Как определить обороты электродвигателя без бирки: Как определить мощность электродвигателя без бирки по диаметру вала

Если нет заводской таблички, то нельзя узнать и номинальное напряжение. В этом случае вам, возможно, придется угадать прибл. В зависимости от размера двигателя выберите соответствующий автотрансформатор, а затем запустите его без нагрузки, медленно увеличивая напряжение, пока оно не достигнет устойчивого состояния. Однако я все еще не уверен, что это даст вам правильное номинальное напряжение. Существуют стандартные номиналы трехфазного напряжения 380 В, 415 В и 440 В. Я не знаю, возможно ли различие между ними, потому что разница очень мала.

Вы будете эксплуатировать двигатель с автотрансформатором на холостом ходу, повышая напряжение шаг за шагом и на каждом шаге записывая скорость двигателя до тех пор, пока скорость не зафиксируется в этот момент, это будет ваше номинальное напряжение.

Для тока двигателя вы будете эксплуатировать двигатель при его номинальном напряжении, которое мы получаем выше, затем постепенно нагружать двигатель и записывать ток двигателя, и будьте осторожны, чтобы ток нагрузки двигателя был пропорционален нагрузке, пока момент не увеличится немного выше, поэтому будьте осторожны при номинальном токе двигателя.

Теги: Как , Часто задаваемые вопросы , Индукционный двигатель

Объяснение заводской таблички и номинальных характеристик двигателя — статьи

Электродвигатель — это рабочая лошадка, которая преобразует электрическую энергию в механическую, используя принципы электромагнетизма. Эти вращающиеся машины используются почти во всех формах современной жизни, от простых бытовых приборов до крупных промышленных объектов и производственных предприятий.

Детские игрушки, пылесосы, вентиляторы, электроинструменты, электромобили, механические насосы, лифты и грузовые поезда — вот лишь несколько примеров широкого спектра применений, в которых вы найдете электродвигатель той или иной формы. Магнитные поля, создаваемые электрическими зарядами, являются движущей силой двигателей, создающих крутящий момент, необходимый для выполнения полезной работы.

С таким большим разнообразием применений двигателей и широким разнообразием электрических систем, которые их приводят в действие, неудивительно, что существует множество различных номинальных характеристик и рабочих характеристик, которые необходимо учитывать при выборе электродвигателя для конкретного приложение.

Стремясь стандартизировать эти основные характеристики и рабочие параметры двигателя, Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) взяла на себя ведущую роль в определении этих характеристик в стандарте NEMA MG-1. Рабочие характеристики, определенные в этом стандарте, закодированы на паспортной табличке двигателя во время изготовления, чтобы помочь конечному пользователю сориентироваться в безопасном и надежном применении.

Национальный электротехнический кодекс определяет требуемую маркировку для обычных двигателей в разделе 430.7(A) NEC для безопасной установки и эксплуатации в определенных условиях. Когда дело доходит до испытаний и технического обслуживания электродвигателей, четкое понимание этих номинальных значений имеет первостепенное значение для определения процедур испытаний и ожидаемых значений испытаний для конкретной машины.

В этой статье мы объясняем маркировку, указанную в NEC, а также другие общие термины и характеристики, указанные на паспортных табличках двигателей.

Пример паспортной таблички электродвигателя. Фото: North American Electric

Номинальные данные двигателя на паспортной табличке

• Производитель
• Номинальное напряжение
• Ток полной нагрузки (FLA)
• Номинальная частота и количество фаз
• Синхронная скорость
• Номинальная скорость при полной нагрузке
• Слип
• Лошадиная сила (л.с.)
• КПД двигателя
• Сервис-фактор
• Номинальное превышение температуры, класс системы изоляции и номинальная температура окружающей среды
• Рейтинг времени
• Буква кода или ампер с заблокированным ротором
• Буквенный код дизайна
• Ток возбуждения и напряжение
• Обмотка
• Термически защищенный
• Тип корпуса
• Размер корпуса
• Напряжение нагревателя

Производитель

Указывает, какая компания произвела двигатель, и обычно включает адрес компании и страну происхождения. Производитель обычно имеет конкретную модель или заводской номер, связанный с двигателем.

Номинальное напряжение

Указывает рабочее напряжение, необходимое для оптимальной работы, как это предусмотрено производителем двигателя. Вращающиеся машины обычно проектируются с допуском 10% для напряжения выше и ниже номинального значения, указанного на паспортной табличке.

Допуск по напряжению, как правило, не указан на двигателе, что может ввести в заблуждение тех, кто не знаком с этим номиналом. Ожидается, что двигатель с номинальным напряжением 460 В, указанным на паспортной табличке, будет работать в диапазоне от 414 В до 506 В. Двигатель на 230 вольт может работать в диапазоне от 207 до 253 вольт.

Некоторые двигатели могут работать с более чем одним напряжением, и эта возможность будет указана на паспортной табличке. Двойное номинальное напряжение позволяет разделить обмотки статора пополам для использования либо в последовательном, либо в параллельном соединении.

Важно отметить, что многие другие характеристики, указанные на паспортной табличке, такие как коэффициент мощности, эффективность, крутящий момент и ток, действительны только при номинальном напряжении и частоте.

Ток полной нагрузки (FLA)

По мере увеличения подключенной нагрузки и требуемого крутящего момента электродвигателя сила тока, необходимая для питания двигателя, также увеличивается. Ток полной нагрузки (FLA) — это максимальный ожидаемый ток, потребляемый двигателем при работе с максимальным крутящим моментом и максимальной мощностью.

Фирменная табличка FLA является очень важным параметром, который используется для выбора правильного размера провода, пускателя двигателя и устройств защиты от перегрузки, необходимых для обслуживания и защиты двигателя. Для многоскоростного двигателя ток полной нагрузки указан только для максимальной скорости.

Чтобы рассчитать падение напряжения в цепи двигателя, возьмите сопротивление цепи питания и умножьте на FLA двигателя. Для определения падения напряжения в процентах разделите ранее полученное значение на напряжение питания холостого хода и умножьте на 100%.

Номинальная частота и число фаз (двигатели переменного тока)

Частота энергосистемы означает, сколько раз волна синусоидального напряжения переменного тока повторяет одну и ту же последовательность значений в течение заданной единицы времени. В США и Канаде частота энергосистемы составляет 60 Гц.

В других частях мира частота может быть либо 50 Гц, либо 60 Гц. Количество фаз зависит от того, подключен ли двигатель к одному проводнику под напряжением и нейтрали (однофазный) или к трем проводникам под напряжением (трехфазный).

Синхронная скорость

Скорость, с которой работает вращающееся поле внутри двигателя, зависит от частоты входной мощности и количества электрических магнитных полюсов внутри. Это называется синхронной скоростью, которая не зависит от скорости выходного вала.

Синхронная скорость = количество циклов (Гц) x 60 (секунд в 1 мин) x 2 (импульсы цикла) / количество полюсов.

Например, четырехполюсный двигатель без подключенной нагрузки будет иметь синхронную скорость 1800 об/мин при 60 Гц и синхронную скорость 1500 об/мин при 50 Гц. Если двигатель предназначен для работы на разных скоростях при управлении частотно-регулируемым приводом (ЧРП), диапазон входной частоты должен быть указан на паспортной табличке.

Номинальная скорость при полной нагрузке

Для двигателя почти невозможно достичь синхронной скорости, потому что даже ненагруженному двигателю все еще приходится преодолевать некоторую форму трения. По мере увеличения нагрузки двигателя требуется более высокий крутящий момент, что подразумевает снижение числа оборотов в минуту.

Номинальная скорость при полной нагрузке — это фактическое значение об/мин, указанное на паспортной табличке двигателя. Термин «скольжение» относится к разнице между синхронной скоростью и фактической скоростью при полной нагрузке (также называемой асинхронной скоростью или скоростью скольжения).

Скольжение

Разница между синхронной скоростью магнитного поля электродвигателя и скоростью вращения вала является скольжением – измеряется в об/мин или частоте. Скольжение обычно выражается как отношение скорости вращения вала к скорости синхронного магнитного поля.

Скольжение увеличивается с нагрузкой, обеспечивая больший крутящий момент. Чтобы рассчитать скольжение двигателя в процентах, вычтите асинхронную скорость из синхронной скорости, затем разделите на синхронную скорость и умножьте на 100.

Скольжение = ((синхронная скорость – фактическая скорость) / синхронная скорость ) x 100

Используя приведенную выше формулу, двигатель со скоростью вращения 1400 об/мин и синхронной скоростью 1500 об/мин будет иметь скольжение 6,7%

Когда ротор не вращается, скольжение составляет 100 %. Проскальзывание при полной нагрузке варьируется от менее 1 % в двигателях высокой мощности до более 5-6 % в двигателях малой мощности.

Лошадиная сила (л.

Наиболее простой и распространенной оценкой электродвигателя является его мощность в лошадиных силах, которая была первоначально принята в конце 18-го века шотландским инженером Джеймсом Уаттом, который хотел сравнить мощность паровых двигателей с мощностью упряжных лошадей.

Этот термин был создан, чтобы помочь клиентам лучше понять, какую работу могут производить паровые двигатели. Позже он был расширен за счет включения выходной мощности других типов поршневых двигателей, а также турбин, электродвигателей и другого оборудования.

Мощность на валу — это мера номинальной механической мощности двигателя. Выражается как его способность создавать крутящий момент, необходимый для нагрузки при номинальной скорости.

HP = (крутящий момент) x (скорость) / 5250. Крутящий момент выражается в фунтах-футах, а скорость выражается в об/мин.

Для электродвигателя одна лошадиная сила эквивалентна 746 ваттам электроэнергии и является стандартной номинальной мощностью в Соединенных Штатах. В Европе мощность двигателя в киловаттах стала стандартной.

1 л.с. = 746 Вт. Двигатель мощностью 100 л.с. будет производить 74,6 кВт электроэнергии. NEC требует, чтобы номинальная мощность в лошадиных силах была указана на заводской табличке для двигателей мощностью более 1/8 л.с.

КПД двигателя

Указание того, сколько электроэнергии, подаваемой на двигатель, преобразуется в механическую энергию выходного вала. Выражается в процентах. Оставшаяся тепловая энергия, не преобразованная в механическую энергию, теряется в основном в виде тепла, которое может повредить изоляцию двигателя.

Эффективность определяется как выходная мощность, деленная на входную мощность, выраженная в процентах: (Выходная/Входная) × 100.

Потери в двигателе из-за нагрева могут существенно повлиять на эффективность. Существует пять различных типов потерь двигателя:

1. Потери в сердечнике: Энергия, необходимая для намагничивания сердечника, и потери на вихревые токи в сердечнике статора.
2. Потери в статоре: I ² R Нагрев статора за счет протекания тока в обмотках статора.
3. Потери ротора: I ² нагрев стержней ротора при протекании индуцированного тока
4. Потери на трение и сопротивление воздуха: Подшипники и трение воздуха на валу ротора и охлаждающем вентиляторе.
5. Блуждающие потери в нагрузке: Потоки реактивного сопротивления утечки, индуцированные током нагрузки.

Первые три категории (сердечник, статор и ротор) обычно составляют более 80% общих потерь двигателя.

Сервис-фактор

Эксплуатационный коэффициент двигателя (SF) является мерой периодической перегрузочной способности, при которой двигатель может работать без перегрева или другого повреждения двигателя, когда на двигатель подается номинальное напряжение и частота.

Двигатели, непрерывно работающие с эксплуатационным коэффициентом выше 1, будут иметь меньший ожидаемый срок службы по сравнению с двигателями, работающими при номинальной мощности, указанной на паспортной табличке.

Пример: двигатель мощностью 1 л.с. с эксплуатационным коэффициентом 1,15 может работать с мощностью 1,15 л.с. без перегрева (1×1,15)

Номинальное превышение температуры, класс изоляционной системы и номинальная температура окружающей среды

NEMA определяет допустимое превышение температуры для двигателей, работающих при полной нагрузке и эксплуатационном коэффициенте, если применимо. Спецификация стандартизирована для температуры окружающей среды 40°C или 104°F для всех классов изоляции.

Каждый класс изоляции имеет максимальное превышение температуры обмотки двигателя и максимальную номинальную температуру. Кроме того, указано повышение температуры в горячих точках, которое относится к обмоткам двигателя, окруженным другими обмотками.

Допустимое повышение температуры при полной нагрузке для двигателей с эксплуатационным коэффициентом 1,0

• Изоляция класса A – 60°C, точка перегрева 5°C
• Изоляция класса B – 80°C, точка перегрева 10°C
• Изоляция класса F – 105°C, точка перегрева 10°C
• Изоляция класса H – 125°C, точка перегрева 15°C

Допустимое превышение температуры при эксплуатационном коэффициенте для двигателей с эксплуатационным коэффициентом 1,15

• Изоляция класса A – 70°C
• Изоляция класса B – 90°C
• Изоляция класса F – 115°C

Максимальная температура изоляции обмотки двигателя

• Изоляция класса A – 105°C
• Изоляция класса B – 130°C
• Изоляция класса F – 155°C
• Изоляция класса H – 180°C

Пример: Для изолированного двигателя класса F с эксплуатационным коэффициентом 1,0 добавьте допустимое повышение NEMA на 105 °C к эталонной температуре 40 °C, чтобы получить максимальную рабочую температуру двигателя (105 + 40 = 145 °C).

Максимальная номинальная температура, указанная NEMA, выше допустимого повышения температуры, чтобы обеспечить запас для температуры «горячей точки» обмотки, в данном случае 10°C для машины класса F.

Двигатели класса F традиционно используются в большинстве промышленных применений. С ростом использования приводов переменного тока с регулируемой скоростью (VFD) и связанным с этим нагревом, вызванным гармониками, создаваемыми этими приводами, класс H стал гораздо более распространенным.

Номинальное время работы

Электродвигатели имеют рейтинг времени, который показывает, как долго они могут работать при номинальной нагрузке и температуре окружающей среды. Стандартные двигатели рассчитаны на непрерывный режим работы, который можно эксплуатировать круглосуточно (24 часа в сутки, 7 дней в неделю) без перерыва.

В зависимости от области применения некоторые двигатели могут быть рассчитаны только на кратковременную работу. Двигатели с сокращенным сроком службы могут быть изготовлены в облегченной конструкции, поэтому их цена ниже, чем у двигателей, рассчитанных на непрерывный режим работы.

Примером двигателя повторно-кратковременного режима может служить привод клапана. Во многих случаях механические клапаны периодически открываются и закрываются, в отличие от двигателя насоса, который может работать в течение многих часов или дней подряд.

Время работы электродвигателя обычно выражается в минутах. Некоторыми примерами рейтингов времени являются 5, 15, 30, 60 минут прерывистого режима.

Кодовая буква или ампер при заторможенном роторе

Электродвигатели обычно имеют большой пусковой ток, связанный с ними, когда они запускаются с их полным номинальным напряжением, приложенным к обмоткам. Во многих случаях этот пусковой ток во много раз превышает значение тока полной нагрузки.

Значение заблокированного ротора важно, поскольку большой пусковой ток может снизить напряжение, подаваемое на двигатель, что может повлиять на другое оборудование в той же цепи. Пониженное напряжение и пускатели двигателя по схеме «звезда-треугольник» могут помочь ограничить этот пусковой ток, подавая меньшее напряжение на двигатель в течение короткого периода времени, пока двигатель набирает скорость, прежде чем подавать полное номинальное напряжение.

Заблокированный ротор означает количество кВА на л.с., которое будет потребляться, когда ротор заблокирован на месте. Кодовые буквы для этого рейтинга будут варьироваться от A до V, при этом двигатели класса A имеют наименьшую номинальную мощность в кВА, а двигатели с кодом V — самую высокую.

Стандартные номинальные значения тока блокировки можно найти в статье 430 NEC. Это значение требуется, если двигатель переменного тока мощностью 0,5 л.с. или более. На многофазных двигателях с фазным ротором буквенное обозначение обычно не указывается.

Буквенный код конструкции

Электродвигателям присваивается буквенный код конструкции, указанный NEMA, который определяет характеристики крутящего момента и тока двигателя. Некоторым машинам могут потребоваться двигатели с особыми характеристиками, обозначенными этим кодом.

• Код А — Нормальный пусковой момент, высокий пусковой ток
• Код B — Нормальный пусковой момент, низкий пусковой ток
• Код C – Высокий пусковой момент, низкий пусковой ток
• Код D – Высокий пусковой момент, низкий пусковой ток, высокое скольжение

Определения букв конструкции двигателя можно найти в ANSI/NEMA MG 1-1993, Двигатели и генераторы, часть 1, определения, и в IEEE 100-1996, Стандартный словарь электрических и электронных терминов. Двигатели NEMA Code B являются наиболее широко используемым типом двигателей и могут запускать широкий спектр промышленных нагрузок.

Буквенные коды конструкции электродвигателя. Фото: TestGuy.

Ток и напряжение возбуждения

Для синхронных двигателей с возбуждением от постоянного тока номинальные ток возбуждения и напряжение указаны на паспортной табличке.

Обмотка

Тип конструкции обмотки, используемой для электродвигателя, такой как прямой шунт, стабилизированный шунт, составной или последовательный, если двигатель постоянного тока.

Термозащита

Двигатели, оснащенные термозащитой, указаны на табличке с пометкой «Тепловая защита» или «T.P.» Этот тип защиты отключает питание двигателя, если двигатель перегревается из-за перегрузки или невозможности запуска. Питание возобновляется после того, как двигатель остынет до приемлемой температуры.

Тип корпуса

Часто обозначаемый как «ENCL» на паспортной табличке, тип корпуса определяет степень защиты двигателя от рабочей среды и метод охлаждения. Стандартные типы кожухов двигателя включают:

Открытая защита от капель (ODP) — подходит только для чистых и сухих помещений.

Полностью закрытый корпус с вентиляторным охлаждением (TEFC) — обычно используется на открытом воздухе и в грязных местах, но не является воздухонепроницаемым или водонепроницаемым. Количество воды и наружного воздуха, попадающих в двигатель, не влияет на его работу.

Полностью закрытый невентилируемый (TENV) – используется в местах, подверженных воздействию сырости или грязи, и не оснащен вентилятором для охлаждения. Эти двигатели используют естественную конвекцию для охлаждения и не должны использоваться в опасных зонах или в местах с повышенной влажностью.

Полностью закрытый воздуховод (TEAO) – пыленепроницаемый корпус, предназначенный для воздуходувок и вентиляторов, установленных на валах. Двигатель должен быть установлен на самом валу по направлению воздушного потока.

Полностью закрытая мойка (TEWD) – предназначен для струй воды высокого давления и повышенной влажности. Этот тип корпуса является лучшим выбором для влажной среды.

Полностью закрытые, неблагоприятные и суровые условия окружающей среды – предназначены для неопасных сред с экстремальным присутствием влаги или химических веществ.

Взрывозащищенный (EXPL) – разработан, чтобы выдерживать внутренние взрывы определенных газов или паров, не допуская распространения взрыва во внешнюю атмосферу.

Опасная зона (HAZ) — Общая классификация опасных зон. Эти двигатели подразделяются на классы, подразделения и группы.

Размер рамы

Размеры двигателя указаны по размеру рамы и определяют важные монтажные размеры, такие как схема установки отверстий для ног, диаметр вала и высота вала.

Напряжение нагревателя

Двигатели, используемые на открытом воздухе или в местах, где может образовываться конденсат, часто оснащаются нагревателями для предотвращения образования конденсата.