Как определить мощность и обороты асинхронного электродвигателя по статорной обмотке. Подбор электродвигателя по параметрам существующего.

Возникла необходимость узнать мощность или частоту оборотов вала и другие параметры электродвигателя, но после внимательного осмотра на его корпусе не нашлось таблички (шылдика) с его наименованием и техническими параметрами. Придется определять самому, для этого есть несколько способов и мы их рассмотрим ниже.

Мощность электродвигателя представляет из себя скорость преобразования электрической энергии, ее принято определять в ваттах.

Чтоб осознать, как это работает, нам понадобится 2 величины: сила тока и напряжение. Сила тока — численность тока, которое проходит через поперечное сечение за некий отрезок времени, ее принято определять в амперах. Напряжение — значение, равная работе по перемещению заряда меж 2-мя точками цепи, ее принято определять в вольтах.

Для расчета мощности используется формула N = A/t, где:

N - мощность;

А - работа;

Часто электродвигатель поступает с завода с уже указанными техническими параметрами. Но заявленная мощность не всегда соответствует фактической, а скорее всего она может значить лишь максимальную мощность электропотока.

Так что если на вашем электроинструменте указана, например, мощность в 500 ват, это совсем не значит что инструмент будит потреблять точно 500 ват.

Электродвигатели производят стандартной дискретной мощности, линейки типа 1.5, 2.2, 4 кВт.

Опытный электрик может легко отличить 1.5 от 2.2 кВт всего лишь взглянув на его габариты. Помимо этого он сможет определить количество оборотов двигателя по размеру статора, количеству пар полюсов и диаметра вала.

Еще более опытным в этом деле окажется обмотчик, специалист который занимается перемоткой электродвигателей со 100%-ой уверенностью определит технические параметры вашего электродвигателя.

Если табличка с характеристиками двигателя потеряна для подсчета мощности двигателя нужно измерить силу тока на обмотках ротора и с помощью стандартной формулы найти потребляемую мощность электродвигателя.

Основные способы определения мощности двигателя

Определение мощности по току . Для этого подключаем двигатель в сеть и контролируем напряжение. Затем поочередно, в цепь каждой из обмоток статора включаем амперметр и замеряем потребляемый ток. После того как мы нашли суму потребляемых токов, полученное число необходимо умножить на фиксированное напряжение в результате получим число определяющее мощность электродвигателя в ваттах.

Определяем мощность по габаритам . Нужно измерить диаметр сердечника (с внутренней стороны) и его длину.

Умножаем синхронную частоту вращения вала на диаметр сердечника (в сантиметрах) полученную цифру умножаем на 3.14 затем разделяем на частоту сети умноженную на 120. Полученное значение мощности будит в киловаттах.

Замер по счетчику . Способ считается самым простым. Для этого, для чистоты эксперимента, отключаем все нагрузки в доме. Дальше необходимо включить двигатель на определенное время (например 10 минут) На щетчике будит видно разницу в киловаттах по ней уже легко можно высчитать сколько киловаттах потребляет двигатель. Удобней всего будит воспользоваться портативным электросчетчиком который показывает потребление в киловаттах (ваттах) в режиме реального времени.

Для определения реального показателя мощности, которую выдает двигатель, необходимо найти скорость валового вращения, измеряемую в числе оборотов за секунду, тяговое усилие двигателя.

Частота вращения умножается последовательно на 6,28, показатель силы и радиус вала, который можно вычислить при помощи штангенциркуля. Найденное значение мощности выражается в ваттах.

Определение мощности электродвигателя по диаметру вала. Использование электрических двигателей нашло свое применение не только в промышленности, но и в быту. Электродвигатель обладает множеством параметров, одними из важных которых, являются мощность и электрический ток при подключении двигателя. Эти параметры позволяют правильно подобрать диаметр проводки необходимой для электропитания двигателя, а также средства автоматической и релейной защиты. Как правильно определить мощность электродвигателя, а также как узнать ток, узнаем прямо сейчас.

Для того чтобы понять мощность двигателя, а также его ток, достаточно посмотреть его паспорт, в котором указаны все технические характеристики, или на специальную информационную табличку наклеенную производителем на электромотор во время его выпуска. Причем, на ней указывается активная мощность двигателя, потребляемая из электрической сети.

Вся потребляемая мощность складывается из и активной мощности, и мощности реактивной электромотора. Например, с помощью домашних электрических счетчиков можно рассчитать расходуемую активную электрическую энергию. А при эксплуатации электромоторов на промышленных предприятиях ведется контроль над электроэнергией реактивной.

В домашней обстановке определяем мощность электрического двигателя

Можно сделать через использование счетчика учета электроэнергии. Прежде чем приступить к измерению, надо выключить все электроприборы из сети, в том числе и освещение, а также оборудование, подключенное к электрощиту, т.е. все потребители электричества должны быть отключены.

Включаем электродвигатель и под нагрузкой даем ему поработать в течение пяти минут. Далее измерения зависят от модели прибора учета электроэнергии:

Если прибор учета электроэнергии электронный, то нагрузка определится в кВт, которая на данный момент подключена к нему;

Если прибор учета дисковой индукционной модели, учет у него ведется в Кв./ч, и для измерения мощности следует зафиксировать последние имеющиеся показатели счетчика и включить двигатель

Для его работы на десять минут. После его отключения надо найти разность показаний и результат умножить на шесть, полученное значение и выражает активная мощность электродвигателя.

Чтобы определить потребление электрического тока электромотором надо:

В однофазных электросетях, надо просто провести математические расчеты: имеющееся значение мощности электромотора разделить на известную величину напряжения;

В трехфазных двигателях, надо известную мощность в киловаттах просто умножить на два.

Включение любого электрического двигателя сопровождается возникновением пускового тока, величина которого зависит от модели электрического двигателя, вращательной скорости и других показателей. Пусковой электрический ток возникает для того, чтобы столкнуть ротор для его раскрутки.

В момент раскрутки появляется индуктивное сопротивление, что приводит к уменьшению значения тока. Скачки энергии влияют на работу других электроприборов, которые питаются от одной линии, могут способствовать нарушению работоспособност и электроники. Снижение пускового тока достигается с помощью специального оборудования. Таким образом, определяется мощность электродвигателя, и узнают его ток.

Кроме того, использование специальных устройств при запуске электродвигателе й способствует долгой их эксплуатации.

Очень часто возникают ситуации, когда на имеющемся производственном оборудовании, изготовленном 20 - 30 лет назад, выходят из строя электродвигатели и для их замены нужно подобрать аналог. Вариантов поломки множество: это может быть выход из строя обмотки в результате нагрева при длительной перегрузке электродвигателя, а также естественного старения изоляции обмоточного провода; механический износ конца вала; полная поломка вала в результате резких ударных нагрузок или чрезмерной радиальной нагрузки; поломка лап станины; поломка лопастей осевого вентилятора или ребер на станине улучшающих теплоотдачу.

Так как основными приводными механизмами производственного оборудования являются трехфазные асинхронные двигатели, то мы и разберем именно тот случай, при котором нужно подобрать аналог асинхронному электродвигателю, вышедшему из строя.

Представим следующую ситуацию. Имеется группа из трех насосов, работающих на откачку воды из бака для слива оборотной воды. Вода применяется в цикле охлаждения технологического оборудования, простои которого не допустимы. На все насосы установлены электродвигатели отечественного производства серии АО2. Данная серия электродвигателей разработана в конце пятидесятых годов прошлого века и давно снята с производства.

Режим работы насосов таков. Один насос включен в работу постоянно, второй включается кратковременно в случае, если первый не справляется с возложенной на него задачей и происходит перелив воды в баке. Третий насос резервный.

Прежде всего, обращаем внимание на то, что электродвигатели, выпускаемые данным предприятием, изготавливаются в соответствии двум стандартам, это - DIN и ГОСТ. DIN (Deutsches Institut für Normung) - Немецкий национальный стандарт, который используется практически во всей Европе. ГОСТ - государственный стандарт бывшего СССР, а теперь межгосударственный России и стран СНГ. Смотрим электродвигатели обоих стандартов.

Начинать лучше с просмотра габаритных и присоединительных размеров. На странице 44 находим таблицу с размерами для электродвигателей по DIN в конструктивном исполнении IM1001.

В первую очередь нас интересуют размеры конца вала, то есть его диаметр и длина. Ищем значение d 1 = 60 мм и l 1 = 140 мм, для числа полюсов - 4. Находим соответствующие этим значениям типы электродвигателей RA225S и RA225M (рисунок 2) с высотой оси вращения вала h = 225 мм.

Высота оси вращения, при той же мощности, на всех современных электродвигателях, ниже, чем у изготавливаемых ранее. Связано это с использованием производителями более лучших, с технической точки зрения, электротехнических материалов. Поэтому они становятся более компактными и легкими.
Расшифруем обозначение типа электродвигателя, к примеру - RA225S4У3:
- RA - серия электродвигателей. Данная серия имеет 15 типоразмеров;
- 225 - высота оси вращения вала;
- S - установочный размер по длине станины (условная длина статора);
- 4 - число полюсов;
- У - климатическое исполнение;
- 3 - категория размещения.

Рисунок 2. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии RA, страница 44

Вылет вала у того и другого электродвигателя - l 31 = 149 мм; расстояние между крепежными отверстиями по ширине станины - b 10 = 356 мм. Расстояние между крепежными отверстиями по длине станины для электродвигателя RA225S - l 10 = 286 мм; для электродвигателя RA225M - l 10 = 311 мм. Из всех размеров совпал только один, это расстояние по длине станины между крепежными отверстиями для электродвигателя RA225M - l 10 = 311 мм. Но это не существенный аргумент, так как в любом случае при установке придется сверлить новые отверстия в постели, в связи с меньшим вылетом конца вала.

Проверим размеры электродвигателя следующего габарита RA250M (рисунок 2):
- высота оси вращения - h = 250 мм;
- диаметр конца вала - d 1 = 65 мм;
- длина конца вала - l 1 = 140 мм;
b 10 = 406 мм;
l 10 = 349 мм;
- вылет конца вала - l 31 = 168 мм.

Вывод. Для установки и подгонки на место электродвигателя RA225S и RA225M придется изготовить из листового металла переходную постель. Для установки электродвигателя RA250M нужно будет расточить отверстие под диаметр вала 65 мм и шпоночный паз этого отверстия. В том и другом случае необходимо разметить и высверлить новые крепежные отверстия в существующей постели.

Переходим на страницу 45 - 46 с размерами электродвигателей по ГОСТ.

Точно также находим наиболее подходящие типы электродвигателей и выписываем для сравнения, интересующие нас размеры.

Электродвигатель А200L (рисунок 3) имеет следующие размеры:
- высота оси вращения - h = 200 мм;
- диаметр конца вала - d 1 = 60 мм;
- длина конца вала - l 1 = 140 мм;
- расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями - b 10 = 318 мм;
- расстояние по длине станины между крепежными отверстиями - l 10 = 305 мм;
- вылет конца вала - l 31 = 133 мм.

Рисунок 3. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии А, страница 45

Электродвигатель А225M (рисунок 3):
- высота оси вращения - h = 225 мм;
- диаметр конца вала - d 1 = 65 мм;
- длина конца вала - l 1 = 140 мм;
- расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями - b 10 = 356 мм;
- расстояние по длине станины между крепежными отверстиями - l 10 = 311 мм;
- вылет конца вала - l 31 = 149 мм.

Рисунок 4. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии А, страница 46

Электродвигатель А250S (рисунок 4):
- высота оси вращения - h = 250 мм;
- диаметр конца вала - d 1 = 75 мм;
- длина конца вала - l 1 = 140 мм;
- расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями - b 10 = 406 мм;
- расстояние по длине станины между крепежными отверстиями - l 10 = 311 мм;
- вылет конца вала - l 31 = 168 мм.

Для удобства сравнения полученные результаты сведем в таблицу.

Сравнивая полученные результаты, сделать сразу конкретный вывод о применении того или иного двигателя невозможно, поскольку все зависит от возможности его установки. Нужно принимать во внимание внешние габариты пространства, в котором он будет установлен, войдет он туда или нет. Возможно, ли просверлить новые крепежные отверстия в существующей постели. Получится ли расточить отверстие существующей полумуфты для ее дальнейшего использования или нужно изготовить новую, и так далее.

Если есть возможность изготовить новую постель, то лучше применить двигатель с меньшей высотой оси вращения вала, поскольку, устанавливая электродвигатель с равной высотой вращения, приходится переплачивать за лишнюю мощность. К примеру, стоимость электродвигателя A200L4, мощностью 45 кВт, ниже более чем в 1,5 раза, стоимости электродвигателя A250S4, мощностью 75 кВт.

В данном случае будем полагать, что никаких препятствий для установки двигателей у нас нет. Тогда наиболее подходящим для замены будет электродвигатель RA225M4. Посмотрим его энергетические характеристики. Для этого перейдем на страницу 16. Находим строку с этим типом электродвигателя и видим:
- тип двигателя - RA225M4;
- номинальная вращения, n - 1465 об/мин;
- номинальная мощность, P ном - 45 кВт;
- коэффициент полезного действия, η - 92,5%;
- коэффициент мощности, cos φ - 0,87
- номинальный ток при напряжении 380 В, I ном - 86 А.

Не пугайтесь этих цифр, ведь в таблице указана мощность при двигателя, то есть при его 100% загрузке. А так как нагружен наш новый двигатель будет на -

то и потребляемый в номинальном режиме ток составит:

Возможно, вам даже не придется перенастраивать аппараты защиты электродвигателя.

Что касается климатического исполнения и категории размещения то их нужно принять точно такие, как и у вышедшего из строя двигателя (У3). Тогда тип электродвигателя будет выглядеть так RA225M4У3.

Автор статьи: Евгений Живоглядов.

У всех электродвигателей на корпусе есть табличка, на которой указываются его электрические характеристики. Именно об основных параметрах электродвигателей мы расскажем в этой статье.

Параметры электродвигателя: таблица

Но иногда табличка отсутствует, либо прочесть ее невозможно. При эксплуатации двигатель неоднократно окрашивают, нередко – вместе с табличкой. Поэтому приходится определять его параметры методом измерений.

Параметры электродвигателя №1: мощность

В паспортных данных указывается номинальная активная мощность, потребляемая из сети при номинальной нагрузке на валу. Для производства измерений нужно нагрузить электродвигатель, испытывая его со штатной нагрузкой (в составе устройства, для привода которого он предназначен).

Для измерений можно использовать электросчетчик. Для этого нужно подключить электродвигатель в качестве единственной нагрузки на счетчик на время, засекаемое по секундомеру.

Для удобства расчетов двигатель подключается на время, равное 10 минутам. До подключения и через 10 минут со счетчика снимаются показания. Разность показаний в кВт∙ч, поделенная на 60/10=6, и будет равна мощности электродвигателя в киловаттах.

Некоторые электронные счетчики имеют функцию измерения мгновенной мощности, при этом задача упрощается. Нужно при работающем двигателе зайти в меню измерений счетчика и найти в нем искомое значение.

Параметры электродвигателя №2: потребляемый ток

Для измерения тока, потребляемого электродвигателем, используются токоизмерительные клещи , измеряющие ток в цепи без ее разрыва.

При использовании мультиметра () или амперметра нужно заранее убедиться в том, что ожидаемое значение измеряемого параметра лежит в диапазоне измерений. Прибор подключается последовательно с электродвигателем или с одной из обмоток трех фаз. И не стоит забывать о пусковом токе , перед запуском прибор нужно надежно закоротить , чтобы он не сгорел.

Можно воспользоваться и электронным счетчиком с функцией измерения токов.

Если потребляемая мощность уже известна, ток можно подсчитать. Для однофазного двигателя :

Для трехфазного :

Если измерения производятся без нагрузки, то получится ток холостого хода . Подсчитать номинальный ток не представляется возможным, так как ток холостого хода не нормируется и составляет 20-40% от номинального. В этом случае для подсчета токов холостого хода трехфазных асинхронных электродвигателей используются данные таблицы.

Параметры электродвигателя №3: тип соединения обмоток

Это очень важный параметр трехфазного электродвигателя. Все шесть выводов начал и концов обмоток выведены в барно двигателя. Подключить их можно либо в звезду, либо в треугольник.

Рядом с символами «треугольник/звезда» на табличке указывается номинальное напряжение – «220/380 В» . Это означает, что при включении в сеть трехфазного тока напряжением 380 В обмотки двигателя нужно соединить в звезду. Ошибка в соединении приведет к выходу электродвигателя из строя.

Номинальный ток также указывается через дробь. В описанном случае необходимо значение, указанное в знаменателе.

Пусковой ток электродвигателя

В момент запуска вал электродвигателя неподвижен. Чтобы его раскрутить, нужно усилие, превышающее номинальное. Поэтому и ток при пуске превышает номинальный. При раскручивании вала ток плавно уменьшается.

Пусковые токи мешают работе электрооборудования, вызывая резкие провалы напряжения. При запуске мощных агрегатов могут даже отпадать пускатели других электродвигателей, гаснуть лампы ДРЛ.

Электрические двигатели сегодня используются в различных технических средствах и оборудовании, потому многих пользователей интересует, как определить мощность и ток электродвигателя? Производители двигателей оснащают свои товары специальными таблицами, устанавливаемыми на корпусах устройств. Эти таблички содержат в себе исчерпывающую информацию о технических характеристиках устройства: марка, номинальный рабочий ток, мощность, частота вращения, КПД, тип двигателя и т.д. Все эти данные содержатся также в технической документации на электродвигатели.

Из всех характеристик двигателей, для пользователей наибольшее значение имеют потребляемый ток и мощность. Эти данные позволяют определить сечение и пропускную способность электрических кабелей, которые необходимо использовать для подключения оборудования, выбрать подходящие по номиналам устройства безопасности – УЗО и автомат.

Несмотря на то, что в большинстве случаев с поиском технических характеристик двигателей не возникает никаких проблем, иногда техническая документация и таблички на устройствах отсутствуют. Подобные проблемы вынуждают пользователей искать другие варианты определения мощности, тока и других параметров работы электродвигателя.

Методика определения мощности электродвигателя

Существуют различные формулы расчета, позволяющие определить точную мощность электродвигателя. Для использования некоторых формул пользователю придется измерить размеры статора двигателя, для других формул – нужно знать величину тока или КПД двигателя. Многие специалисты используют эти формулы на практике, но существует и гораздо более простая, удобная методика определения мощности двигателя – практические измерения. С помощью установленного счетчика потребления электрической энергии в бытовой электросети можно узнать мощность любого оборудования.

Для проведения таких измерений нужно будет отключить от питания все бытовые электрические устройства, чтобы ни один прибор не потреблял электрическую энергию и счетчик «не крутился». Освещение также необходимо отключить, так как даже одна включенная лампочка может навредить испытаниям.

Особенности определения мощности зависят от того, какой именно счетчик потребления электроэнергии у вас установлен. Если на вводе электричества на объект установлен счетчик «Меркурий», достаточно просто включить электродвигатель на полной мощности на 3-5 минут. В процессе работы двигателя счетчик будет показывать величину нагрузки, измеряемую в кВт.

Провести такие измерения можно и с помощью стандартного индукционного счетчика потребления, но нужно помнить, что такие устройства ведут учет в Квт/ч. Итак, сначала нужно записать точные показателя счетчика до начала исследования, затем нужно включить двигатель ровно на 10 минут, не допуская никаких погрешностей. Лучше всего засекать время с помощью секундомера, позволяющего вовремя включить и выключить двигатель. После выключения двигателя нужно снять показания с индукционного счетчика, отнять из показаний записанную перед измерениями величину. Теперь показатели умножаем на 6. Полученные в ходе этих простых измерений и вычислений результаты будут точно отображать активную мощность двигателя в кВт.

Сложнее определить технические характеристики маломощных двигателей, но и их мощность можно рассчитать, хотя это потребует больших усилий. Легче всего определить мощность двигателя путем подсчета полных оборотов диска за единицу времени. К примеру, на счетчике указано, что 1200 оборотов равняется 1 кВт/ч. Если в течение одной минуты счетчик сделает 10 оборотов, то в этом случае 10 нужно умножить на 60 (число минут в часе) и получаем 600 оборотов в час. Делим 1200 на 600 и получаем мощность электродвигателя. Важно отметить, что на точность напрямую влияет продолжительность измерений. Чем дольше измерять показания, тем точнее можно определить мощность двигателя.

Методика определения тока электродвигателя

Для эксплуатации электродвигателя пользователю требуются различные параметры его работы. Второй по важности характеристикой такого устройства является величина потребляемого тока. Методика расчета тока зависит от числа фаз в двигателе и величине потребляемого напряжения. Проще всего рассчитать величину тока для трехфазных двигателей, подключаемых от электрических сетей напряжением 380 В. Величина потребляемого тока для таких устройств равняется умноженной на 2 мощности. К примеру, трехфазный двигатель мощностью 2 кВт умножаем на 2 и получаем потребляемый ток двигателя, равный 4 Ампер.

Величина тока электродвигателя в момент времени может зависеть от вида запуска. Зависимость величины тока от вида запуска представлена на графике ниже.

Это точная формула, однако, требующая определенных дополнений. Обязательно нужно учитывать, что результат таких расчетов – это величина потребляемого тока при номинальной нагрузке . Двигатель на холостом ходу будет иметь куда меньшую величину потребляемого тока.

Для расчета тока трехфазного асинхронного двигателя можно также использовать формулу:

Iн = 1000 Pн / √3 * (ηн * Uн * cosφн),

В этой формуле:

• Pн – номинальная мощность;
• Uн – номинальное напряжение;
• Ηн – номинальный КПД;
• Cosφн – номинальный коэффициент мощности.

Потребляемый ток однофазными двигателями рассчитывается по другой формуле. В этом случае для определения тока пользователю нужно будет разделить мощность двигателя на напряжение в электросети. Уровень напряжения в месте подключения двигателя необходимо измерить перед проведением расчетов, так как уровень напряжения при включенном устройстве в месте ввода будет снижаться.

Таким образом, если мощность мотора равняется 2 кВт или 2000 Вт, а напряжение в сети равняется 220 В, то 2000 следует разделить на 220. Получаем величину в 9 А, которая и принимается за величину потребляемого тока электродвигателем.