Mehaničke i električne karakteristike indukcijskih motora

Ovaj članak će istaknuti temu mehaničkih i električnih karakteristika elektromotora. Koristeći kao primjer asinhroni motor, razmotrite takve parametre kao što su snaga, rad, učinkovitost, kosinusi, obrtni moment, kutna brzina, linearna brzina i frekvencija. Sve ove karakteristike važne su prilikom dizajniranja opreme u kojoj elektromotorni motori služe kao pogonski motori. Posebno su asinhroni elektromotorni proizvodi danas posebno rašireni u industriji, pa ćemo se zadržati na njihovim karakteristikama. Na primjer, razmislite o AIR80V2U3.

Nazivna mehanička snaga indukcijskog motora

Na natpisnoj pločici (na natpisnoj pločici) motora uvijek je naznačena nazivna mehanička snaga na vratilu motora. Ovo nije električna snaga koju ovaj električni motor troši iz mreže.

Tako, na primjer, za motor AIR80V2U3, snaga od 2200 W točno odgovara mehaničkoj snazi ​​osovine. To jest, u optimalnom režimu rada ovaj je motor sposoban obavljati mehanički rad od 2200 džula svake sekunde. Ovu snagu označavamo kao P1 = 2200 W.

Nazivna aktivna električna snaga indukcijskog motora

Za određivanje nazivne aktivne električne snage indukcijskog motora na temelju podataka s natpisne pločice potrebno je uzeti u obzir učinkovitost. Dakle, za ovaj elektromotor učinkovitost je 83%.

Što to znači? To znači da se samo dio aktivne snage koja se iz mreže dovodi do namotaja statora motora, a motor je nepovratno troši, pretvara u mehaničku snagu na vratilu. Aktivna snaga je P = P1 / Učinkovitost. Za naš primjer, prema predstavljenoj tipskoj pločici, vidimo da je P1 = 2200, učinkovitost = 83%. Dakle, P = 2200 / 0,83 = 2650 vata.

Nazivna prividna električna snaga indukcijskog motora

Ukupna električna snaga koja se statoru elektromotora isporučuje iz mreže uvijek je veća od mehaničke snage na vratilu i više od aktivne snage koju nepovratno troši elektromotor.

Da bi se pronašla puna snaga, dovoljno je aktivnu snagu podijeliti u kosinusu fi. Dakle, ukupna snaga je S = P / Cosφ. Za naš primjer, P = 2650 W, Cosφ = 0,87. Stoga je ukupna snaga S = 2650 / 0,87 = 3046 VA.

Nazivna jalova električna snaga indukcijskog motora

Dio ukupne snage koja se isporučuje namotima statora indukcijskog motora vraća se u mrežu. Je jalova snaga Q.

Q = √(S² - P²)

Reaktivna snaga povezana je s prividnom snagom kroz sinφ, a povezana je s aktivnom i prividnom moći putem kvadratnog korijena. Za naš primjer:

Q = √(3046² - 2650²) = 1502 VAR

Reaktivna snaga Q mjeri se u VAR-u - u reaktivnim volt-amperima.

Pogledajmo sada mehaničke karakteristike našeg indukcijskog motora: nazivni radni okretni moment na vratilu, kutna brzina, linearna brzina, brzina rotora i njegov odnos s frekvencijom elektromotora.

Brzina rotora indukcijskog motora

Na natpisnoj pločici to vidimo kada se napaja izmjeničnom strujom 50 Hz, rotor motora radi pri nominalnom opterećenju od 2870 o / min, ovu frekvenciju označavamo kao n1.

Što to znači? Budući da se magnetsko polje u namotima statora stvara izmjeničnom strujom s frekvencijom 50 Hz, za motor s jednim parom polova (što je AIR80V2U3) frekvencija "rotacije" magnetskog polja, sinkrona frekvencija n, jednaka je 3000 o / min, što je identično 50 okr / min. No, budući da je motor asinkroni, rotor se okreće iza zaklizajuće količine s.

Vrijednost s može se odrediti dijeljenjem razlike između sinkronih i asinhronih frekvencija na sinkronu frekvenciju i izražavanjem ove vrijednosti u postocima:

s = ((n – n1)/n)*100%

Za naš primjer, s = ((3000 – 2870)/3000)*100% = 4,3%.

Asinkroni kutni broj motora

Kutna brzina ω izražava se u radijanima u sekundi. Da bi se odredila kutna brzina, dovoljno je prevesti brzinu rotora n1 u obrtaje u sekundi (f), i pomnožiti s 2 Pi, budući da je jedan puni obrt 2 Pi ili 2 * 3.14159 radijana. Za motor AIR80V2U3 asinhrona frekvencija n1 je 2870 o / min, što odgovara 2870/60 = 47.833 o / min.

Pomnoživši se sa 2 Pi, imamo: 47.833 * 2 * 3.14159 = 300.543 rad / s. Možete prevesti u stupnjeve, jer ovo umjesto 2 Pi zamjenjuje 360 ​​stupnjeva, tada za naš primjer dobivamo 360 * 47,833 = 17220 stupnjeva u sekundi. Međutim, takvi se proračuni obično izvode upravo u radijanima u sekundi. Stoga je kutna brzina ω = 2 * Pi * f, gdje je f = n1 / 60.

Linearna brzina indukcijskog motora

Linearna brzina v odnosi se na opremu na koju je kao pogon postavljen indukcijski motor. Dakle, ako je remenica ili, recimo, brusni disk poznatog polumjera R ugrađena na osovinu motora, tada se linearna brzina točke na rubu remenice ili diska može naći pomoću formule:

v = ωR

Nazivni okretni moment indukcijskog motora

Svaki indukcijski motor karakterizira nazivni okretni moment Mn. Okretni moment M povezan je s mehaničkom snagom P1 putem kutne brzine kako slijedi:

P = ωM

Moment ili moment sile koji djeluju na određenoj udaljenosti od središta vrtnje održavaju se za motor, a s povećanjem polumjera sila se smanjuje i što je manji polumjer, veća je i sila, jer:

M = FR

Dakle, što je veći polumjer remenice, to manje sile djeluje na njegov rub, a najveća sila djeluje izravno na osovinu elektromotora.

Za motor AIR80V2U3, primjerice, snaga P1 je 2200 W, a frekvencija n1 je 2870 o / min ili f = 47.833 o / min. Stoga je kutna brzina 2 * Pi * f, tj. 300.543 rad / s, a nazivni moment Mn je P1 / (2 * Pi * f). Mn = 2200 / (2 * 3,14159 * 47,833) = 7,32 N * m.

Dakle, na temelju podataka navedenih na tipskoj pločici indukcijskog motora možete pronaći sve glavne električne i mehaničke parametre.

Nadamo se da vam je ovaj članak pomogao da shvatite kako su povezani kutna brzina, frekvencija, zakretni moment, aktivna, korisna i prividna snaga, kao i učinkovitost elektromotora.