Номинальные значения рабочей мощности и тока электродвигателей
Классы компонентов: 1.6.1.1.1. Модульные автоматические выключатели (ВАМ, МСВ), 1.6.5.1. Модульные контакторы, 1.6.1.2.1. Мотор-автоматы (автоматические выключатели защиты двигателей, MPCB), 1.6.1.3.1. Автоматические выключатели в литом корпусе (MCCB), 1.6.5.2. Контакторы, 1.6.5.3. Пускатели, 1.6.5.4. Реле перегрузки и аксессуары к ним, 1.12. Электродвигатели и приводная техника
Значения тока, приведенные ниже, относятся к стандартным трехфазным четырехполюсным асинхронным электродвигателям с КЗ ротором (1500 об/мин при 50 Гц, 1800 об/мин при 60 Гц). Данные значения представлены в качестве ориентира и могут варьироваться в зависимости от производителя электродвигателя и количества полюсов.
| Номинальный ток электродвигателя: стандартные значения обозначены синим цветом (в соответствии с МЭК 60947-4-1, приложение G) |
||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 220В | 230В | 240В | 380В | 400В | 415В | 440В | 500В | 660В | 690В | |
| 0,06 кВт | 0,37 | 0,35 | 0,34 | 0,21 | 0,2 | 0,19 | 0,18 | 0,16 | 0,13 | 0,12 |
| 0,09 кВт | 0,54 | 0,52 | 0,5 | 0,32 | 0,3 | 0,29 | 0,26 | 0,24 | 0,18 | 0,17 |
| 0,12 кВт | 0,73 | 0,7 | 0,67 | 0,46 | 0,44 | 0,42 | 0,39 | 0,32 | 0,24 | 0,23 |
| 0,18 кВт | 1 | 1 | 1 | 0,63 | 0,6 | 0,58 | 0,53 | 0,48 | 0,37 | 0,35 |
| 0,25 кВт | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 0,9 | 0,85 | 0,82 | 0,74 | 0,68 | 0,51 | 0,49 |
| 0,37 кВт | 2 | 1,9 | 1,8 | 1,2 | 1,1 | 1,1 | 1 | 0,88 | 0,67 | 0,64 |
| 0,55 кВт | 2,7 | 2,6 | 2,5 | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 1,3 | 1,2 | 0,91 | 0,87 |
| 0,75 кВт | 3,5 | 3,3 | 3,2 | 2 | 1,9 | 1,8 | 1,7 | 1,5 | 1,15 | 1,1 |
| 1,1 кВт | 4,9 | 4,7 | 4,5 | 2,8 | 2,7 | 2,6 | 2,4 | 2,2 | 1,7 | 1,6 |
| 1,5 кВт | 6,6 | 6,3 | 6 | 3,8 | 3,6 | 3,5 | 3,2 | 2,9 | 2,2 | 2,1 |
| 2,2 кВт | 8,9 | 8,5 | 8,1 | 5,2 | 4,9 | 4,7 | 4,3 | 3,9 | 2,9 | 2,8 |
| 3 кВт | 11,8 | 11,3 | 10,8 | 6,8 | 6,5 | 6,3 | 5,7 | 5,2 | 4 | 3,8 |
| 4 кВт | 15,7 | 15 | 14,4 | 8,9 | 8,5 | 8,2 | 7,4 | 6,8 | 5,1 | 4,9 |
| 5,5 кВт | 20,9 | 20 | 19,2 | 12,1 | 11,5 | 11,1 | 10,1 | 7 | 6,7 | |
| 7,5 кВт | 28,2 | 27 | 25,9 | 16,3 | 15,5 | 14,9 | 13,6 | 12,4 | 9,3 | 8,9 |
| 11 кВт | 39,7 | 38 | 36,4 | 23,2 | 22 | 21,2 | 19,3 | 17,6 | 13,4 | 12,8 |
| 15 кВт | 53,3 | 51 | 48,9 | 30,5 | 29 | 28 | 25,4 | 23 | 17,8 | 17 |
| 18,5 кВт | 63,8 | 61 | 58,5 | 36,8 | 35 | 33,7 | 30,7 | 28 | 22 | 21 |
| 22 кВт | 75,3 | 72 | 69 | 43,2 | 41 | 39,5 | 35,9 | 33 | 25,1 | 24 |
| 30 кВт | 100 | 96 | 92 | 57,9 | 55 | 53 | 48,2 | 44 | 33,5 | 32 |
| 37 кВт | 120 | 115 | 110 | 69 | 66 | 64 | 58 | 53 | 40,8 | 39 |
| 45 кВт | 146 | 140 | 134 | 84 | 80 | 77 | 70 | 64 | 49,1 | 47 |
| 55 кВт | 177 | 169 | 162 | 102 | 97 | 93 | 85 | 78 | 59,6 | 57 |
| 75 кВт | 240 | 230 | 220 | 139 | 132 | 127 | 116 | 106 | 81 | 77 |
| 90 кВт | 291 | 278 | 266 | 168 | 160 | 154 | 140 | 128 | 97 | 93 |
| 110 кВт | 355 | 340 | 326 | 205 | 195 | 188 | 171 | 156 | 118 | 113 |
| 132 кВт | 418 | 400 | 383 | 242 | 230 | 222 | 202 | 184 | 140 | 134 |
| 160 кВт | 509 | 487 | 467 | 295 | 280 | 270 | 245 | 224 | 169 | 162 |
| 200 кВт | 637 | 609 | 584 | 368 | 350 | 337 | 307 | 280 | 212 | 203 |
| 250 кВт | 782 | 748 | 717 | 453 | 430 | 414 | 377 | 344 | 261 | 250 |
| 315 кВт | 983 | 940 | 901 | 568 | 540 | 520 | 473 | 432 | 327 | 313 |
| 355 кВт | 1109 | 1061 | 1017 | 642 | 610 | 588 | 535 | 488 | 370 | 354 |
| 400 кВт | 1255 | 1200 | 1150 | 726 | 690 | 665 | 605 | 552 | 418 | 400 |
| 500 кВт | 1545 | 1478 | 1416 | 895 | 850 | 819 | 745 | 680 | 515 | 493 |
| 560 кВт | 1727 | 1652 | 1583 | 1000 | 950 | 916 | 832 | 760 | 576 | 551 |
| 630 кВт | 1928 | 1844 | 1767 | 1116 | 1060 | 1022 | 929 | 848 | 643 | 615 |
| 710 кВт | 2164 | 2070 | 1984 | 1253 | 1190 | 1147 | 1043 | 952 | 721 | 690 |
| 800 кВт | 2446 | 2340 | 2243 | 1417 | 1346 | 1297 | 1179 | 1076 | 815 | 780 |
| 900 кВт | 2760 | 2640 | 2530 | 1598 | 1518 | 1463 | 1330 | 1214 | 920 | 880 |
| 1000 кВт | 3042 | 2910 | 2789 | 1761 | 1673 | 1613 | 1466 | 1339 | 1014 | 970 |
Номинальная мощность электродвигателя, определение номинальной мощности двигателя
Одна из естественных характеристик электродвигателя – его номинальная (эффективная) мощность (Pном), которая для машин переменного и постоянного тока является механической мощностью на валу.
Это мощность двигателя, с которой он мог бы работать в номинальном режиме — режиме эффективной работы на протяжении длительного времени (не менее нескольких часов). Номинальная мощность измеряется в Вт (кВт) или лошадиных силах (л.с.) и указывается на щитке электрической машины вместе с остальными основными характеристиками.
При нагрузках, меньших Pном, мощность двигателя развивается в полной мере. При загрузке двигателя до номинальной мощности на сравнительно короткий промежуток времени, можно считать, что он не используется в полную силу. В такой ситуации бывает целесообразна его кратковременная перегрузка, предел которой определяется перегрузочной мощностью двигателя.
В паспорте электродвигателя заводом-изготовителем всегда указываются номинальные величины мощности Pном, напряжения Uном, коэффициента мощности cosϕном, номинальная угловая скорость двигателя ωном.
Метод эквивалентного тока
Применим для расчета номинальной мощности при обязательном соблюдении во время работы неизменности показателей мощности потерь в обмотках двигателя, складывающейся из постоянной и переменной величин мощности, сопротивлений обмоток ротора и статора, потерь на механическое трение.
Зная номинальный коэффициент мощности, показатели эквивалентного тока и номинального напряжения, возможно рассчитать номинальную мощность электродвигателя:
Pном ≥ Iэк ∙ Uном ∙cosϕном,
где Iэк – показатель эквивалентного тока,
Uном – номинальное напряжение,
cosϕном – номинальный коэффициент мощности, повышающийся с увеличением мощности и номинальной угловой скорости вращения ротора, а также зависящий от нагрузки. Для большинства электродвигателей составляет 0,8-0,9.
Метод эквивалентного момента
Электродвигатели любого типа имеют пропорциональный произведению тока и величине магнитного потока вращающий момент. Метод эквивалентного момента для расчета номинальной мощности используется в тех случаях, когда условия применяемой нагрузки определяют непосредственно требуемый от двигателя момент, а не ток. Для синхронных и асинхронных машин переменного тока, коэффициент мощности cosϕ приближенно принимается за постоянную величину:
Pном = Мвр ∙ ωном,
где Мвр – значение вращающего момента,
ωном – номинальная угловая скорость двигателя.
Определение номинальной мощности опытным путем
Указанная в паспорте или щитке устройства номинальная мощность будет равна этому значению только при оптимальной нагрузке на вал, определяемой заводом-изготовителем для номинального режима. На что ориентироваться, если по каким-то причинам не сохранился паспорт или стерлись надписи на табличке?
Помогут практические измерения и счетчик электроэнергии:
- Необходимо полностью отключить все прочие источники потребления электроэнергии: освещение, электроприборы и т.д.
- В случае использования электронного счетчика, следует подключить двигатель под нагрузкой на 5-6 минут, на электронном дисплее отобразиться величина нагрузки в кВт.
Дисковый счетчик проводит измерения в кВт∙час. Следует записать последние показания и включить двигатель на 10 минут с точностью до секунды. После остановки электромашины, отнять из полученного значения записанные показания и умножить на 6. Полученное число и будет являться активной механической мощностью двигателя.
Для маломощных двигателей можно подсчитать количество оборотов диска счетчика, для каждого из которых указана, чему равна величина полных оборотов в единицах мощности. Несложные расчеты помогут определить искомую величину мощности.
При использовании этого метода важно правильно подобрать нагрузку, поскольку при ее недостаточности или перегрузке, определяемый показатель будет далек от номинальной мощности электродвигателя.
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго.
Когда выходная мощность двигателя является полезной характеристикой и как она рассчитывается?
Вы здесь: Домашняя страница / Часто задаваемые вопросы + основы / Когда выходная мощность двигателя является полезной характеристикой и как она рассчитывается?
Даниэль Коллинз Оставить комментарий
В приложениях по перемещению двигатели обычно выбираются на основе их характеристик крутящего момента и скорости с использованием кривой крутящий момент-скорость, которая описывает производительность двигателя в сочетании с приводом определенного типа.
и эксплуатируются в определенных условиях. Но двигатели также могут быть оценены или указаны по их выходной мощности. Здесь мы рассмотрим, как рассчитывается выходная мощность и когда эта характеристика полезна при выборе двигателя.
Взаимосвязь между работой и мощностью
Прежде чем обсуждать мощность, нам нужно определить работу…
Работа — это сила, приложенная на расстоянии , и выражается в джоулях (1 Дж = 1 Нм) или фунт-фут.
W = работа (Дж, фунт-фут)
F = сила (Н, фунт)
d = расстояние (м, фут)
6 со временем и выражается в ваттах (1 Вт = 1 Дж/с) или лошадиных силах (л.с.).
P = мощность (Вт, л.с.)
t = время (с)
Используя определение работы, мощность также может быть выражена через силу, расстояние и время.
Поскольку расстояние, деленное на время, равно скорости, мы можем выразить мощность через силу и скорость.
v = скорость (м/с, фут/с)
Но электродвигатели создают крутящий момент, а не силу, и они вращаются с угловой, а не с линейной скоростью. Таким образом, для приложений с электродвигателями выходная мощность находится путем умножения скорости вращения двигателя (угловой скорости) на его выходной крутящий момент при этой скорости.
T = крутящий момент (Нм, фунт-фут)
ω = угловая скорость (рад/с)
Обратите внимание, что угловая скорость выражается в радианах в секунду (рад/с). Если скорость двигателя указана в оборотах в минуту (об/мин), обязательно преобразуйте ее в правильные единицы рад/с.
Нм и фунт-фут: работа или крутящий момент?
Хотя работа и крутящий момент имеют одни и те же единицы измерения (например, Нм или фунт-фут), работа является скалярной величиной, то есть она имеет величину, но не направление. Крутящий момент, с другой стороны, является векторной величиной, что означает, что он имеет как величину, так и направление.
Вот почему крутящий момент может иметь отрицательное значение в зависимости от направления вращения, а работа может быть только положительной.
Когда в качестве характеристики двигателя используется мощность?
Поскольку номинальная мощность двигателя определяется его номинальной скоростью и крутящим моментом при этой скорости, двигатели, которые работают с постоянной скоростью и относительно постоянным крутящим моментом, такие как асинхронные двигатели переменного тока, часто используют выходную мощность в качестве ключевой характеристики.
Однако выходная мощность не очень полезная спецификация для серводвигателей или шаговых двигателей, поскольку они работают в широком диапазоне скоростей и значений выходного крутящего момента.
Поскольку серводвигатели и шаговые двигатели работают в широком диапазоне скоростей и крутящих моментов, выходная мощность не является очень полезной характеристикой.Изображение предоставлено Джорджем Эллисом, Elsevier.
– половина скорости холостого хода. Благодаря линейной кривой крутящий момент-скорость двигатель BLDC развивает максимальную выходную мощность примерно при 1/2 номинального крутящего момента и 1/2 номинальной скорости. Изображение предоставлено: Electrocraft
Единица лошадиных сил была введена в 1780-х годах Джеймсом Ваттом и Мэтью Боултоном, которые определили 1 лошадиную силу (л.с.) как 33 000 фут-фунтов/мин, что равно 44 742 Нм/мин или 746 Нм. /с. Поскольку 1 Нм/с = 1 Дж/с = 1 Вт, 1 л.с. = 746 Вт. Современные электродвигатели — замечательные устройства, но их производительность имеет пределы. Есть максимальное ускорение, максимальная скорость и максимальная мощность. Итак, давайте сначала посмотрим, что ограничивает ускорение двигателя. Мы преобразовали предыдущее уравнение в эту форму здесь, отношение крутящего момента двигателя к инерции двигателя. Очевидно, поскольку инерция находится в знаменателе, если мы увеличим инерцию, мы уменьшим ускорение. В этом случае я нарисовал очень простую прямоугольную призму для звена, инерция ее равна M умножить на R в квадрате. Квадрат R проблематичен, потому что это означает, что инерция очень быстро растет с размером звена. Итак, мы можем записать общую инерцию, которую испытывает двигатель, с точки зрения этих двух компонентов, инерции якоря двигателя, которая является постоянной, и инерции звена. И в этом простом случае инерция звена является константой. Но для настоящего робота инерция будет зависеть от конфигурации всех звеньев, прикрепленных к концу этого конкретного звена, а также от полезной нагрузки, удерживаемой последним звеном в цепи. Таким образом, инерция ссылки будет сильно варьироваться. Однако в реальном роботе между двигателем и звеном обычно находится редуктор, и это еще одно преимущество редуктора, потому что он позволяет мне написать выражение для инерции таким образом. Инерция звена уменьшена в G в квадрате. И для такого робота, как Puma, G — это число где-то между, скажем, 10 и 100. Таким образом, инерция связи будет значительно снижена. Это означает, что инерция, которую «увидит» система управления двигателем, определяется постоянной инерцией якоря двигателя. Изменение инерции из-за изменения конфигурации канала будет очень, очень небольшим. Если мы теперь рассмотрим числитель выражения вверху, мы знаем, что максимальный крутящий момент зависит от максимального тока. Максимально возможный ток зависит от усилителя мощности, который подает ток на двигатель. Если мы подадим на двигатель слишком большой ток, якорь и щетки перегреются и выйдут из строя. Также помните, что часть крутящего момента, создаваемого двигателем, используется для противодействия трению, а также для противодействия силе тяжести в двигателе. Таким образом, меньше его фактически доступно для ускорения. Здесь мы определили верхнюю границу максимального ускорения соединения робота. Переходя теперь к максимальной скорости, электрическая модель двигателя содержит генератор, круг является источником противо-ЭДС, и по мере того, как двигатель вращается все быстрее и быстрее, противо-ЭДС возрастает. А когда противо-ЭДС равна приложенному напряжению, в двигатель больше не может поступать ток. Он перестанет ускоряться, и это определит максимальную скорость двигателя, заданную уравнением, подобным этому. Электрическая мощность двигателя определяется как произведение приложенного напряжения и тока. Механическая мощность двигателя является произведением скорости и крутящего момента. Мы можем построить крутящий момент двигателя в зависимости от скорости двигателя, и на этой кривой есть еще две критические точки. Одна точка — это когда двигатель вообще не имеет нагрузки и крутится так быстро, как только может. Мы называем это скоростью без нагрузки. На другом конце линии двигатель заглох. На самом деле он не вращается, но создает крутящий момент, и мы называем это крутящим моментом. Пределы производительности электродвигателя
Инерция, которую испытывает двигатель, состоит из двух компонентов. Одним из таких компонентов является инерция якоря двигателя. Это вращающаяся часть электродвигателя, которую я обозначаю J sub m. Другая инерция, которую испытывает двигатель, связана с самой связью.
