Частота вращения ротора формула: Частота вращения электродвигателя | Полезные статьи

Содержание

Частота асинхронного генератора. Формулы. Расчёт. Теория

Разница между частотой вращения магнитного поля и ротора в асинхронных генераторах определяется коэффициентом s, называемым скольжением, который выражается соотношением:

s = (n – n_r)/n .

Здесь:
n – частота вращения магнитного поля.
n_r – частота вращения ротора.

Связь между угловой частотой вращения магнитного поля ω и угловой частотой вращения ротора ω_r асинхронной машины можно выразить следующим образом:

ω = ω_r/(1 – s) ,

что следует из определения скольжения.
В общем случае угловая частота вращения магнитного поля

ω = 2πn .

Так как частота генерируемых колебаний

f = pn ,

где р – число пар полюсов, то

ω = 2πf_/p .

Аналогично угловая частота вращения ротора

ω_r = 2πn_r или ω_r = 2πf_r/p ,

где f_r = pn_r – электрическая частота вращения ротора.
Электрическая угловая частота вращения ротора

ω_rp = 2πf_r

В режиме автономного асинхронного генератора частота вращения магнитного поля, определяющая частоту генерируемых колебаний, зависит от частоты вращения ротора и от нагрузки, характеризуемой скольжением. Если нагрузка отсутствует, а включенная емкость и частота вращения ротора остаются постоянными, т.е. C = cоnst и ω_r = cоnst, то частоту генерируемых колебаний можно выразить через параметры колебательного контура, который образуется собственной индуктивностью статорной обмотки и емкостью конденсатора.

При отмеченных условиях уравнение электрического равновесия, выраженное через мгновенные значения напряжений на синхронном индуктивном сопротивлении

X_L = ωL и на конденсаторе X_C = ωC, принимает вид:

u_L + u_C = 0 .

После подстановок:

u_L = Ldi/dt и di/dt = C d²u/dt²

где

i = C du_C/dt ,

и преобразований, уравнение примет вид

d²u_C/dt² + u_C/LC = 0

Примем, что напряжение на конденсаторе изменяется по синусоидальному закону:

u_C = U_Csinωt ,

тогда

d²u_C/dt² = -ω²U_Csinωt

С учетом последних соотношений из дифференциального уравнения находим:

ω = 1/√LC ,

откуда

f = 1/2π√LC

Таким образом, частота генерируемых колебаний при холостом ходе автономного асинхронного генератора определяется из условия резонанса емкости конденсатора и собственной индуктивности обмотки статора.
Если принять, что при холостом ходе скольжение s = 0, то получим

ω ≈ ω_r

Тогда

f _{≈ pn_r = f_r}

Последнее выражение можно представить в виде

f_r ≈ 1/2π√LC

Следовательно, при холостом ходе асинхронного самовозбуждающегося генератора параметры колебательного контура автоматически настраиваются на частоту, равную электрической частоте вращения ротора

Изменение значения включенной емкости при ω_r = cоnst или частоты вращения ротора при С = cоnst не нарушает вышеописанных равенств, если генератор остается в области устойчивой работы. В первом случае мы имеем одну характеристику намагничивания машины, соответствующую данному значению частоты вращения и семейство вольтамперных характеристик возбуждающей емкости, причем каждая из характеристик составляет с положительным направлением оси абсцисс угол

α_k = arctg(1/ωC_k) ,

где k = 1, 2, 3 . .. Произведение собственных индуктивностей статорной обмотки и емкости конденсаторов остается практически постоянным, т.е.

L_kC_k = cоnst ,

так как вследствие нелинейности кривой намагничивания происходит соответствующее изменение индуктивности. Так с увеличением емкости ток холостого хода и степень насыщения магнитной цепи возрастают, а индуктивность уменьшается. Значение установившегося напряжения определяется точкой пересечения кривой намагничивания и вольтамперной характеристики конденсаторов.

Во втором случае, т.е. при переходе к новым значениям установившихся частот вращения с емкостью С = cоnst, мы имеем семейство кривых намагничивания и семейство вольтамперных характеристик возбуждающей емкости. Углы наклона последних к положительному направлению оси абсцисс находятся теперь по соотношению

α_k = arctg(1/ωC₎,

Значение установившегося напряжения в каждом случае определяется точкой пересечения кривой намагничивания и вольтампер ной характеристики конденсаторов для данной угловой частоты

ω_k .

Получим теперь выражение для частоты генерируемых колебаний при нагрузке, полагая, что емкость конденсаторов и частота вращения ротора не изменяются. Выполнив необходимые преобразования из вышеописанных формул, получим:

f = f_r/(1 – s ) ,

или

f = pn_r/(1 – s ) ,

Заметим, что частота вращения ротора в большинстве случаев выражается в об/мин а не в сек/мин, тогда запишем

f = pn_r/60(1 – s ) ,

Частота генерируемых колебаний при постоянной частоте вращения ротора и возрастающей нагрузке несколько уменьшается, так как на устойчивой части механической характеристики асинхронной машины скольжение пропорционально нагрузке. С другой стороны, уменьшение частоты

f при С = cоnst объясняется увеличением собственной индуктивности фазы статора вследствие возрастания коэффициента взаимоиндукции.

Последнее вызывается размагничивающим действием тока ротора.

Продолжение следует.

Ещё статьи для ознакомления:
Синхронный и асинхронный генератор. Отличия.
Асинхронный генератор. Характеристики.
Дизель-генераторы.

Замечания и предложения принимаются и приветствуются!

Критическая частота вращения ротора | Высокочастотные электрические машины

Подробности: Категория: Электрические машины

электродвигатель

Содержание материала

Высокочастотные электрические машины
Введение
Уравнения определения размеров
Определение магнитных проводимостей
Взаимодействие полей
ВЧ асинхронные двигатели
Выбор пазов и обмоток АД
Переходные режимы ВЧ-двигателей
Определение моментов АИД

Индукторные генераторы
Сверхвысокоскоростные криогенных
Индукторные генераторы
Торцевые машины
Магнитные опоры ротора
Опоры на газовой подушке
Критическая частота ротора
Устранение шумов ВЧ
Способы пуска и торможения
Эксплуатация индукторных машин
эксплуатация в криогенных

Страница 16 из 20

При проектировании сверхвысокоскоростных двигателей особое внимание необходимо уделять выбору критической скорости вращения, при которой возникает резонанс радиальных колебаний и вибраций двигателя. Для обеспечения высокого класса чистоты шлифуемой поверхности следует строить сверхвысокоскоростной электрошпиндель малой мощности, с минимальным расстоянием между опорами, с первой критической частотой вращения, превышающей номинальную. При регулировании частоты вращения необходимо, чтобы в рабочем диапазоне частоты вращения ротора не совпадали пи с одной из критических. Первая критическая частота вращения сверхвысокоскоростного асинхронного электрошпинделя на шарикоподшипниках может быть найдена по методике, изложенной в (Л. 10). Пуск двигателя производят при отсутствии момента нагрузки на валу (рис. 6-5).

Рис. 6-5. К расчету критической скорости электрошпинделя.
1 — шлифовальный круг; 2 — обрабатываемое кольцо.
Поэтому прогиб вала определяется массой ротора и силой электромагнитного притяжения к статору при наличии некоторого эксцентрицитета с учетом прогиба вала от действия центробежных сил составляет по расчету пкрт=178,5-10 об/мин. При номинальной нагрузке при шлифовании с учетом всех сил, действующих на ротор, критическая частота вращения ηΚρ™=78· 10s об/мин.

Пуск электрошпинделя осуществляется, когда пкрт>лв, и поэтому происходит без затруднений. При переходе от холостого хода к наибольшей нагрузке частота вращения ротора снижается незначительно, не более чем на 5—10%. При номинальной или даже при небольшой нагрузке (в процессе шлифования) двигатель не достигает критической частоты вращения пкрт и работает нормально. Критическая частота вращения ротора, смонтированного на воздушных опорах, определяется по формуле пкр=60fр/р; здесь fр — собственная частота поперечных колебаний ротора, которая может быть определена, если рассматривать ротор как незакрепленную свободную балку:

где Е — модуль упругости материала ротора; J — момент инерции ротора; g — ускорение свободного падения; G —сила тяжести; αρ=2,5-3,0; Т0 — сила магнитного притяжения ротора.

В собранном двигателе ротор, включая подшипники, имеет некоторый небаланс вращающихся деталей, который может вызвать вибрации, биения. Появляющиеся при этом переменные нагрузки вредно действуют на подшипники, увеличивая их износ, а также износ цапф.

Силу неуравновешенной массы можно определить по известной формуле. Так, например, при величине статического небаланса в 5-10-3 Н и частоте вращения 100·103 об/мин возникает дополнительная нагрузка, равная 680 И.
При указанной частоте вращения вал ротора изготовляется с диаметром цапф 7:9 мм, поэтому такая дополнительная нагрузка приведет к выходу из строя подшипников или к поломке самого вала ротора. Это свидетельствует о необходимости тщательной динамической балансировки ротора со всеми вращающимися деталями, включая подшипники.
Вначале балансировка ротора производится на прецизионной балансировочной машине с повышенной чувствительностью. Наибольшую точность динамической балансировки обеспечивают станки с электромагнитными датчиками. Точность динамической балансировки роторов на балансировочном станке РТМ-18 при частоте вращения 1 500—3 000 об/мин достигает 5·10-3 Н·м. На этом станке можно балансировать роторы со следующими данными:
– Длина ротора между опорами, мм от 40 до 600
– Внешний диаметр пакета ротора, мм от 20 до 350
– Масса ротора, кг от 0,03 до 50
Обычно ограничиваются точностью балансировки ротора до 1·10-6—2·10-7 Н · м.

Рассмотрим кратко порядок сборки сверхвысокоскоростного электрошпинделя. Сборку электрошпинделя начинают с посадки шарикоподшипников на вал ротора. Посадка шарикоподшипников производится весьма точно: внутреннее кольцо подшипника — с натягом до 2 мкм, наружное кольцо — с зазором 4—6 мкм. Прецизионные шарикоподшипники имеют сепаратор с малым удельным весом и высокой прочностью. При частоте вращения до 60-103 об/мин применяют подшипники с текстолитовым сепаратором на шифонной основе. При больших частотах вращения более надежен в работе найлоновый сепаратор, обладающий низким коэффициентом трения и высокой износоустойчивостью. Такой сепаратор выдерживает значительные напряжения, возникающие под действием центробежных сил. обусловленных собственной массой, и мало подвержен износу в результате трения скольжения шариков о сепаратор. В собранном двигателе должен быть обеспечен такой предварительный осевой натяг шарикоподшипников, при котором отсутствует аксиальный зазор в шарикоподшипниках, т.

е. обеспечивается высокая жесткость опоры. От величины осевого натяга шарикоподшипников зависит срок службы и точность обработки детали, шлифуемой сверхвысокоростным электрошпинделем внутришлифовального станка. Осевой зазор в рассматриваемых двигателях недопустим. Поэтому во всех электрошпинделях предусматриваются системы, осуществляющие осевой натяг.
При сборке электрошпинделя сначала устанавливают на вал нерабочей стороны подшипник и стакан. Затем вал вместе со стаканом вставляют в корпус и начинают собирать всю переднюю часть электрошпинделя. После установки необходимого натяга подшипника стакан фиксируется в корпусе. По концам вала устанавливают крышки, а затем балансировочные шайбы.
Согласно нормативам на вибрацию размах вибрации для асинхронных двигателей единой серии 2—3-го габаритов составляет 5— 8 мкм. Так как по ГОСТ 2789-59 электрошпиндели относятся к машинам 1-го класса, то допускаемое радиальное биение выходного вала электрошпинделя не должно быть более 2—4 мкм.

По окончании сборки двигателя производят его динамическую балансировку. Балансировку двигателя в собранном виде начинают при сравнительно низких частотах вращения. Например, прежде чем включить электродвигатель на 120-103 об/мин, следует произвести обкатку шарикоподшипников в течение нескольких часов при частотах вращения (48, 60, 96)·103 об/мин. На всех этих скоростях производится динамическая балансировка путем размещения грузиков в гнездах балансировочных шайб. Грузики в гнездах тщательно заделываются и завинчиваются так, чтобы они не могли вылететь при вращении ротора. Затем двигатель ускоряют до номинальной частоты вращения, снова балансируют и обкатывают.
До сих пор еще не имеется приборов для динамической балансировки двигателя в собранном виде; последняя ведется на производстве опытными мастерами и зависит от их навыков.

Назад
Вперёд

Назад
Вперёд

Вы здесь:
Главная
Оборудование
Эл. машины
Устройство и ремонт электрических машин

Еще по теме:

Испытания по определению электрических величин электрических машин
Основные повреждения электродвигателей
Двигатели типа ДАБ
Методы сушки электрических машин
Автоматизация испытаний электрических машин

Скорость скольжения в асинхронном двигателе — электрическое напряжение

Синхронная скорость — это скорость, с которой вращается магнитное поле. Синхронное магнитное поле соединяется с проводником ротора и индуцирует напряжение в роторе. Ток начинает течь в роторе, потому что проводники ротора двигателя замыкаются накоротко. Крутящий момент создается в роторе за счет взаимодействия магнитного поля и тока, протекающего в роторе, и ротор начинает вращаться.

Асинхронный двигатель вращается с синхронной скоростью? Нет, если ротор вращается с синхронной скоростью, индуцированное в роторе напряжение будет равно нулю, и ток ротора также будет равен нулю. Следовательно, крутящий момент двигателя равен нулю. Работа двигателя невозможна, если ротор пытается вращаться с синхронной скоростью. Ротор асинхронного двигателя всегда отстает от синхронной скорости двигателя.

Определение скольжения

Отставание фактической скорости (N) двигателя от синхронной скорости (Ns) называется скольжением.

Скольжение асинхронного двигателя обозначается символом S. Скольжение асинхронного двигателя представляет собой разницу между синхронной скоростью и фактической скоростью и может быть математически записано как ;

S = Ns – N

Фактическая скорость двигателя всегда меньше синхронной скорости двигателя.

Скольжение может быть представлено в процентах (%) как;

Скольжение также может быть представлено в единицах (о.е.). Дробная часть синхронной скорости называется дробным скольжением или единичным скольжением.

Скорость вращения ротора двигателя можно определить с помощью следующего математического выражения.

Скольжение асинхронного двигателя также может быть выражено угловой скоростью, синхронной скоростью и фактической скоростью.

Скольжение асинхронного двигателя варьируется от 2 до 4 %.

Наглядные примеры:

4-полюсный асинхронный двигатель с частотой 50 Гц имеет скольжение 4 %. Какова реальная скорость двигателя?

Синхронная скорость 4-полюсного асинхронного двигателя 50 Гц составляет

Ns= 120 x 50/4 = 1500 об/мин.

Скольжение = 0,04

Фактическая скорость N = Ns(1-S)

N = 1500(1-0,04)

N = 1500 x 0,96 003

4-полюсный асинхронный двигатель 50 Гц, скорость вращения ротора 1480 об/мин. Какова скорость скольжения двигателя? Двигатель потребляет 500 кВт от источника питания. Каковы потери меди в двигателе.

Синхронная скорость 4-полюсного асинхронного двигателя 50 Гц составляет
Ns = 120 x 50/4 = 1500 об/мин.

Фактическая скорость (N) = 1480 об/мин

Скольжение (S) = (Ns-N)/Ns x 100 = 1,33 %

Входная мощность = 500 кВт
Потери в меди = скольжение x Входная мощность
Потери в меди = 0,0133 x 500
Потери в меди = 6,66 кВт Подробнее:

Характеристики момента скольжения асинхронного двигателя

Как рассчитать число оборотов двигателя

11 октября 2021 г. bydosupply

Рассчитать

Об/мин без нагрузки Об/мин Скольжение Полная нагрузка Об/мин Частота статора

Частота (Гц)

Число полюсов

Скольжение (об/мин)

Фактическое номинальное число оборотов

Желаемое синхронное число оборотов в минуту 3

0 Число оборотов в минуту

Нет -нагрузка об/мин	об/мин
Скольжение оборотов	об/мин
Об/мин при полной нагрузке	об/мин
Об/мин при полной нагрузке	Гц

Электродвигатель — это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. Электродвигатели используются в различных промышленных целях для обеспечения механической энергией электроинструментов, вентиляторов, электромобилей и т. д. Эти двигатели работают на основе принципа электромагнетизма, который гласит: если проводник с током помещен в магнитном поле на него действует механическая сила, вызванная силами притяжения и отталкивания, создаваемыми магнитным полем. Величина механической силы может быть получена как произведение магнитного поля, тока в проводнике и длины катушки в двигателе. В то время как направление движения проводника можно определить по правилу левой руки Флеминга.

Обычно электродвигатели состоят из трех основных частей, а именно: статора, ротора и коллектора; хотя конструкция двигателя может различаться в зависимости от производителя и области применения двигателя. Статор является неподвижной частью двигателя и в большинстве случаев представляет собой постоянный магнит или ряд магнитов, расположенных вдоль края корпуса двигателя. Ротор/якорь — это вращающаяся часть, расположенная внутри статора. Ротор состоит из медных проводов, намотанных в катушку вокруг оси или вала двигателя. Когда ток течет по медным проводам, он создает магнитное поле, которое взаимодействует с полем, создаваемым статором, заставляя ось (вал двигателя) вращаться.

Коллектор представляет собой металлическое кольцо, разделенное на две половины. Он прикреплен к одному концу катушки. Его основная функция заключается в изменении направления тока в якоре всякий раз, когда катушка поворачивается на пол-оборота. Это помогает гарантировать, что концы катушки не двигаются в противоположных направлениях, позволяя валу двигателя вращаться только в одном направлении.

Три части двигателя (статор, ротор и коммутатор) основаны на силах отталкивания и притяжения электромагнетизма, которые заставляют вал двигателя непрерывно вращаться всякий раз, когда на него подается постоянный ток. Магнитные полюса якоря пытаются выровняться с противоположными магнитными полюсами статора, противоположные полюса притягиваются, а один и тот же полюс отталкивается.

Существует две широкие классификации электродвигателей: двигатели постоянного тока и двигатели переменного тока. Основное различие между ними заключается в том, что двигатели постоянного тока работают на постоянном токе (DC), а двигатели переменного тока работают на переменном токе (AC). Каждый из этих типов двигателей имеет различные характеристики с точки зрения производительности, надежности, эффективности и стоимости.
Однако одним из наиболее важных параметров, учитываемых при выборе или определении производительности любого из двух типов двигателей, является скорость вращения двигателя. Понимание основ вращения двигателя имеет важное значение, так как это знание поможет вам выбрать правильный тип двигателя для вашего конкретного применения; путем определения выходного крутящего момента двигателя и скорости двигателя. Кроме того, знание того, как рассчитать число оборотов двигателя, может помочь вам эффективно отслеживать и контролировать работу двигателя. В целом, регулирование оборотов двигателя играет ключевую роль в производственных процессах, в которых двигатели используются для управления постоянной и переменной скоростью, а также для управления крутящим моментом.

об/мин — это сокращенная форма оборотов в минуту (об/мин). Это единица угловой/вращательной скорости, которая указывает скорость вращения компонента ротора, т. е. количество полных оборотов, совершаемых ротором в минуту. Проще говоря, RPM — это мера, используемая для описания скорости вращения шпинделя/вала двигателя.
Число оборотов двигателя переменного тока зависит от двух основных факторов: частоты питающей сети и проводки двигателя, в частности от количества полюсов. С другой стороны, на скорость вращения двигателя постоянного тока влияют рабочее напряжение, сила магнитной потокосцепления и число витков якоря. Следовательно, для достижения желаемой выходной скорости вы должны использовать двигатель переменного тока в пределах указанного диапазона частоты сети, а если у вас есть двигатель постоянного тока, вы должны использовать его в пределах рекомендуемых значений напряжения.

Линия питания переменного тока может иметь частоту 50 Гц или 60 Гц в зависимости от частоты национальной сети данной страны. В источнике питания с частотой 60 Гц полярность якоря двигателя меняется быстрее по сравнению с источником питания с частотой 50 Гц. Следовательно, двигатель с номинальной частотой 50 Гц будет иметь более высокую скорость вращения по сравнению с двигателем с номинальной частотой 60 Гц. Более высокие обороты приводят к более высокой мощности на валу, большему реактивному току и, следовательно, к более низкому коэффициенту мощности. Несмотря на то, что более высокие обороты заставляют двигатель выделять больше тепла, вентилятор охлаждения также будет работать с такой же более высокой скоростью; тем самым рассеивая лишнее тепло с большей скоростью. Подключение двигателя с частотой 60 Гц к источнику питания с частотой 50 Гц не имеет серьезных последствий, только двигатель будет работать примерно на 83% от номинальной скорости.

Однако, если вы изменяете скорость вращения двигателя при значении напряжения, отличном от номинального рабочего напряжения этого конкретного двигателя, вероятно, произойдет насыщение его магнитного сердечника. Насыщение магнитопровода вызывает резкое увеличение потребляемого тока, что, в свою очередь, приводит к перегреву блока двигателя. Вы можете предотвратить насыщение магнитного сердечника, уменьшив входное напряжение и поддерживая постоянное отношение напряжения к частоте.

Математически скорость двигателя может быть выражена как функция частоты напряжения питания и числа полюсов двигателя следующим образом:

Для двигателей переменного тока можно рассчитать число оборотов двигателя трех типов: число оборотов без нагрузки, проскальзывание оборотов и число оборотов при полной нагрузке. Чтобы получить число оборотов без нагрузки, вы умножаете частоту сети на 60, затем на два и, наконец, делите результаты на количество полюсов в двигателе. 60 в умножении представляет количество секунд в минуте, и суть умножения на 2 заключается в том, что в цикле питания есть отрицательные и положительные импульсы.

Фактическое число оборотов двигателя всегда ниже синхронной скорости. Это связано с тем, что если якорь вращается с заданной синхронной скоростью, магнитное поле обмоток статора больше не будет взаимодействовать с магнитным полем обмоток ротора, т. е. не будет относительного движения между двумя магнитными полями. В таких обстоятельствах это означает, что в обмотках ротора будет индуцироваться нулевой ток, и, следовательно, в якоре не будет создаваться магнитное поле, заставляющее его вращаться. Разница между синхронной скоростью двигателя и фактической скоростью называется скольжением оборотов и математически выражается как:

Его также можно получить путем преобразования рейтинга скольжения двигателя в число оборотов в минуту следующим образом;

Чтобы оценить рейтинг проскальзывания двигателя, сначала найдите разницу между синхронной скоростью и номинальной скоростью при полной нагрузке, а затем разделите результат на синхронную скорость и умножьте результат на 100 %, что математически выражается как:

Число оборотов в минуту при полной нагрузке получается путем вычитания проскальзывания числа оборотов в минуту из числа оборотов в минуту без нагрузки.

Для двигателей постоянного тока число оборотов в минуту в основном зависит от входного напряжения двигателя. В основном производители двигателей постоянного тока предоставляют диаграмму, показывающую ожидаемую скорость двигателя при различных настройках напряжения. Чтобы получить желаемые обороты, можно регулировать входное напряжение в соответствии с таблицей.

Рассмотрим несколько примеров расчета оборотов двигателя. Как было показано ранее, для двигателей переменного тока скорость вращения без нагрузки зависит от частоты сети и количества полюсов.

Пример 1: При частоте сети 60 Гц и четырехполюсном двигателе переменного тока скорость вращения двигателя без нагрузки может быть определена как:

Величина скольжения варьируется от одного двигателя к другому в зависимости от конструкции двигателя. Например, если фактическое число оборотов двигателя, указанное на паспортной табличке этого двигателя, составляет 1725 об/мин, проскальзывание оборотов будет равно.

Если для 60 Гц и 4-полюсного двигателя задано скольжение оборотов на 75 об/мин, номинальная частота вращения при полной нагрузке для двигателя будет:

Пример 2: Для двигателя 60 Гц с двумя полюсами и проскальзыванием 150 об/мин определите рабочую скорость без нагрузки и с полной нагрузкой.

Теоретически 6-полюсный электродвигатель, подключенный к источнику питания с частотой 60 Гц, работает со скоростью 1 200 об/мин без нагрузки и со скоростью 1 175 об/мин под нагрузкой. В то время как 8-полюсный двигатель будет иметь скорость без нагрузки около 900 об/мин и 800 об/мин при нагрузке. Наиболее распространенными двигателями переменного тока являются 2-полюсные, 4-полюсные, 6-полюсные и 8-полюсные двигатели. 12- и 16-полюсные двигатели обеспечивают рабочую скорость без нагрузки 600 и 450 об/мин соответственно, но они менее распространены.

Синхронная скорость асинхронного двигателя переменного тока может регулироваться с помощью преобразователя частоты. Преобразователь частоты может помочь изменить частоту статора, потому что он будет вращаться с той же частотой, что и вращающееся магнитное поле источника питания переменного тока. Синхронная скорость может быть выражена как функция частоты статора и числа полюсов,

Где;

Таким образом, если для асинхронного двигателя переменного тока с 4 полюсами требуется синхронная скорость 1500 об/мин, тогда необходимая частота статора будет:

Кроме того, конструкция проводки определяет количество полюсов в двигателе, а увеличение числа полюсов в двигателе снижает обороты двигателя при работе на холостом ходу и при полной нагрузке. В частности, количество полюсов влияет на скорость двигателя, поскольку увеличение числа полюсов приводит к тому, что двигатель работает намного медленнее. Например, якорь двухполюсного двигателя достигает полного поворота на 360 градусов всего за одну смену полярности, в то время как якорь четырехполюсного двигателя достигает поворота на 180 градусов только за одну смену полярности.

Таким образом, если бы все остальные параметры оставались постоянными, скорость вращения 2-полюсного двигателя была бы в два раза выше, чем у 4-полюсного двигателя. А так как полярность источника питания 60Гц меняется 60 раз каждую секунду. 2-полюсный двигатель, подключенный к такому источнику питания (60 Гц), будет вращаться со скоростью 3600 об/мин, а 4-полюсный двигатель будет иметь скорость вращения 1800 об/мин.

При эксплуатации, ремонте или даже замене двигателя крайне важно полностью понимать технические характеристики двигателя. Как упоминалось ранее, расчет числа оборотов двигателя является одним из ключевых факторов, учитываемых при выборе двигателя. Поскольку точный расчет оборотов двигателя может легко помочь вам оценить механическую мощность вращения вала двигателя, которая имеет основополагающее значение для определения способности данного двигателя выполнять конкретную задачу.

Знание оборотов двигателя также имеет решающее значение, когда инженеры-электрики и инженеры-конструкторы разрабатывают графические иллюстрации характеристик двигателя с использованием кривых крутящий момент-скорость. Причина в том, что для построения кривых крутящий момент-скорость необходимо построить график оборотов двигателя, тока якоря, выходной механической мощности и эффективности в зависимости от выходного крутящего момента двигателя. Кривые крутящий момент-скорость очень часто встречаются в технических руководствах по двигателям постоянного тока, поскольку они дают представление о том, как вы можете регулировать скорость вращения вашего двигателя постоянного тока.

Когда производители двигателей указывают противоЭДС (противоэлектродвижущую силу) двигателя, им требуется угловая скорость этого двигателя. Противо-ЭДС, также известная как встречная ЭДС (CEMF), представляет собой напряжение, возникающее при вращении якоря, и оно прямо пропорционально угловой скорости двигателя. Константа пропорциональности в этом отношении называется «константой противо-ЭДС» двигателя, часто выражаемой в единицах вольт/об/мин. Следовательно, зная значение постоянной противо-ЭДС, можно оценить скорость двигателя в совместимых единицах, т. е. число оборотов в минуту можно использовать для расчета ожидаемого значения противо-ЭДС двигателя.

Число оборотов двигателя также помогает определить выходную мощность двигателя. При нулевых оборотах выходная мощность равна нулю, а при максимальной рабочей скорости (об/мин) значение выходной мощности двигателя является максимальным. Крутящий момент или движущая сила, которая заставляет двигатель работать, также активны от 0% до 100% рабочей скорости. Крутящий момент двигателя относительно постоянен во время работы двигателя, но двигатель обеспечивает более высокую выходную мощность при более высокой скорости. Это означает, что двигатель будет иметь более высокую выходную мощность при более высоких настройках оборотов и низкую выходную мощность при более низких настройках оборотов. Математически

Где;

Например, для электродвигателя, который обеспечивает выходной крутящий момент 3,6 Нм при скорости 2000 об/мин, мощность на валу двигателя будет равна:

Если изменить настройки скорости того же двигателя на 3450 об/мин, то двигатель будет производить выходную мощность 1,3 кВт.