Ток 3 фазного двигателя от мощности. Какой ток потребляет двигатель из сети при пуске и работе

Ток 3 фазного двигателя от мощности. Какой ток потребляет двигатель из сети при пуске и работе
Содержание:

Преобразование электрической энергии в кинетическую осуществляется при помощи различных типов электродвигателей. Данные устройства нашли широкое применение в современном производстве и в быту. Чаще всего электродвигатели выполняют функцию электроприводов машин и механизмов, применяются для обеспечения работы насосного оборудования, вентиляционных систем и многих других агрегатов и устройств. В связи с таким широким применением, особую актуальность приобретает расчет мощности электродвигателя. Для этих целей разработано много различных методов, позволяющих выполнить расчеты, применительно к конкретным условиям эксплуатации.

Основные типы электродвигателей

Существует множество типов и модификаций электродвигателей. Каждый из них обладает собственной мощностью и другими параметрами.

Основная классификация разделяет эти устройства на электродвигатели постоянного и переменного тока. Первый вариант применяется значительно реже, поскольку для его эксплуатации требуется обязательное наличие источника постоянного тока или устройства, преобразующего переменное напряжение в постоянный ток. Выполнение данного условия в современном производстве потребует значительных дополнительных затрат.

Но, несмотря на существенные недостатки, двигатели постоянного тока имеют высокий пусковой момент и стабильно работают даже при больших перегрузках. Благодаря своим качествам, эти агрегаты нашли широкое применение на электротранспорте, в металлургической и станкостроительной отрасли.

Тем не менее, большинство современного оборудования работает с двигателями переменного тока. В основе действия этих устройств лежит , которую создает в проводящая среда. Магнитное поле создается с помощью обмоток, обтекаемых токами, или с применением постоянных магнитов. Электродвигатели, работающие на переменном токе, могут быть .


Использование синхронных электродвигателей практикуется в оборудовании, где требуется постоянная скорость вращения. Это генераторы постоянного тока, насосы, компрессоры и другие аналогичные установки. Различные модели отличаются собственными техническими характеристиками. Например, значение скорости вращения может находиться в пределах 125-1000 оборотов в минуту, а мощность достигает 10 тыс. киловатт.

Во многих конструкциях имеется короткозамкнутая обмотка, расположенная на роторе. С ее помощью, в случае необходимости, производится асинхронный пуск, после чего синхронный двигатель продолжает работу в обычном режиме, максимально сокращая потери электрической энергии. Эти двигатели отличаются небольшими размерами и высоким коэффициентом полезного действия.


Гораздо более широкое распространение в производственной сфере получили асинхронные двигатели переменного тока. Они отличаются очень высокой частотой вращения магнитного поля, значительно превышающей скорость вращения ротора. Существенным недостатком этих устройств считается снижение КПД до 30-50% от нормы при низких нагрузках. Кроме того, во время пуска параметры тока становятся в несколько раз больше по сравнению с рабочими показателями. Данные проблемы устраняются путем использования частотных преобразователей и устройств плавного пуска.

Асинхронные двигатели используются на тех объектах, где требуются частые включения и выключения оборудования, например, в лифтах, лебедках, и других устройствах.

Расчет мощности электродвигателя для насоса

Выбор электродвигателя для насосной установки зависит от конкретных условий, прежде всего - от схемы водоснабжения. В большинстве случаев подача воды производится с помощью водонапорного бака или водонапорного котла. Для приведения в действие всей системы используются центробежные насосы с асинхронными двигателями.


Выбор оптимальной мощности насоса осуществляется в зависимости от потребности в подаче и напоре жидкости. Подача насоса Q H измеряется в литрах, подаваемых в 1 час, и обозначается как л/ч. Данный параметр определяется по следующей формуле: Qн = Qmaxч = (kч х kсут х Qср.сут) / (24 η), где Qmaxч — возможный максимальный часовой расход воды, л/ч, kч - коэффициент неравномерности часового расхода, kсут — коэффициент неравномерности суточного расхода (1,1 - 1,3), η — КПД насосной установки, с учетом потерь воды), Qср.сут — значение среднесуточного расхода воды (л/сут).

Оптимальный напор воды должен обеспечивать ее подачу в установленное место при условии необходимого давления. Требуемые параметры напора насоса (Ннтр) зависят от высоты всасывания (Нвс) и высоты нагнетания (Ннг), которые в сумме определяют показатели статического напора (Нс), потери в трубопроводах (Hп) и разность давлений верхнего (Рву) и нижнего (Рну) уровней.

Исходя из того, что значение напора будет равно H = P/ρg, где Р — давление (Па), ρ — плотность жидкости (кг/м 3), g = 9,8 м/с2 — ускорение свободного падения, g — удельный вес жидкости (кг/м 3), получается следующая формула: Ннтр = Hc + Hп + (1/ρ) х (Рву - Рну).


После вычисления расхода воды и напора по каталогу уже можно выбрать насос с наиболее подходящими параметрами. Чтобы не ошибиться с мощностью электродвигателя, ее нужно определить по формуле: Pдв = (kз х ρ х Qн х Нн) / (ηн х ηп), где kзявляется коэффициентом запаса, зависящим от мощности электродвигателя насоса и составляет 1,05 - 1,7. Этот показатель учитывает возможные утечки воды из трубопровода из-за неплотных соединений, разрывов трубопровода и прочих факторов, поэтому электродвигатели для насосов должны иметь некоторый запас мощности. Чем больше мощность, тем меньше коэффициент запаса можно принять.

Например,при мощности электродвигателя насоса 2 кВт - kз = 1,5, 3,0 кВт - kз = 1,33, 5 кВт - kз =1,2, при мощности больше 10 кВт- kз = 1,05 - 1,1. Другие параметры означают: ηп - КПД передачи (прямая передача - 1,0, клиноременная - 0,98, зубчатая - 0,97, плоскоременная - 0,95), ηн — КПД насосов поршневых 0,7 - 0,9, центробежных 0,4 - 0,8, вихревых 0,25 - 0,5.

Расчет мощности двигателя формула для компрессора

Выбирая электродвигатель, наиболее подходящий для работы того или иного компрессора, необходимо учитывать продолжительный режим работы данного механизма и постоянную нагрузку. Расчет требующейся мощности двигателя Р дв осуществляется в соответствии с мощностью на валу основного механизма. В этом случае следует учитывать потери, возникающие в промежуточном звене механической передачи.


Дополнительными факторами являются мощности, назначение и характер производства, на котором будет эксплуатироваться компрессорное оборудование. Они оказывают определенное влияние, в связи с чем оборудование может потребовать незначительных, но постоянных регулировок для поддержки производительности на должном уровне.

Определить мощность двигателя можно по формуле: , в которой:

  • Q - значение производительности или подачи компрессора (м 3 /с);
  • А - работа по совершению сжатия (Дж/м 3);
  • ηк - индикаторный КПД (0,6-0,8) для учета потерь мощности при реальном сжатии воздуха;
  • ηп - механический КПД (0,9-0,95) учитывающий передачу между двигателем и компрессором;
  • к з - коэффициент запаса (1,05-1,15) для учета факторов, не поддающихся расчетам.

Работа А рассчитывается по отдельной формуле: А = (Аи + Аа)/2, где Аи и Аа представляют собой соответственно изотермическое и адиабатическое сжатие.

Значение работы, которую необходимо совершить до появления требуемого давления, можно определить с помощью таблицы:

Р 2 , 10 5 Па

А, 10 -3 Дж/м 3

Типичная работа компрессора характеризуется продолжительным режимом работы. Реверсивные электроприводы, как правило, отсутствуют, включения и выключения крайне редкие. Поэтому наиболее оптимальным вариантом, обеспечивающим нормальную работу компрессоров, будет синхронный электрический двигатель.

Формула расчета для вентиляторов

Вентиляторы широко применяются в самых разных областях. Устройства общего назначения работают на чистом воздухе, при температуре ниже 80 0 . Воздух с более высокой температурой перемещается с помощью специальных термостойких вентиляторов. Если приходится работать в агрессивной или взрывоопасной среде, в этих случаях используются модели антикоррозийных и взрывобезопасных устройств.


В соответствии с принципом действия, вентиляторные установки могут быть центробежными или радиальными и осевыми. В зависимости от конструкции, они развивают давление от 1000 до 15000 Па. Поэтому мощность, потребная для привода вентилятора, рассчитывается в соответствии с давлением, которое необходимо создать.

С этой целью используется формула: Nв=Hв·Qв/1000·кпд, в которой Nв - мощность, потребная для привода (кВт), Hв - давление, создаваемое вентилятором (Па), Qв - перемещаемый объем воздуха (м 3 /с), кпд - коэффициент полезного действия.

Для расчета мощности электродвигателя используется формула :, где значения параметров будут следующие:

  • Q - производительность агрегата;
  • Н - давление на выходе;
  • ηв - коэффициент полезного действия вентилятора;
  • ηп - коэффициент полезного действия передачи;
  • к з - коэффициент запаса, зависящий от мощности электродвигателя. При мощности до 1 кВт к з = 2; от 1 до 2 кВт к з = 1,5; при 5 кВт и выше к з = 1,1-1,2.

Данная формула позволяет рассчитывать мощность электродвигателей под центробежные и осевые вентиляторы. Для центробежных конструкций КПД составляет 0,4-0,7, а для осевых - 0,5-0,85. Другие расчетные характеристики имеются в специальных каталогах для всех типов электродвигателей.


Запас мощности не должен быть слишком большим. Если он будет слишком большой, КПД привода заметно снизится. Кроме того, в двигателях переменного тока может снизиться коэффициент мощности.

Расчет пускового тока электродвигателя

В момент запуска электродвигателя его вал остается в неподвижном состоянии. Для того чтобы он начал раскручиваться, необходимо приложить усилие, значительно больше номинального. В связи с этим пусковой ток также превышает номинал. В процессе раскручивания вала происходит постепенное плавное уменьшение тока.


Влияние пусковых токов негативно сказывается на работе оборудования, в основном из-за резких провалов напряжения. Для того чтобы уменьшить их отрицательное воздействие, применяются различные способы. В процессе разгона, схемы электродвигателя переключаются со звезды на треугольник, используются частотные преобразователи и электронные устройства плавного пуска.

Вначале рассчитывается значение номинального тока двигателя, в соответствии с его типом и номинальной мощностью. Для устройств постоянного тока формула будет выглядеть следующим образом:

У электродвигателей переменного тока номинальный ток определяется по другой формуле:

Все параметры имеют соответствующие обозначения:

  • РН - значение номинальной мощности двигателя;
  • UH - значение номинального напряжения двигателя;
  • ηH-КПД электродвигателя;
  • cosfH - соответствует коэффициенту мощности двигателя.

После расчетов номинального тока можно вычислить значение пускового тока по формуле:, в которой:

  • IH - номинальное значение тока, определенное ранее;
  • Кп-кратность постоянного тока к номиналу.

Значение пускового тока рассчитывается для каждого двигателя, имеющегося в электрической цепи. В соответствии с его величиной выбирается автоматический выключатель, обеспечивающий защиту всей цепи.

Режимы работы электродвигателей

Нагрузка на электродвигатель определяется режимом его работы. Она может оставаться неизменной или изменяться в зависимости от условий эксплуатации. При выборе двигателя обязательно учитывается характер и значение предполагаемой нагрузки. С учетом этого фактора выполняется расчет мощности электродвигателя.


Режимы, в которых работают электродвигатели:

  • S1 - продолжительный режим. Нагрузка не меняется в течение всего периода эксплуатации. Температура двигателя достигает установленного значения.
  • S2 - кратковременный режим. В этом случае в период работы температура не успевает достигнуть нужного значения. При отключении происходит охлаждение двигателя до температуры окружающей среды.
  • S3 - периодически-кратковременный режим. В процессе работы двигателя производятся периодические отключения. В эти периоды температура двигателя не может достигнуть нужного значения или стать такой же, как в окружающей среде. При расчетах двигателя, в том числе и мощности, учитываются все паузы и потери, их продолжительность. Одним из важных критериев выбора агрегата, считается допустимое число включений за определенный отрезок времени.
  • S4 - периодически-кратковременный режим с частыми пусками.
  • S5 - периодически-кратковременный режим с электрическим торможением. Оба режима S4 и S5 работают также, как и S3.
  • S6 - периодически-непрерывный режим с кратковременной нагрузкой. Эксплуатация двигателя осуществляется под нагрузкой, которая чередуется с холостым ходом.
  • S7 - периодически-непрерывный режим с электрическим торможением.
  • S8 - периодически-непрерывный режим, в котором одновременно изменяется нагрузка и частота вращения.
  • S9-режим, когда нагрузка и частота вращения изменяются не периодически.

Нагрузке на валу, он меньше пускового тока . Если отмечено 13,8/8 А, то это значит, что при подсоединении двигателя к сети 220 В и номинальной нагрузке ток двигателя будет равен 13,8 А. При подсоединении к сети 380 В - ток 8 А, таким образом верно равенство мощностей: √3 х 380 х 8 = √3 х 220 х 13,8.

Зная номинальную мощность двигателя определяют его номинальный ток. При включении двигателя в трехфазную распредсеть 380 В номинальный ток рассчитывается следующим образом:

Iн = Pн/(√3Uн х сosφ), кА

где Pн - номинальная мощность двигателя, кВт, Uн - напряжение в сети, кВ (0,38 кВ). Коэффициент мощности (сosφ) - паспортные значения двигателя.

Рис. 1. Паспорт электрического двигателя.

Если не известен коэффициент мощности двигателя, то номинальный его ток с малой погрешностью определяется по отношению "два ампера на киловатт", т.е. если номинальная мощность двигателя 10 кВт, то потребляемый им из сети ток будет приблизительно равен 20 А.

Для упомянутого на рисунке двигателя это отношение также выполняется (3,4 А ≈ 2 х 1,5). Более верные величины тока при применении данного отношения получаются при мощностях электродвигателей от 3 кВт.

При холостом ходе электродвигателя из сети потребляется маленький ток (ток холостого хода). При увеличении нагрузки увеличивается и ток. С увеличением тока повышается нагрев обмоток. Большая перегрузка приводит к перегреву обмоток двигателя, и возникает опасность выхода из строя электродвигателя.

При пуске из сети электрическим двигателем потребляется Iпуск, который в 3 - 8 раз выше номинального. Характеристика изменения тока представлена на графике (рис. 2, а).


Рис. 2. Характеристика изменения тока, потребляемого электродвигателем из сети (а), и влияние большого тока на колебания напряжения в сети (б)

Подлинную величину пускового тока для электродвигателя определяют зная величину кратности пускового тока - Iпуск/Iном. Кратность пускового тока - техническая характеристика двигателя, ее известна из каталогов. Пусковой ток рассчитывается согласно формуле: I пуск = Iх. х (Iпуск/Iном).

Понимание истинной величины пускового тока необходимо для подбора плавких предохранителей, проверки включения электромагнитных расцепителей во время пуска двигателя, при подборе автоматических выключателей и для высчитывания величины падения напряжения в сети при пуске.

Большой пусковой ток вызывает значительное падение напряжения в сети (рис. 2, б).

Если взять электросопротивление проводов, проложенных от источника до электродвигателя, равным 0,5 Ом, номинальный ток Iн=15 А, а Iп равным пятикратному от номинального, потери напряжения в проводах во время пуска составят 0,5 х 75 + 0,5 х 75 = 75 В.

На клеммах электродвигателя, а также и на клеммах рядом работающих электродвигателей напряжение будет 220 - 75 = 145 В. Это понижение напряжения вызывает торможение работающих электродвигателей, что влечет за собой еще большее повышение тока в сети и выход из строя предохранителей.

В электрических лампах в моменты запуска электродвигателей уменьшается накал (лампы «мигают»). Поэтому при включении электродвигателей стремятся уменьшить пусковые токи .

Для понижения пускового тока используется схема пуска электродвигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник.

Рис. 3. Схема пуска электрического электродвигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник.

Имеет принципиальное значение то, что далеко не каждый двигатель возможно включать по этой схеме. Широко распространенные асинхронные двигатели с рабочим напряжением 220/380 В, в том числе и двигатель, показанный на рисунке 1 при включении по этой схеме выйдут из строя.

Для понижения пускового тока электродвигателей энергично употребляют специальные процессорные устройства плавного пуска (софт-стартеры).

Инструкция

Видео по теме

Для того чтобы найти номинальный ток для определенного проводника, воспользуйтесь специальной таблицей. В ней указывается, при каких значениях силы ток а проводник может разрушиться. Для нахождения номинального ток а для электрических двигателей различных конструкций, воспользуйтесь специальными формулами. Если вопрос касается предохранителя, то, зная мощность, на которую он рассчитан, найдите его номинальный ток .



Вам понадобится

  • Для проведения измерений и расчетов возьмите вольтметр, штангенциркуль, таблицу зависимости номинального тока от сечения, техпаспорта электродвигателей.

Инструкция

Определение номинального ток а по сечению провода Определите материал, из которого сделан провод. Чаще всего встречаются провода из меди и алюминия с круглым поперечным сечением. Измерьте его диаметр штангенциркулем, а затем найдите площадь сечения, умножив квадрат диаметра на 3,14 и поделив на 4 (S=3,14 D²/4). Определите тип провода (одножильный, двухжильный или трехжильный). После этого по специальной таблице определите номинальный ток для данного провода. Превышение этого значения приведет к перегоранию провода.

Определение номинального ток а предохранителяНа плавком предохранителе обязательно указывается мощность , на которую он рассчитан с запасом приблизительно в 20%. Узнайте напряжение в сети, куда должен вставляться предохранитель, если оно не известно, измерьте его с помощью вольтметра. Чтобы найти номинальный ток , нужно максимальную расчетную мощность предохранителя в ваттах, поделить на напряжение в сети в вольтах . В том случае, если ток возрастет больше номинала, проводник в предохранителе разрушится.

Определение номинального ток а электродвигателя Чтобы найти номинальный ток для двигателя постоянного ток а, узнайте его номинальную мощность, напряжение источника, куда он подключается, а также его коэффициент полезного действия. Эти данные должны быть в технической документации электродвигателя, а напряжение источника измерьте вольтметром. Затем мощность в ваттах последовательно поделите на напряжение в вольтах и коэффициент полезного действия в единичных долях (I=P/(U η)). Результатом будет номинальный ток в амперах.
Для трехфазного двигателя переменного ток а дополнительно узнайте номинальный коэффициент мощности двигателя, и рассчитывайте номинальный ток по той же методике, только результат поделите еще на номинальный коэффициент мощности (Cos(φ)).

Видео по теме

Автоматические выключатели предназначены для управления электрическими сетями и для защиты их от перегрузки. Кроме этого, с их помощью регулируется режим протекания тока в цепи.

Инструкция

Обратите внимание: только правильно подобранный автоматический выключатель способен защитить вас при опасной нагрузке на электропроводку и мгновенно сработать в случае аварии. Покупайте «автомат» известных марок и только в специализированных магазинах.

Не следует использовать автоматический выключатель с видимыми дефектами корпуса. Также не стоит эксплуатировать и «автоматы » с завышенными номинальными показателями срабатывания. Выбирайте автоматический выключатель в соответствии с параметрами электропроводки и уровня потребления тока.

Ознакомьтесь с техническим паспортом автоматического выключателя. Обычно в нем указаны показатели номинального тока, напряжение и условия эксплуатации. Если вы планируете приобрести «автомат» для подключения повышенных нагрузок, рассчитайте ток. Автоматический выключатель должен отключать напряжение в случае короткого замыкания.

Согласно установленным стандартам, защита в случае перегрузки может быть обеспечена, если:
- потребляемый ток меньше или равен номинальном току «автомата», который должен быть не больше, чем максимальные показатели нагрузки цепи или кабеля;

Показатели номинального тока срабатывания «автомата» должны быть в 1,5 раза меньше, чем показатели максимально допустимой нагрузки цепи или кабеля.

Определите максимальные показатели тока, который может выдержать электропроводка, с помощью специальной онлайн -программы (http://electromirbel.ru/vybor_sechenia ) или по таблицам правил устройства электроустановок, которые можно найти по адресу : http://electromirbel.ru/vybor_avtomaticheskogo_v .

Номинальный ток может максимально долго проходить через контакты цепи, без каких либо последствий для нее. При значениях ток а ниже номинального в цепи не развивается максимальная мощность. В тех случаях, когда ток выше номинального, цепь может разрушиться. Максимальным значением номинального ток а может быть ток короткого замыкания.

Вам понадобится

  • - тестер;
  • - документация с указанием номинального напряжения и мощности;
  • - источник тока с известным ЭДС и внутренним сопротивлением.

Инструкция

Вычислите номинальный ток по номинальному напряжению и сопротивлению прибора или участка цепи, по которому он протекает. Номинальное напряжение указывается в технической документации. Сопротивление найдите там же или измерьте тестером, присоединив его к прибору или участку цепи, предварительно переключив его в режим работы омметра.

При измерении участок цепи должен быть отключен от источника ток а, омметр присоединяйте параллельно. Рассчитайте номинальный ток , поделив номинальное напряжение на измеренное сопротивление I=U/R. Напряжение указывается в вольтах, а сопротивление в Омах. Тогда номинальный ток получится в Амперах.

Иногда в документах указывается номинальная мощность и номинальное напряжение, при котором может работать прибор. В этом случае рассчитайте номинальный ток , поделив значение номинальной мощности на номинальное напряжение I= Р/ U. Мощность должна быть указана в ваттах , а напряжение - в вольтах.

Если же номинальное напряжение неизвестно, то измерьте сопротивление прибора или участка цепи при помощи тестера и поделите номинальную мощность на это значение. Из получившегося числа выделите корень квадратный. Это и будет номинальный ток прибора.

Максимальный ток , возможный в цепи, называется ток короткого замыкания. При достижении такой силы ток а, в ней произойдет короткое замыкание , и она выйдет из строя. Это предельный возможный номинал для любой цепи, подключенной к данному источнику ток а. Для этого узнайте электродвижущую силу (ЭДС) и внутреннее сопротивление источника ток а.

Рассчитайте ток короткого замыкания, поделив ЭДС на внутреннее сопротивление Iкз=ЭДС/r. Если при работе прибора или цепи ток приближается к этому значению , значит , нужно уменьшать ЭДС источника ток а, если это возможно, или увеличивать нагрузку (общее сопротивление) цепи.

Видео по теме

При создании электрической сети для выбора сечений на отдельных ее участках требуется знать токовые нагрузки. При расчете сети на потери напряжения следует принимать во внимание не только нагрузку, но и длину всех участков сети. Поэтому расчет потребляемого тока начинается с составления расчетной схемы с указанием нагрузки и длины участков всех входящих в сеть цепей.



Инструкция

Для простоты расчета трехфазной сети исходите из того, что нагрузки всех трех фазных проводов одинаковы. В реальной практике такое условие выполнимо только для силовых сетей, имеющих в своем составе трехфазные двигатели. Однофазные приемники в сети могут иметь определенную неравномерность распределения нагрузки по фазам. Однако для предварительных общих расчетов этим обстоятельством можно пренебречь.

Выполните однолинейную схему проводов сети для равномерно нагруженных фаз линии. Укажите присоединенные к сети нагрузки и длину каждого ее участка. Отметьте на расчетной схеме места установки предохранителей и прочих защитных аппаратов.

Если схема предусматривает отображение электрической проводки внутри здания, используйте его поэтажный план, включая разрезы, на которых должна иметься проводка с обязательным указанием точек присоединения приемников энергии.

Наружную расчетную схему сети, оборудуемой на крупном предприятии или в небольшом населенном пункте, составьте с использованием плана всей площади сооружения или пункта. Отдельно укажите на схеме дома или отдельно стоящие здания, представляющие собой точки присоединения групп электроприемников.

По чертежу измерьте с учетом масштаба длину каждого участка электрической сети. Если масштаб не установлен, произведите непосредственный обмер участков на местности. При нанесении участков сети на схему соблюдайте правильную последовательность соединения элементов схемы между собой.

После составлении расчетной схемы определите расчетный ток на линии как для каждого электроприемника, так и для группы связанных между собой элементов по формуле:I = 1000 х P / (1,73 х U х cosφ), гдеP – мощность электроприемника, определяемая расчетом;U – номинальное напряжение на зажимах приемника;cosφ – коэффициент мощности приемника;х - знак умножения;/ - знак деления.

По приведенной выше формуле определите и расчетный ток для группы электроприемников, присоединяемых к линии однофазного тока. Для ламп накаливания и нагревательных приборов коэффициент мощности примите равным единице, что упрощает расчеты.

Электрическая мощностьфизическая величина, определяющая скорость преобразования электрической энергии. Мощность измеряется в ваттах (Вт) и в зависимости от рассматриваемой работы переменного или постоянного тока может быть определена по соответствующим правилам.



Инструкция

Известно, что ток силой в 1 А при напряжении в электрической сети 1 В выдает мощность в 1 Вт. Но данное соотношение можно использовать для нахождения мощности лишь при постоянных значениях разности потенциалов и силы тока. Т.е. при определении мощности (Р) в сети постоянного тока. Для этого используйте одну из

Сумский государственный университет

Расчетно-практическая

работа №1

"Расчет трехфазного асинхронного двигателя

переменного тока"

по предмету "Электротехника"

Группа МВ-81

Вариант 162

Преподаватель Пузько И.Д.


По данным 3-х фазного асинхронного двигателя и заданной схемой соединения обмоток статора определить:

1. Линейное напряжение питающей трехфазной цепи U л и синхронную частоту вращения поля статора n 0 , номинальную n Н и критическую n КР частоту вращения ротора, номинальную мощность P 1 ном, потребляемую двигателем из сети, номинальный и пусковой токи двигателя I НОМ и I ПУС, номинальный и максимальный вращающий моменты двигателя М НОМ и М МАХ.

2. Построить кривую зависимости M(S) при U Л = const и определить

кратность пускового момента K п = М пуск /М ном.

3. Построить механическую характеристику n 2 =f(M) при U C =const и определить диапазон частот вращения ротора, при которых возмодна устойчивая работа двигателя.

4. Построить характеристики M(S) и n 2 =f(M) при U 1 =0.9U C =const.

Исходные данные:

Схема соеди-нения

l М =М МАХ /

m 1 =I ПУСК /I НОМ

голь-ником


Расчетная часть.

1. При соединении триугольником линейное напряжение составляет 220 В.

2. Синхронная частота вращения поля статора:

3. Номинальная частота вращения ротора:

4. Критическое скольжение:

5. Критическая частота вращения ротора:

6. Номинальная мощность, потребляемая из сети:

7. Номинальный ток двигателя:

9. Пусковой ток двигателя:

10. Номинальный вращательный момент:

11. Маскимальный вращательный момент:

12. Момент при пуске:


13. Кратность пускового момента:


M

M

В паспорте электрического двигателя указан ток при номинальной нагрузке на валу. Если, например, указано 13,8/8 А, то это означает, что при включении двигателя в сеть 220 В и при номинальной нагрузке ток, потребляемый из сети, будет равен 13,8 А. При включении в сеть 380 В из сети будет потребляться ток 8 А, то есть справедливо равенство мощностей: √ 3 х 380 х 8 = √ 3 х 220 х 13,8.

Зная номинальную мощность двигателя (из паспорта) можно определить его номинальный ток . При включении двигателя в трехфазную сеть 380 В номинальный ток можно посчитать по следующей формуле:

I н = P н/(√3U н х η х сosφ) ,

Рис. 1. Паспорт электрического двигателя. Номинальная мощность 1,5 кВ, номинальный ток при напряжении 380 В - 3,4 А.

Если не известны к.п.д. и коэффициент мощности двигателя, например, при отсутствии на двигателе паспорта-таблички, то номинальный его ток с небольшой погрешностью можно определить по соотношению "два ампера на киловатт", т.е. если номинальная мощность двигателя 10 кВт, то потребляемый им ток будет примерно равен 20 А.

Для указанного на рисунке двигателя это соотношение тоже выполняется (3,4 А ≈ 2 х 1,5). Более точные значения токов при использовании данного соотношения получаются при мощностях двигателей от 3 кВт.

При холостом ходе электродвигателя из сети потребляется незначительный ток (ток холостого хода). При увеличении нагрузки увеличивается и потребляемый ток. С увеличением тока повышается нагрев обмоток. Большая перегрузка приводит к тому, что увеличенный ток вызывает перегрей обмоток двигателя, и возникает опасность обугливания изоляции (сгорания электродвигателя).

В момент пуска из сети электрическим двигателем потребляется так называемый пусковой ток , который может быть в 3 - 8 раз больше номинального. Характер изменения тока представлен на графике (рис. 2, а).



Рис. 2. Характер изменения тока, потребляемого двигателем из сети (а), и влияние большого тока на колебания напряжения в сети (б)

Точное значение пускового тока для каждого конкретного двигателя можно определить зная значение кратности пускового тока - I пуск/I ном. Кратность пускового тока - одна из технических характеристик двигателя, которую можно найти в каталогах. Пусковой ток определяется по следующей формуле: I пуск = I н х (I пуск/I ном). Например, при номинальном токе двигателя 20 А и кратности пускового тока - 6, пусковой ток равен 20 х 6 = 120 А.

Знание реальной величины пускового тока нужно для выбора плавких предохранителей, проверке срабатывания электромагнитных расцепителей во время пуска двигателя при выборе автоматических выключателей и для определения величины снижения напряжения в сети при пуске.

Большой пусковой ток, на который сеть обычно не рассчитана, вызывает значительные снижения напряжения в сети (рис. 2, б).

Если принять сопротивление проводов, идущих от источника до двигателя, равным 0,5 Ом, номинальный ток I н=15 А, а пусковой ток равным пятикратному от номинального, то потери напряжения в проводах в момент пуска составят 0,5 х 75 + 0,5 х 75 = 75 В.

На зажимах двигателя, а также и на зажимах рядом работающих электродвигателей будет 220 - 75 = 145 В. Такое снижение напряжения может вызвать торможение работающих двигателей, что повлечет за собой еще большее увеличение тока в сети и перегорание предохранителей.

В электрических лампах в моменты пуска двигателей уменьшается накал (лампы «мигают»). Поэтому при пуске электродвигателей стремятся уменьшить пусковые токи.

Для уменьшения пускового тока может использоваться схема пуска двигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник. При этом фазное напряжение уменьшится в √ З раз и соответственно ограничивается пусковой ток. После достижения ротором некоторой скорости обмотки статора переключаются в схему треугольника и напряжение ни них становится равным номинальному. Переключение обычно производится автоматически с использованием реле времени или тока.

Рис. 3. Схема пуска электрического двигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник



top