Indukcinių variklių mechaninės ir elektrinės charakteristikos

Šis straipsnis išryškins elektrinių variklių mechaninių ir elektrinių charakteristikų temą. Kaip pavyzdį naudodami asinchroninį variklį, atsižvelkite į tokius parametrus kaip galia, darbas, efektyvumas, kosinuso phi, sukimo momentas, kampinis greitis, tiesinis greitis ir dažnis. Visos šios savybės yra svarbios projektuojant įrangą, kurioje elektros varikliai tarnauja kaip varomieji varikliai. Šiandien pramonėje ypač plačiai paplitę asinchroniniai elektriniai varikliai, todėl paisysime jų charakteristikų. Pavyzdžiui, apsvarstykite „AIR80V2U3“.

Indukcinio variklio vardinė mechaninė galia

Variklio specifikacijų lentelė (ant duomenų lentelės) visada rodo vardinę variklio veleno mechaninę galią. Tai nėra elektros energija, kurią šis elektros variklis sunaudoja iš tinklo.

Taigi, pavyzdžiui, AIR80V2U3 varikliui 2200 vatų vardinė vertė tiksliai atitinka mechaninę veleno galią. T. y., Esant optimaliam darbo režimui, šis variklis gali atlikti mechaninį 2200 džaulių sekundės darbą. Mes žymime šią galią kaip P1 = 2200 W.

Indukcinio variklio vardinė aktyvioji galia

Norint nustatyti indukcinio variklio vardinę aktyviąją galią, remiantis duomenų lentelės duomenimis, būtina atsižvelgti į efektyvumą. Taigi šio elektrinio variklio efektyvumas yra 83%.

Ką tai reiškia? Tai reiškia, kad tik dalis aktyviosios galios, tiekiamos iš tinklo į variklio statoriaus apvijas ir neatšaukiamai sunaudojama variklio, virsta veleno mechanine galia. Aktyvioji galia yra P = P1 / efektyvumas. Mūsų pavyzdyje pagal pateiktą duomenų lentelę matome, kad P1 = 2200, efektyvumas = 83%. Taigi P = 2200 / 0,83 = 2650 vatų.

Indukcinio variklio vardinė tariamoji galia

Bendra elektros energija, teikiama elektros variklio statoriui iš tinklo, visada yra didesnė už mechaninę veleno galią ir didesnė už aktyviąją galią, kurią neatšaukiamai sunaudoja elektros variklis.

Norint surasti visą galią, užtenka padalinti aktyviąją galią į kosinuso phi. Taigi bendra galia yra S = P / Cosφ. Mūsų pavyzdyje P = 2650 W, Cosφ = 0,87. Todėl bendra galia S = 2650 / 0,87 = 3046 VA.

Indukcinio variklio vardinė reaktyvioji galia

Dalis visos galios, tiekiamos indukcinio variklio statoriaus apvijoms, grąžinama į tinklą. Yra reaktyvioji galia Q.

Q = √(S² - P²)

Reaktyvioji galia yra susijusi su tariama galia per sinφ ir yra susijusi su aktyvia ir regima galia per kvadratinę šaknį. Mūsų pavyzdyje:

Q = √(3046² - 2650²) = 1502 VAR

Reaktyvioji galia Q matuojama VAR - reaktyviosiose amperuose voltais.

Dabar pažvelkime į mūsų indukcinio variklio mechanines charakteristikas: vardinį veleno veikimo momentą, kampinį greitį, linijinį greitį, rotoriaus greitį ir jo santykį su elektros variklio dažniu.

Indukcinio variklio rotoriaus greitis

Specifikacijų plokštelėje matome, kad, kai maitinama kintama srove 50 Hz, variklio rotorius veikia esant vardinei 2870 aps./min. apkrovai, šį dažnį žymime kaip n1.

Ką tai reiškia? Kadangi magnetinis laukas statoriaus apvijose sukuriamas kintama srove, kurios dažnis yra 50 Hz, varikliui, turinčiam vieną polių porą (tai yra AIR80V2U3), magnetinio lauko „sukimosi“ dažnis, sinchroninis dažnis n, yra lygus 3000 aps / min, o tai yra identiška 50 aps / min. Kadangi variklis yra asinchroninis, rotorius pasislenka slydimo dydžiu s.

S reikšmę galima nustatyti padalijus sinchroninių ir asinchroninių dažnių skirtumą iš sinchroninio dažnio ir išreiškiant šią vertę procentais:

s = ((n – n1)/n)*100%

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

Asinchroninio variklio kampinis greitis

Kampinis greitis ω išreiškiamas radianais per sekundę. Norint nustatyti kampinį greitį, pakanka išversti rotoriaus greitį n1 į apsisukimus per sekundę (f) ir padauginti iš 2 Pi, nes viena visiška apsisukimų dažnis yra 2 Pi arba 2 * 3,14159 radianai. Varikliui AIR80V2U3 asinchroninis dažnis n1 yra 2870 aps / min, o tai atitinka 2870/60 = 47,833 aps / min.

Padauginę iš 2 Pi, turime: 47,833 * 2 * 3,14159 = 300,543 rad / s. Galite išversti į laipsnius, nes vietoj 2 Pi pakeiskite 360 ​​laipsnių, tada mūsų pavyzdyje gauname 360 ​​* 47,833 = 17220 laipsnių per sekundę. Tačiau tokie skaičiavimai paprastai atliekami tiksliai radianais per sekundę. Todėl kampinis greitis ω = 2 * Pi * f, kur f = n1 / 60.

Linijinis indukcinio variklio greitis

Linijinis greitis v reiškia įrangą, ant kurios sumontuotas indukcinis variklis kaip pavara. Taigi, jei skriemulys arba, tarkime, smėlio diskas, kurio spindulys R žinomas R, yra sumontuotas ant variklio veleno, tada ties skriemulio ar disko kraštu esančio taško tiesinį greitį galima rasti pagal formulę:

v = ωR

Indukcinio variklio vardinis sukimo momentas

Kiekvienam indukcijos varikliui būdingas vardinis sukimo momentas Mn. Sukimo momentas M susijęs su mechanine jėga P1 per kampinį greitį:

P = ωM

Varikliui išlaikomas tam tikras atstumas nuo sukimosi centro veikiantis sukimo momentas arba jėgos momentas, o didėjant spinduliui jėga mažėja, ir kuo mažesnis spindulys, tuo didesnė jėga, nes:

M = FR

Taigi, kuo didesnis skriemulio spindulys, tuo mažiau jėgos veikia jo kraštą, o didžiausia jėga veikia tiesiai į elektrinio variklio veleną.

Kaip pavyzdį, „AIR80V2U3“ variklį, P1 galia yra 2200 W, o dažnis n1 yra 2870 aps / min arba f = 47,833 aps / min. Todėl kampinis greitis yra 2 * Pi * f, ty 300,543 rad / s, o vardinis sukimo momentas Mn yra P1 / (2 * Pi * f). Mn = 2200 / (2 * 3,14159 * 47,833) = 7,32 N * m.

Taigi, remiantis duomenimis, nurodytais indukcinio variklio plokštelėje, galite rasti visus pagrindinius elektrinius ir mechaninius parametrus.

Tikimės, kad šis straipsnis padėjo jums suprasti, kaip yra susijęs kampinis greitis, dažnis, sukimo momentas, aktyvi, naudinga ir akivaizdi galia, taip pat elektros variklio efektyvumas.