Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое потребляемая мощность асинхронного двигателя

Что такое потребляемая мощность асинхронного двигателя

Группа: Участники форума
Сообщений: 63
Регистрация: 16.10.2007
Из: Беларусская ССР
Пользователь №: 12060

Необходимо измерить потребляемую мощность асинхронного электродвигателя, который приводит в действие центробежный насос. Номинальная мощность 45кВт, напряжение 380В.
Вопрос состоит в том как и чем это можно сделать на работающем двигателе, если он не оборудован амперметром. Вмешиваться в его работу нельзя (т.е. в цепь устанавливать какой-нибудь прибор). Может существуют какие-нибудь устройства, которые измеряют потребляемую мощность так же как вольтметр напряжение?

Второй вопрос. На более маленьком двигателе подсоединил тестер на одну из фаз. Тестер прежде чем сгореть успел показать силу тока 2,7А. По какой формуле посчитать потребляемую мощность. Учебники пробовал читать — формул много, а какая из них мне подходит не знаю. Может эта:
P=3^(1/2)*U*I*КПД
В моем случае I=2,7 или I=3*2,7 поскольку фаз три.

Еще вопрос. Реактивная мощность учитывается при расчете затрат электроэнергии? (Нужно сделать технико-экономические расчеты замены имеющегося оборудования на новое.)

Сообщение отредактировал КиД — 4.1.2008, 19:57

Группа: Участники форума
Сообщений: 20234
Регистрация: 8.8.2007
Из: Vilnius
Пользователь №: 10542

Группа: Участники форума
Сообщений: 2379
Регистрация: 12.7.2006
Из: г.Харьков
Пользователь №: 3382

Измерениями «на скорую руку» не отделаетесь.
В любом случае необходимо учитывать сдвиг фаз, а для этого либо включать в цепь трансформатор тока или использовать «умные» токовые клещи с цифровым выходом и такой же умный измерительный прибор, который покажет и угол, а может заодно и мощность.
Реактивная мощность при расчете электрических сетей учитывается для выбора сечения проводников, и для того чтобы знать сколько придется платить энергетикам (ну или какой ставить компенсатор реактивной мощности).
Если подоплекой данных измерений является попытка применить двигатель меньшей мощности, то надо очень внимательно проверить момент (и особенно пусковой момент) на валу двигателя.

Сообщение отредактировал Сергей В. — 4.1.2008, 17:34

Группа: Участники форума
Сообщений: 20234
Регистрация: 8.8.2007
Из: Vilnius
Пользователь №: 10542

Группа: Участники форума
Сообщений: 63
Регистрация: 16.10.2007
Из: Беларусская ССР
Пользователь №: 12060

Я далеко не электрик и от этого часто страдаю. Я специалист по насосам. В нашей области незаслужено ни какого внимания не уделяется электроприводу.
Спасибо всем за советы. Поищу что такое токоизмерительные клещи в поисковой системе.

Еще вопрос. Если двигатель работает с током переменной частоты (пустим 30 Гц) что делать?

Сообщение отредактировал КиД — 4.1.2008, 19:46

Я далеко не электрик и от этого часто страдаю. Я специалист по насосам. В нашей области незаслужено ни какого внимания не уделяется электроприводу.
Спасибо всем за советы. Поищу что такое токоизмерительные клещи в поисковой системе.

Еще вопрос. Если двигатель работает с током переменной частоты (пустим 30 Гц) что делать?

Клещи надо смотреть в любом магазине для электриков. от 600 руб до много денег. в зависимости от наворотов. это просто тестер с токоизмеряющими клещами.

если двигатель работает от частотника — клещи могут нагло врать. но частотник (если он, конечно, более-менее приличный. ) сам имеет возможность показать все характеристики двигателя.

Группа: Участники форума
Сообщений: 20234
Регистрация: 8.8.2007
Из: Vilnius
Пользователь №: 10542

Группа: Участники форума
Сообщений: 180
Регистрация: 1.8.2006
Из: Краснодар
Пользователь №: 3556

Группа: Участники форума
Сообщений: 63
Регистрация: 16.10.2007
Из: Беларусская ССР
Пользователь №: 12060

зюс нужно измерить полную мощность. Теперь понял что счетчик определяет только активную мощность (да и счетчик устанавливать у нас ни кто не станет — есть общий на все производство).
Косинус фи по паспорту брать не получится — при частотном регулировании этот косинус сильно падает (хотелось бы как-то определить на сколько). С частотником работает только один из насосов. Остальные без. К стати на частотнике есть указания по силе тока, и мощности но в паспорте не указано это активная или полная.
Коэффициент загрузки насоса — 0,7-0,8 это наверно теоретически. На деле насос работает с подачей в два раза больше допустимой. По идее двигатель должен был сгореть. Но видимо из-за прерывистой работы не успевает перегреться (4 мин. работает, 10 мин простаивает).

Сообщение отредактировал КиД — 8.1.2008, 13:55

Группа: Участники форума
Сообщений: 61
Регистрация: 4.7.2007
Из: санкт-петербург
Пользователь №: 9838

Группа: Участники форума
Сообщений: 63
Регистрация: 16.10.2007
Из: Беларусская ССР
Пользователь №: 12060

Защита наверняка есть.

Дело в следующем. Насосы работают явно в не рабочей зоне (подача примерно в два раза более допустимой). Двигатель к насосу должен стоять на 37 кВт — стоит на 45 кВт. От того и не сгорает. — Очевидно что ситуация не в какие ворота не лезет.

Читать еще:  Что такое thp двигатель у ситроен

Мне необходимо обосновать с точки зрения энергосбережения необходимость замены имеющегося оборудования на менее энергоемкое (так звучит в тех. задании). Поэтому мене необходимо сравнить энергозатраты на данный момент и как это будет после реконструкции. Как это будет с новым оборудованием — элементарно. А какие энергозатраты сейчас — большой вопрос — надо мерить силу тока и считать .

Подскажите токоизмерительные клещи измеряют силу тока сквозь изоляцию или надо доступ к оголенному кабелю (не хотелось бы).

Группа: Участники форума
Сообщений: 180
Регистрация: 1.8.2006
Из: Краснодар
Пользователь №: 3556

Группа: Участники форума
Сообщений: 2379
Регистрация: 12.7.2006
Из: г.Харьков
Пользователь №: 3382

Если вопрос стоит так серьезно, а не «для галочки», поставьте временный счетчик на сутки-другие и получите ответ на поставленный вопрос.

Сообщение отредактировал Сергей В. — 9.1.2008, 11:02

Группа: Участники форума
Сообщений: 180
Регистрация: 1.8.2006
Из: Краснодар
Пользователь №: 3556

Группа: Участники форума
Сообщений: 856
Регистрация: 18.6.2007
Из: Крым
Пользователь №: 9559

Не совсем понятно зачем все это?. Если хотите поменять эл.привод с частотником на эл. привод меньшей мощности без частотника, то мерить мощность надо до частотника, но в некоторых частотниках есть возможность посмотреть и ток и потребляемую мощность. Помоему лучше все таки начинать с подбора насоса по реальной ситуации.

Сообщение отредактировал zem — 9.1.2008, 15:58

Группа: Участники форума
Сообщений: 63
Регистрация: 16.10.2007
Из: Беларусская ССР
Пользователь №: 12060

Извиняюсь, что сразу не пояснил:
Есть несколько независимых участков. На одном из них был установлен преобразователь частоты тока. Насос работает постоянно. Здесь нужно доказать сокращение затрат электроэнергии поскольку по общецеховому счетчику сокращения затрат не наблюдается. Сам преобразователь спрятан в ящичек с замочком, из ящичка выходит мониторчик, который отображает не совсем то что хочется. Лезть в ящичек энергетики опасаются.
Здесь больше спортивный интерес — такое предчувствие, что с одной стороны частотник сокращает затраты энергии за счет уменьшение избыточных напоров, с другой стороны за счет падения косинуса фи — увеличивает затраты энергии. В результате ни какой экономии.

Кто бы пояснил, частотник показывает полную потребляемую мощность или активную, потребляемую или отдаваемую. В паспорте не указано. Частотник VFD-B дельта.

В другом цеху не регулируемые насосы работаю прерывисто. Насосы подобраны изначально неверно. Работают так далеко за пределами рабочей характеристиками, что по их паспортным данным не определить кпд. А кпд видимо очень низкий и его нужно определить. Если доказать, что насосные агрегаты пережигают энергию, то на реконструкцию деньги даст комитет по энергосбережению (а не из своего кармана). — это главный вопрос.

Сообщение отредактировал КиД — 10.1.2008, 14:40

Мощность электродвигателя. Секреты энергоэкономии.

Мы часто сталкиваемся со спорными точками зрения на достаточно простые вещи, которые касаются физики, поэтому заранее просим прощения у специалистов за простой язык и «разжевывание». В этой статье мы детально разберем понятия мощности электродвигателя, методы нахождения потребляемой мощности из сети, а также попробуем понять как можно сэкономить на электроэнергии. Сразу оговоримся, что разбирать будем асинхронный тип электродвигателя как наиболее часто используемый.

Итак, любой электродвигатель имеет базовые характеристики, которые указывает завод-производитель на шильде каждого своего изделия.

Как видим, на шильде указаны:

1) Тип электродвигателя и заводской номер

2) Количество фаз 3, частота тока 50 Hz, подключение треугольник/звезда 220/380В, номинальные токи 2,7/1,6А

3) Номинальная мощность электродвигателя на валу 0,55кВт, номинальная частота вращения вала 1360 об/мин, КПД 75%, косинус фи 0,71

4) Режим работы S1 (постоянный), класс изоляции обмоток F, ГОСТ

5) Степень защиты от пыли и влаги IP54, год выпуска

Как же определить какова потребляемая мощность электродвигателя от сети? Для начала разберемся в понятиях. Номинальная мощность электродвигателя, которая указывается на шильдике электродвигателя это та мощность, которую электродвигатель выдает в установившемся номинальном режиме работы при условии сбалансированной оптимальной работы всего механизма, который приводят электродвигателем. Каждый механизм имеет свою энергетическую характеристику и оптимальный режим работы с точки зрения энергопотребления. Таким образом, первая задача, которую стоит решить для достижения минимизации потребляемой энергии – это правильный подбор электродвигателя для привода того или иного механизма.

Потребляемая мощность электродвигателя от сети является динамической величиной и зависит от нагрузки на валу электродвигателя и потерь мощности на неполезной работе, такой как трение, нагрев и т.д. Наилучший способ определения потребляемой из сети мощности – это эмпирический, поскольку любые расчетные методики дадут значительную погрешность, а погрешности в вопросах энергоэффективности недопустимы. Таким образом, для максимально точного определения потребляемой мощности электродвигателя от сети рекомендуем «погонять» приводимый механизм в различных стандартных режимах работы, измеряя и фиксируя токи в каждом из режимов при помощи токосъемных инструментов. А еще лучше – воспользоваться цифровым счетчиком электрической энергии.

Читать еще:  Что такое подушка двигателя для карины е

Легко заметить, что в нагруженных режимах работы таких как пуск, работа под нагрузкой, номинальный режим, торможение, токи в обмотках увеличиваются, повышаются ЭДС, крутящий момент на валу и т.д. Отсюда следует вторая задача, которую следует решить для снижения потребляемой мощности электродвигателя – задача снижения линейных токов в режимах высокого потребления электроэнергии.

Путем регулирования частоты тока

Этот метод получил пока наибольшее распространения ни смотря на высокие расходы на внедрение, частотное регулирование производится при помощи специальных частотных преобразователей, стоимость которых часто превышает в несколько раз стоимость самого электропривода. Очень безопасный и эффективный метод снижения мгновенной мощности электродвигателя.

Регулирование напряжения

Экономия электроэнергии путем регулирования частоты вращения электродвигателя плавным изменением напряжения питания при помощи регулятора напряжения. Этот метод применим в некоторых случаях, однако опасен остановками электродвигателя из-за т.н. опрокидывания, когда момент сопротивления механизма выше, чем мощность электродвигателя на валу вследствие непропорционального снижения питающего напряжения. Также такой метод локально снизить мощность электродвигателя требует дополнительных средств контроля режимов работы электродвигателя, контроля температуры обмоток, контроля частоты вращения, мощности электродвигателя на валу.

Решение вопроса влияния несимметричности напряжения сети на мощность электродвигателя.

Качество напряжения сети непосредственно влияет на потребление электроэнергии. На симметричность напряжения влияют сами потребители электроэнергии неравномерной нагрузкой по фазам, используя устройства нелинейной нагрузки. Самые «весомые» создатели нелинейной нагрузки – подстанции электротранспорта. Из-за несимметричности напряжения в асинхронном двигателе создается эллиптическое магнитное поле и несколько крутящих моментов, один из которых тормозит систему и расходует энергию.

Реактивная мощность электродвигателя. Внедрение компенсаторов.

Как известно, потребляемая из сети электрооборудованием мощность состоит из ряда составляющий, главными из которых являются активная и реактивная мощность. Последние годы в мире динамично развивается направление по внедрению компенсаторов реактивной мощности, что позволяет экономить электроэнергию промышленным потребителям.

Микроконтроллеры

Также перспективным направлением по экономии электроэнергии при использовании асинхронных двигателей является внедрение микроконтроллеров, которые позволяют в режиме реального времени мониторить момент сопротивления приводимого оборудования и соотносить его с крутящим моментом электродвигателя. При снижении момента сопротивления, микроконтроллер передает команду регулятору напряжения. Такая компенсацию реализуется без изменения частоты вращения, поэтому применима только для оборудования, не требующего регулировки частоты.

Мощность электродвигателя

Подписка на рассылку

  • ВКонтакте
  • Facebook
  • ok
  • Twitter
  • YouTube
  • Instagram
  • Яндекс.Дзен
  • TikTok

Наиболее распространенным типом промышленных силовых установок являются асинхронные электродвигатели. Один из наиболее важных их параметров — мощность электродвигателя, которая в зависимости от модели может варьироваться в широких пределах. От мощности зависит тип энергосистемы, к которой двигатель можно подключить, а также тип и производительность оборудования, с которым он будет сопряжен. По этой причине, не зная мощность электродвигателя, использовать его практически невозможно.

Определение мощности электромотора по размерам сердечка статора

Если технического паспорта нет, можно произвести расчет мощности электродвигателя, исходя из размеров сердечника статора и частоты вращения. Для этого используется формула P2H = C * D1 2 / N1 * 10 -6 кВт. Здесь:
С —постоянная мощность;
D — размер внутреннего диаметра сердечника статора в см;
l — длина статора в см;
N1 — значение синхронной частоты вращения в об/мин.

Постоянная мощность зависит от частоты вращения и габаритов мотора. Она определяется по величине полюсного деления как зависимость мощности от количества полюсов и размеров полюсного деления τ, если U1 Рисунок 1. Шильдик с параметрами на корпусе электродвигателя Работая с электромоторами, нужно знать, как по шильдику определяется потребляемая мощность электродвигателя. Значение мощности Р — это не электрическая мощность мотора, а механическая мощность на валу, обозначенная в кВт.

Чтобы найти потребляемую мощность, нужно обратить внимание на КПД и cosφ двигателя, указанные на шильдике. Причем КПД может быть обозначен как просто буквами КПД, так и буквой η, что и видно на шильдике. Сначала необходимо найти активную мощность, потребляемую двигателем от сети, по формуле Ра = Р / КПД.

Т. е. в нашем случае (рис. 1) потребляемая электродвигателем из сети активная мощность равна Ра = 0,75кВт/0,75 = 1 кВт. Теперь, чтобы найти полную потребляемую мощность, нужно воспользоваться формулой S = Pa/cosφ = 1/0,78 = 1,28 кВт.

Коэффициент мощности электромотора

Коэффициент мощности электродвигателя, или cos φ — это соотношение активной и полной мощности двигателя. Определяется коэффициент мощности электродвигателя по формуле cosφ = P/S. Здесь:
Р — активная мощность в Вт;
S — полная мощность в ВА.

В большинстве случаев активная мощность имеет меньшее значение, чем полная, из-за чего коэффициент составляет меньше единицы. Только тогда, когда нагрузка будет исключительно активной, cosφ станет равен единице.

Читать еще:  Вход контроля работы двигателя starline a93

Чем ниже коэффициент мощности потребителя, тем более мощными должны быть трансформаторы, электрические станции, а также питающие линии электропередач. Кроме того, моторы с низким коэффициентом имеют меньший КПД и большие энергопотери.

Энергетические соотношения

Активная мощность и потери. Напомним, что потребляемая двигателем электрическая мощность преобразуется в механическую. Эта мощность представляет собой активную мощность. Как и в любой другой машине, мощность, потребляемая двигателем из сети Р1, отличается от мощности на валу двигателя Р2 на значение мощности потерь в самом двигателе ∆ Р, т. е. P1 = P2 + ∆P.

Естественно, что чем меньше потери ∆ Р , тем больше КПД двигателя. Мощность потерь, нагревающих машину, складывается из мощности электрических, магнитных и механических потерь. Электрические потери ∆ РЭ возникают в обмотках статора и ротора, т. е. ∆ РЭ = ∆ РЭ1 + ∆ РЭ2 (здесь ∆ РЭ1 — потери в обмотке статора и ∆ РЭ2 — потери в обмотке ротора). Магнитные потери в магнитопроводе ∆ РМ1 возникают за счет явлений гистерезиса и вихревых токов в статоре ∆ РМ1 и в роторе ∆ РМ2 , т. е. ∆РМ = ∆РМ1 + ∆РМ2.

Потери механические вызваны силами трения в подшипниках, в скользящем контакте (щетка – кольцо), и ротора о воздушную среду ∆РМЕХ . На основе изложенного

Выражение (3.29) можно упростить, если пренебречь магнитными потерями в пакете ротора из-за их малости в сравнении с другими слагаемыми. Действительно, частота тока ротора в пределах до номинальной нагрузки составляет 1—4 Гц. При такой частоте тока, а значит, и поля потери из-за гистерезиса и вихревых токов в роторе весьма малы. Поэтому практически можно считать, что

Электромагнитная мощность и мощность на валу. Мощность, передаваемая магнитным полем от статора к ротору РЭМ, есть мощность, потребляемая из сети за вычетом потерь в статоре, т. е.

Мощность может быть представлена как произведение момента на угловую скорость Ω1 , т. е.

Механическая мощность ротора РМЕХ , вращающегося с угловой скоростью Ω, может быть представлена как

Потери в роторе составляют ∆РЭ2 , поэтому

Мощность на валу двигателя Р2 отличается от механической на значение механических потерь ∆РМЕХ , т. е.

Исходя из введенных понятий и формул (3.30)-(3.35), можно для лучшей наглядности показать при помощи энергетической диаграммы, представленной на рис. 3.20, распределение мощностей и потерь в асинхронном двигателе. Если подставить в формулу (3.34) значения мощностей через моменты (3.32) и (3.33), то можно показать, что электрические потери ротора пропорциональны скольжению.

Чем ближе частота вращения ротора к частоте вращения поля, тем электрические потери меньше. Следует отметить, что магнитные потери ∆РМ при изменении нагрузки двигателя от холостого хода до номинальной, так же как и в трансформаторе, являются постоянной величиной, т. е. не зависят от нагрузки.

Механические потери ∆РМЕХ также практически не зависят от нагрузки.

КПД двигателя. КПД двигателя есть отношение полезной мощности, т. е. мощности на валу двигателя (паспортной_мощности) Р2 , к потребляемой мощности из сети , т. е. .

Если постоянные потери обозначать через ∆Рс(Рс=∆Рм+∆Рмех), а переменные потери ∆Рэ, то

КПД двигателя изменяется в зависимости от нагрузки двигателя, поэтому в формуле КПД следует учесть коэффициент загрузки . Так как переменные электрические потери ∆Рэпропорциональны квадрату тока, формула КПД аналогична формуле КПД для трансформатора, т. е.

. (3.36)

Обычно КПД асинхронного двигателя составляет 0,75 — 0,95.

Большее значение КПД имеет двигатель большей мощности. График ,построенный согласно (3.36) изображен на рис. 3.21.

Коэффициент мощности. Кроме активной мощности P1, двигатель потребляет реактивную мощность Q1, в основном необходимую для образования вращающегося магнитного поля. Коэффициент мощности при синусоидальном токе

При холостом ходе cosφ1 имеет малое значение (примерно 0,1), так как активная мощность расходуется только на относительно небольшие потери в статоре и небольшие механические потери, а реактивная мощность имеет постоянное значение, так как магнитный поток постоянен.

С увеличением нагрузки активная мощность увеличивается, а реактивная мощность в пределах до номинальной нагрузки имеет неизменное значение. В результате cosφ1 увеличивается, однако при дальнейшем увеличении нагрузки сказывается увеличение потока рассеяния, т. е. реактивная мощность увеличивается и cosφ1 начинает уменьшаться. Кривая зависимости коэффициента мощности от загрузки двигателя показана на рис. 3.21.

Учитывая изложенное, следует сделать вывод, что необходимо стремиться к тому, чтобы двигатель работал при нагрузке, близкой к номинальной (β = 1).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector