Arskama.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Частота оборотов двигателя это

Частота вращения: формула

При проектировании оборудования необходимо знать число оборотов электродвигателя. Для расчёта частоты вращения есть специальные формулы, различные для двигателей переменного и постоянного напряжения.

Синхронные и асинхронные электромашины

Двигатели переменного напряжения есть трёх типов: синхронные, угловая скорость ротора которых совпадает с угловой частотой магнитного поля статора; асинхронные – в них вращение ротора отстаёт от вращения поля; коллекторные, конструкция и принцип действия которых аналогичны двигателям постоянного напряжения.

Синхронная скорость

Скорость вращения электромашины переменного тока зависит от угловой частоты магнитного поля статора. Эта скорость называется синхронной. В синхронных двигателях вал вращается с той же быстротой, что является преимуществом этих электромашин.

Для этого в роторе машин большой мощности есть обмотка, на которую подаётся постоянное напряжение, создающее магнитное поле. В устройствах малой мощности в ротор вставлены постоянные магниты, или есть явно выраженные полюса.

Скольжение

В асинхронных машинах число оборотов вала меньше синхронной угловой частоты. Эта разница называется скольжение «S». Благодаря скольжению в роторе наводится электрический ток, и вал вращается. Чем больше S, тем выше вращающий момент и меньше скорость. Однако при превышении скольжения выше определённой величины электродвигатель останавливается, начинает перегреваться и может выйти из строя. Частота вращения таких устройств рассчитывается по формуле на рисунке ниже, где:

  • n – число оборотов в минуту,
  • f – частота сети,
  • p – число пар полюсов,
  • s – скольжение.

Формула расчёта скорости асинхронного двигателя

Такие устройства есть двух типов:

  • С короткозамкнутым ротором. Обмотка в нём отливается из алюминия в процессе изготовления;
  • С фазным ротором. Обмотки выполнены из провода и подключаются к дополнительным сопротивлениям.

Регулировка частоты вращения

В процессе работы появляется необходимость регулировки числа оборотов электрических машин. Она осуществляется тремя способами:

  • Увеличение добавочного сопротивления в цепи ротора электродвигателей с фазным ротором. При необходимости сильно понизить обороты допускается подключение не трёх, а двух сопротивлений;
  • Подключение дополнительных сопротивлений в цепи статора. Применяется для запуска электрических машин большой мощности и для регулировки скорости маленьких электродвигателей. Например, число оборотов настольного вентилятора можно уменьшить, включив последовательно с ним лампу накаливания или конденсатор. Такой же результат даёт уменьшение питающего напряжения;
  • Изменение частоты сети. Подходит для синхронных и асинхронных двигателей.

Внимание! Скорость вращения коллекторных электродвигателей, работающих от сети переменного тока, не зависит от частоты сети.

Двигатели постоянного тока

Кроме машин переменного напряжения есть электродвигатели, подключающиеся к сети постоянного тока. Число оборотов таких устройств рассчитывается по совершенно другим формулам.

Номинальная скорость вращения

Число оборотов аппарата постоянного тока рассчитывается по формуле на рисунке ниже, где:

  • n – число оборотов в минуту,
  • U – напряжение сети,
  • Rя и Iя – сопротивление и ток якоря,
  • Ce – константа двигателя (зависит от типа электромашины),
  • Ф – магнитное поле статора.

Эти данные соответствуют номинальным значениям параметров электромашины, напряжению на обмотке возбуждения и якоре или вращательному моменту на валу двигателя. Их изменение позволяет регулировать частоту вращения. Определить магнитный поток в реальном двигателе очень сложно, поэтому для расчетов пользуются силой тока, протекающего через обмотку возбуждения или напряжения на якоре.

Формула расчёта числа оборотов двигателя постоянного тока

Число оборотов коллекторных электродвигателей переменного тока можно найти по той же формуле.

Регулировка скорости

Регулировка скорости электродвигателя, работающего от сети постоянного тока, возможна в широких пределах. Она возможна в двух диапазонах:

  1. Вверх от номинальной. Для этого уменьшается магнитный поток при помощи добавочных сопротивлений или регулятора напряжения;
  2. Вниз от номинальной. Для этого необходимо уменьшить напряжение на якоре электромотора или включить последовательно с ним сопротивление. Кроме снижения числа оборотов это делается при запуске электродвигателя.
Читать еще:  Двигатели с плавным пуском принцип работы

Знание того, по каким формулам вычисляется скорость вращения электродвигателя, необходимо при проектировании и наладке оборудования.

Видео

График мощности и крутящего момента

На написание данной статьи подвигла частая путаница между такими понятиями как мощность и крутящий момент.

График мощности и крутящего момента — о чем он говорит?

Пример графика мощности и крутящего момента, полученный со стенда для испытания двигателей PowerTest.

Где

  • ω — угловая скорость вращения вала
  • M — крутящий момент
  • π — число

3.1416

  • n — частота вращения, измеряемая в оборотах в единицу времени (в данном случае одна минута).
  • Важно отметить что мощность в этой формуле получается в ваттах, для получения результата в лошадиных силах мощность в кВт необходимо умножить на коэффициент 0,735499.

    КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ (TORQUE) — это произведение силы в Н, которая приложена к валу не напрямую, а через рычаг (плечо) длиной 1 м, прикрепленный к валу (точка измерения крутящего момента), отсюда и единица измерения Н*м. При такой нагрузке происходит деформация вала ,только не изгиб, который был бы при нулевой длине плеча, а скручивание, при котором отдельные сечения вала не повторяют друг друга, а оказываются повернутыми друг относительно друга на определённые углы, тем большие, чем больше приложенная сила, или чем больше рычаг при одной и той же силе. По этой причине момент называют крутящим. Не следует ожидать, что вы увидите эту закрутку стального вала диаметром, например, 20 мм, нанеся перед нагрузкой на поверхность вала линии, параллельные его оси. Величина закрутки будет в реальности настолько мала, что её непросто измерить даже с помощью специальных приборов, измерителей крутящего момента.

    ОБОРОТЫ (RPM — Revolutions Per Minute) — здесь все еще проще, это число оборотов, которое совершает ВАЛ за одну минуту. Измеряется в об/мин.

    Часто кажется, что люди не вполне понимают разницу между МОЩНОСТЬЮ и МОМЕНТОМ, тем более, последние связаны друг с другом через еще один ключевой параметр, как на стенде испытаний двигателя, так и в условиях реальной эксплуатации. Это угловая скорость вращения вала.

    Например к нам часто приходят запросы «Нам нужно измерить параметры двигателя мощностью 200л.с.» или «какой гидротормоз вы посоветуете на 140 кВт?»

    Ответить на этот вопрос можно, но это не гарантирует что заказчик получит желаемый результат. Потому что в вопросе отсутствует информация о скоростных режимах испытываемого на стенде двигателя.

    Почему это важно?

    При выборе нагружающего устройства это критически важно, так как одну и ту же мощность двигатель может выдавать на стенде как при 1500 об/мин (дизельный двигатель), так и на 20 000 об/мин (двигатель гоночного мотоцикла). Для каждого типа двигателя необходимо подбирать соответствующее нагружающее устройство. А иногда даже не одно, а тандем из двух, первое из которых работает при низких оборотах, а второе при высоких. Если речь идет об испытаниях вновь создаваемых двигателей с широким скоростным диапазоном вращения вала.

    Что это означает на практике?

    Если отойти от теории, то график мощности и крутящего момента — это основные характеристики двигателя. Когда вы въезжаете на своем автомобиле в горку и пытаетесь поддерживать одну и ту же скорость, вам приходится сильнее нажимать на педаль газа. Многим при этом кажется, что мощность останется та же, т.к. скорость не меняется. Но это не так!

    При движении в горку двигатель выдает большую мощность при тех же оборотах.
    (при неизменной передаче). Это легко проверить, взглянув на текущий расход топлива.

    Также это объясняет, зачем двигателю нужна коробка передач, ведь для эффективного разгона и преодоления подъёмов нам необходимо поддерживать обороты в диапазоне максимальной мощности двигателя.

    А вот электромобили обходятся без нее. Кривая крутящего момента и мощности у электродвигателя намного более линейна, и к тому же электродвигатель выдает куда большую мощность на низких оборотах.

    Зачем измерять мощность и крутящий момент?

    Во-первых это необходимая процедура при разработке и сертификации любого нового двигателя.

    Во-вторых эти данные помогут при дальнейшей настройке и доработке двигателя, чтобы добиться наилучших эксплуатационных характеристик.

    В третьих кривая мощности и крутящего момента, если её сравнить с паспортной — это прямой показатель технического состояния любого двигателя.

    Графики мощности дизельного двигателя до ремонта и после ремонта, полученные с испытательного стенда на базе гидротормоза, который можно приобрести в нашей компании.

    Продукты

    Низковольтные электродвигатели

    Концерн «Русэлпром» изготавливает низковольтные асинхронные электродвигатели общепромышленного применения по стандартам ГОСТ Р и CENELEC, а также двигатели взрывозащищенного исполнения и специального назначения. Каждая серия электродвигателей представляет собой широкую номенклатуру исполнений по мощности, частоте вращения, питающему напряжению и конструкции. Современный технический уровень и высокое качество используемых материалов и комплектующих гарантируют эффективность, надежность, безопасность, и удобство эксплуатации. Подробнее >>

    Основные характеристики двигателей в базовом исполнении:

    • Мощность, кВт: 1,9 — 1600
    • Частота вращения, об/мин: 3000 — 176,5
    • Напряжение питания переменного тока, В: 220, 380, 660, 1140 и другие, в том числе нестандартные
    • Габарит (в.о.в.), мм: 132 — 710
    • Степень защиты от внешних воздействий: IP54, IP55
    • Модели
    • Преимущества
    • Описание

    220/380; 380; 380/660

    220/380; 380; 380/660

    220/380; 380; 380/660

    220/380; 380; 380/660

    220/380; 380; 380/660

    220/380; 380; 380/660

    Наши конкурентные преимущества:

    • концерн разрабатывает и изготавливает электрические машины по индивидуальным заказам без увеличения сроков изготовления
    • более высокий КПД относительно продукции иных производителей России и стран СНГ
    • изготовление электродвигателей с промежуточной нестандартной мощностью, что сокращает издержки без потери качества и гарантийного срока
    • показатель уровня обслуживания покупателей 95%
    • изготовление электродвигателей под вашей торговой маркой
    • условия оплаты и поставки с учетом особенностей склада на вашей территории
    • процедура trade in, которая распространяется не только на двигатели, но и на агрегаты

    При заказе вы можете выбрать:

    • изготовление сертифицированных двигателей для работы в составе частотно-регулируемого привода
    • подшипники различных производителей – SKF, FAG или отечественные. При необходимости в двигателе могут устанавливаться токоизолированные подшипники
    • смазку различных производителей. Унификация еще на этапе поставки смазки с принятой на предприятии эксплуатации позволяет запускать в эксплуатацию двигатель без замены смазки и требующейся при этом промывки подшипник
    • необходимую конфигурацию мест под датчики вибрации. Наиболее частыми являются заказы двигателей с местами под датчики вибрации и датчики ударных испульсов SPM, SLD. При заказе нами предлагается удобная графическая схема выбора осей измерения вибрации. Для установки уровней вибрации «Предупреждение» и «Отключение» рекомендуется использовать нормы, установленные ГОСТ Р ИСО 10816-3
    • диаметр кабельного ввода силовой коробки выводов
    • овальные установочные размеры в лапах
    • необходимый цвет двигателя или поставку в загрунтованном виде
    • протокол приемо-сдаточных испытаний

    Номинальная частота вращения двигателя

    3.5. Номинальная частота вращения двигателя — частота вращения коленчатого вала (об/мин), при которой согласно документации изготовителя двигатель должен развивать номинальную мощность.

    Смотри также родственные термины:

    3.4 номинальная частота вращения двигателя S (rated engine speed): Частота вращения коленчатого вала (число оборотов в минуту), при которой двигатель развивает максимальную полезную мощность, установленную производителем.

    Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

    • номинальная частота вращения генератора
    • номинальная частота вращения двигателя S

    Смотреть что такое «Номинальная частота вращения двигателя» в других словарях:

    номинальная частота вращения двигателя S — 3.4 номинальная частота вращения двигателя S (rated engine speed): Частота вращения коленчатого вала (число оборотов в минуту), при которой двигатель развивает максимальную полезную мощность, установленную производителем. Источник: ГОСТ ИС … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    номинальная частота вращения двигателя в минуту — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN rated engine speed … Справочник технического переводчика

    номинальная частота вращения — 3.14 номинальная частота вращения: Установленная предприятием изготовителем частота вращения, при которой достигается номинальная мощность. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    номинальная частота вращения коленчатого вала — номинальная частота вращения коленчатого вала: Расчетное значение частоты вращения коленчатого вала. Источник: ГОСТ 30419 96: Устройства воздухообеспечения тормозного оборудования. Компрессоры. Общие требования безопасности … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    номинальная частота вращения вала — Частота вращения выходного вала газотурбинного двигателя, при которой определены его расчетные показатели. [ГОСТ Р 51852 2001] Тематики установки газотурбинные EN rated speed … Справочник технического переводчика

    Номинальная частота вращения коленчатого вала (ротора) двигателя — По ГОСТ 14846 Источник: ГОСТ 20306 90: Автотранспортные средства. Топливная экономичность. Методы испытаний … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    номинальная частота вращения вала — 39. номинальная частота вращения вала: Частота вращения выходного вала газотурбинного двигателя, при которой определены его расчетные показатели. Источник: ГОСТ Р 51852 2001: Установки газотурбинные. Термины и определения оригинал документа См … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    номинальная частота вращения синхронного генератора — 3.1.5.1 номинальная частота вращения синхронного генератора (rated speed of synchronous generator rotation): Частота вращения nr, G, определяемая по формуле где fr номинальная частота, Гц; p число пар полюсов. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    номинальная частота вращения асинхронного генератора — 3.1.5.2 номинальная частота вращения асинхронного генератора (rated speed of asynchronous generator rotation): Частота вращения nr,G, определяемая по формуле где sr,G расчетное значение скольжения асинхронного генератора (rated slip of… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    номинальная частота вращения генератора — 3.1.5 номинальная частота вращения генератора (rated speed of generator rotation); nr, G: Частота вращения, необходимая для генерирования напряжения номинальной частоты. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector