Az indukciós motorok mechanikai és elektromos jellemzői

Ez a cikk kiemeli az elektromotorok mechanikai és elektromos tulajdonságainak témáját. Példaként aszinkron motorra vegye figyelembe a következő paramétereket: teljesítmény, munka, hatékonyság, koszinusz phi, nyomaték, szögsebesség, lineáris sebesség és frekvencia. Mindezek a tulajdonságok fontosak olyan berendezések tervezésekor, amelyekben az elektromos motorok hajtómotorként szolgálnak. Különösen az aszinkron villamos motorok különösen széles körben elterjedtek az iparban, ezért a jellemzőikre fogunk számolni. Például vegye figyelembe az AIR80V2U3 készüléket.

Az indukciós motor névleges mechanikus teljesítménye

A motor típustáblája (az adattáblán) mindig jelzi a motor tengelyének névleges mechanikai teljesítményét. Ez nem az a villamos energia, amelyet ez az elektromos motor fogyaszt a hálózatból.

Tehát például egy AIR80V2U3 motor esetében a 2200 W névleges teljesítmény pontosan megfelel a tengely mechanikus teljesítményének. Vagyis optimális üzemmódban ez a motor másodpercenként 2200 joule mechanikus munkáját képes elvégezni. Ezt az energiát P1 = 2200 W-nak jelöljük.

Az indukciós motor névleges aktív villamos teljesítménye

Az indukciós motor névleges aktív villamos teljesítményének az adattábla adatai alapján történő meghatározásához figyelembe kell venni a hatékonyságot. Tehát ennek az elektromos motornak a hatékonysága 83%.

Mit jelent ez? Ez azt jelenti, hogy a hálózatból a motor állórésztekercseihez juttatott és a motor által visszavonhatatlanul felhasznált aktív teljesítménynek csak egy része átalakul a tengely mechanikus energiájává. Az aktív teljesítmény P = P1 / hatékonyság. Példánkra a bemutatott adattábla szerint látjuk, hogy P1 = 2200, hatékonyság = 83%. Tehát P = 2200 / 0,83 = 2650 watt.

Az indukciós motor névleges látszólagos villamos teljesítménye

Az elektromos motor statorjához a hálózatról szolgáltatott teljes elektromos teljesítmény mindig nagyobb, mint a tengely mechanikus teljesítménye, és nagyobb, mint az elektromos motor visszavonhatatlanul elfogyasztott aktív teljesítménye.

A teljes erő megtalálásához elegendő az aktív energiát oszinus phi-re osztani. Így a teljes teljesítmény S = P / Cosφ. Példánkban P = 2650 W, Cosφ = 0,87. Ezért a teljes teljesítmény S = 2650 / 0,87 = 3046 VA.

Az indukciós motor névleges reaktív villamos teljesítménye

Az indukciós motor stator tekercseihez juttatott teljes energia egy részét visszajuttatják a hálózatba. Az reaktív teljesítmény Q.

Q = √(S² - P²)

A reaktív erő a sinφ-en keresztül látható látszólagos energiához kapcsolódik, és a négyzetgyökön keresztüli aktív és látszólagos energiához kapcsolódik. Példánkra:

Q = √(3046² - 2650²) = 1502 VAR

A Q reaktív teljesítményt VAR-ban mérjük - reaktív volt-amperben.

Most nézzük meg az indukciós motor mechanikai tulajdonságait: a tengely névleges működési nyomatékát, szögsebességet, lineáris sebességet, forgórész fordulatszámát és annak kapcsolatát az elektromos motor frekvenciájával.

Az indukciós motor fordulatszáma

Az adattáblán láthatjuk, hogy váltakozó áramú feszültség alatt áll 50 Hz, a motor forgórészének 2870 ford / perc névleges terhelése van, ezt a frekvenciát n1-nek jelöljük.

Mit jelent ez? Mivel az állórész tekercseiben a mágneses teret 50 Hz frekvenciájú váltakozó áram hozza létre, az egyik pólusú motorhoz (ami AIR80V2U3) a mágneses mező „forgásának” frekvenciája, az n szinkron frekvencia 3000 ford / perc, azaz 50 ford / perc értékkel egyenlő. Mivel azonban a motor aszinkron, a forgórész s csúszás mértéke elforog.

S értékét úgy lehet meghatározni, hogy a szinkron és az aszinkron frekvenciák közötti különbséget elosztjuk a szinkron frekvenciával, és ezt az értéket százalékban fejezzük ki:

s = ((n – n1)/n)*100%

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

Aszinkron motor szögsebessége

A ω szögsebességet másodpercenként radiánban fejezik ki. A szögsebesség meghatározásához elegendő az n1 forgórész fordulatszámát másodpercenkénti fordulatszámon átváltani (f), és szorozni 2 Pi-vel, mivel egy teljes fordulat 2 Pi vagy 2 * 3,14159 radián. Az AIR80V2U3 motor esetében az n1 aszinkron frekvencia 2870 ford / perc, amely megfelel a 2870/60 = 47,833 ford / perc értéknek.

Szorozzuk meg 2 Pi-vel, így van: 47,833 * 2 * 3,14159 = 300,543 rad / s. Lehet fordítani fokokra is, ehhez a 2 Pi helyett 360 fok helyett, akkor a példánkra másodpercenként 360 * 47,833 = 17220 fokot kapunk. Az ilyen számításokat azonban általában pontosan radiánban, másodpercenként végzik el. Ezért a ω = 2 * Pi * f szögsebesség, ahol f = n1 / 60.

Az indukciós motor lineáris sebessége

A v vonalsebesség olyan készüléket jelent, amelyre egy indukciós motor van felszerelve hajtásként. Tehát, ha egy tárcsa vagy mondjuk egy ismert R sugárú csiszolókorong van felszerelve a motor tengelyére, akkor a szíjtárcsa vagy tárcsa szélén lévő pont lineáris sebessége a következő képlettel határozható meg:

v = ωR

Az indukciós motor névleges nyomatéka

Mindegyik indukciós motort Mn névleges nyomaték jellemzi. Az M nyomaték a szögsebességen keresztül a P1 mechanikai teljesítményéhez kapcsolódik, az alábbiak szerint:

P = ωM

A forgástengelytől bizonyos távolságra ható nyomaték vagy erőnyomaték megmarad a motor számára, és a növekvő sugárral az erő csökken, és minél kisebb a sugár, annál nagyobb az erő, mert:

M = FR

Tehát minél nagyobb a szíjtárcsa sugara, annál kevesebb erő hat annak szélére, és a legnagyobb erő közvetlenül az elektromotor tengelyére hat.

Például az AIR80V2U3 motor esetében a P1 teljesítmény 2200 W, az n1 frekvencia 2870 ford / perc vagy f = 47,833 ford / perc. Ezért a szögsebesség 2 * Pi * f, vagyis 300,543 rad / s, és az Mn névleges nyomaték P1 / (2 * Pi * f). Mn = 2200 / (2 * 3,14159 * 47,833) = 7,32 N * m.

Így az indukciós motor adattábláján feltüntetett adatok alapján megtalálhatók az összes főbb elektromos és mechanikai paraméter.

Reméljük, hogy ez a cikk megértette, hogyan kapcsolódnak a szögsebesség, frekvencia, nyomaték, aktív, hasznos és látszólagos teljesítmény, valamint az elektromos motor hatékonysága.