kategorier: Begynderelektrikere, Elektriske motorer og deres anvendelse
Antal visninger: 41987
Kommentarer til artiklen: 4
Mekaniske og elektriske egenskaber ved induktionsmotorer
Denne artikel vil belyse emnet for elektriske motorers mekaniske og elektriske egenskaber. Brug en asynkron motor som eksempel, og overvej sådanne parametre som effekt, arbejde, effektivitet, cosinus phi, drejningsmoment, vinkelhastighed, lineær hastighed og frekvens. Alle disse egenskaber er vigtige, når man designer udstyr, hvor elektriske motorer fungerer som drivmotorer. Især asynkron elektriske motorer er især udbredt i branchen i dag, så vi vil dvæle ved deres egenskaber. Overvej for eksempel AIR80V2U3.
Nominel mekanisk effekt af en induktionsmotor
Motorens navneskilt (på typeskiltet) angiver altid den nominelle mekaniske effekt på motorens skaft. Dette er ikke den elektriske strøm, som denne elektriske motor forbruger fra netværket.
Så for eksempel for en AIR80V2U3-motor svarer en værdi på 2200 watt nøjagtigt til den mekaniske kraft på akslen. Det vil sige, i optimal driftstilstand er denne motor i stand til at udføre mekanisk arbejde på 2200 joule hvert sekund. Vi betegner denne magt som P1 = 2200 W.
Nominel aktiv elektrisk effekt fra en induktionsmotor
For at bestemme den nominelle aktive elektriske effekt af en induktionsmotor, baseret på dataene fra typeskiltet, er det nødvendigt at tage effektiviteten i betragtning. Så for denne elektriske motor er effektiviteten 83%.
Hvad betyder dette? Dette betyder, at kun en del af den aktive strøm, der leveres fra netværket til motorens statorviklinger, og som uigenkaldeligt forbruges af motoren, omdannes til mekanisk kraft på akslen. Aktiv effekt er P = P1 / Effektivitet. I henhold til vores eksempel ser vi ifølge den præsenterede navneskilt, at P1 = 2200, effektivitet = 83%. Så P = 2200 / 0,83 = 2650 watt.
Nominel tilsyneladende elektrisk effekt fra en induktionsmotor
Den samlede elektriske kraft, der leveres til statoren i den elektriske motor fra strømnettet, er altid større end den mekaniske kraft på akslen og mere end den aktive effekt, der uigenkaldeligt forbruges af den elektriske motor.
For at finde den fulde kraft er det nok at opdele den aktive kraft i kosinus phi. Således er den samlede magt S = P / Cosφ. For vores eksempel er P = 2650 W, Cosφ = 0,87. Derfor er den samlede effekt S = 2650 / 0,87 = 3046 VA.
Nominel reaktiv elektrisk effekt fra en induktionsmotor
En del af den samlede effekt, der leveres til statorviklingerne af induktionsmotoren, returneres til netværket. Det er det reaktiv effekt Q.
Q = √(S2 - P2)
Reaktiv kraft er relateret til tilsyneladende kraft gennem syndφ og er relateret til aktiv og tilsyneladende kraft gennem firkantet rod. For vores eksempel:
Q = √(30462 - 26502) = 1502 VAR
Reaktiv effekt Q måles i VAR - i reaktive volt-ampere.
Lad os nu se på de mekaniske egenskaber ved vores induktionsmotor: nominelt arbejdsmoment på akslen, vinkelhastighed, lineær hastighed, rotorhastighed og dens forhold til elektromotorens frekvens.
Rotorhastighed for en induktionsmotor
På typeskiltet ser vi det, når det drives af vekselstrøm 50 Hz, motorrotoren fungerer ved en nominel belastning på 2870 o / min. vi betegner denne frekvens som n1.
Hvad betyder dette? Da magnetfeltet i statorviklingerne oprettes af en vekselstrøm med en frekvens på 50 Hz, for en motor med et par poler (som er AIR80V2U3), er frekvensen for "rotationen" af magnetfeltet, den synkrone frekvens n, lig med 3000 o / min, hvilket er identisk med 50 o / min. Men da motoren er asynkron, roterer rotoren bagud med et glidebeløb s.
Værdien af s kan bestemmes ved at dividere forskellen mellem de synkrone og asynkrone frekvenser med den synkrone frekvens og udtrykke denne værdi i procent:
s = ((n – n1)/n)*100%
For vores eksempel er s = ((3000 – 2870)/3000)*100% = 4,3%.
Asynkron motorvinkelhastighed
Vinkelhastigheden ω udtrykkes i radianer pr. Sekund. For at bestemme vinkelhastigheden er det nok at omsætte rotorhastigheden n1 til omdrejninger pr. Sekund (f) og multiplicere med 2 Pi, da en fuld omdrejning er 2 Pi eller 2 * 3.14159 radianer. For AIR80V2U3-motoren er den asynkrone frekvens n1 2870 o / min, hvilket svarer til 2870/60 = 47.833 o / min.
Multiplikering med 2 Pi har vi: 47,833 * 2 * 3,14159 = 300,543 rad / s. Du kan oversætte til grader, for dette i stedet for 2 Pi erstatning 360 grader, så for vores eksempel får vi 360 * 47,833 = 17220 grader i sekundet. Imidlertid udføres sådanne beregninger nøjagtigt i radianer pr. Sekund. Derfor er vinkelhastigheden ω = 2 * Pi * f, hvor f = n1 / 60.
Lineær hastighed på en induktionsmotor
Lineær hastighed v refererer til udstyr, hvorpå en induktionsmotor er monteret som et drev. Så hvis en remskive eller, for eksempel, en emery-disk med kendt radius R er installeret på motorakslen, kan den lineære hastighed af punktet på kanten af remskiven eller disken findes ved formlen:
v = ωR
Nominelt drejningsmoment for induktionsmotoren
Hver induktionsmotor er kendetegnet ved et nominelt drejningsmoment Mn. Momentet M er relateret til den mekaniske effekt P1 gennem vinkelhastigheden som følger:
P = ωM
Momentet eller kraftmomentet, der virker i en bestemt afstand fra rotationscentret, opretholdes for motoren, og med stigende radius aftager kraften, og jo mindre radius, desto større er kraften, fordi:
M = FR
Så jo større remskiven er, jo mindre kraft virker på dens kant, og den største kraft virker direkte på den elektriske motor.
For AIR80V2U3-motoren som eksempel er effekten P1 2200 W, og frekvensen n1 er 2870 o / min eller f = 47.833 o / min. Derfor er vinkelhastigheden 2 * Pi * f, dvs. 300,543 rad / s, og det nominelle drejningsmoment Mn er P1 / (2 * Pi * f). Mn = 2200 / (2 * 3,14159 * 47,833) = 7,32 N * m.
Baseret på de data, der er angivet på induktionsmotorens typeskilt, kan du således finde alle de vigtigste elektriske og mekaniske parametre.
Vi håber, at denne artikel hjalp dig med at forstå, hvordan vinkelhastighed, frekvens, drejningsmoment, aktiv, nyttig og tilsyneladende effekt samt effektiviteten af den elektriske motor hænger sammen.
Se også på elektrohomepro.com
: