности электродвигателя — по размерам, диаметру вала и т.д. с последующим сравнением с каталожными данными двигателей такой же серии.

Материалы по теме:

Источник: https://samelectrik.ru/kak-opredelit-moshhnost-elektrodvigatelya.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.