Как рассчитать нужную мощность электродвигателя

Что такое расход (удельный расход) топлива

Удельный расход топлива двигателя – это количество топлива, затрачиваемое для производства определенного количества энергии. Чем расход ниже, тем рациональнее будет использоваться топливо. Расход связан с эффективностью двигателя. Один двигатель может иметь разный расход топлива в зависимости от скорости и нагрузки.

Формула мощности электродвигателя

2138.jpg

Формула мощности электродвигателя может учитывать массу нюансов технологического процесса. Благодаря развитию IT-технологий сегодня найти способы расчета такого показателя не составляет труда. А вот выбрать в огромном количестве предложенных вариантов тот, который подойдет именно вам, как показывает практика, не так-то просто.

Чтобы вы не растерялись в огромном количестве методичек и рекомендаций интернета, предлагаем универсальный вариант формулы, который подойдет практически для любого случая. Выглядит она следующим образом.

P = T * Ω

,где:

  • P – потребляемая мощность электродвигателя (номинальная);
  • T – необходимый момент вращения на валу;
  • Ω – угловая скорость.

У экспликатов тоже есть свои формулы.

  1. Вращающий момент (T) считается как произведение требуемого усилия тяги и радиуса рабочего органа подключаемого механизма.
    • Усилие тяги (обозначается как Ft) можно рассчитать по формуле Ft = t*M*2,5, где t –коэффициент трения (берется из таблицы данных, для подшипников качения, например, он известен и равняется 0,02), а М – масса груза, который перемещает оборудование. Произведение корректируется на коэффициент Ньютона, который тоже известен и составляет 2,5.
  2. Радиус элемента вращения измеряют или берут из проектных/паспортных данных.
  3. Угловую скорость определяют так: Ω = число Пи (π, принимается как 3,14)*n/30 (n – частота вращательного движения механизма, которое приводит в действие электродвигатель – берется из паспорта). Чтобы электродвигателя хватило с учетом возможных перегрузок привода, угловая скорость, рассчитанная приведенным способом, корректируется в большую сторону на коэффициент 1,5.

При расчете мощности электродвигателя надо делать поправку на тип соединения обмоток статора, от которого зависит значение рабочего тока. В соединениях типа «звезда» ток меньше в 1,73 раза, чем в соединениях «треугольник». Соответственно, для «звезды» показатель тоже надо уменьшать в 1,73 раза.

Внешняя скоростная характеристика (ВСХ)

Внешняя скоростная характеристика двигателя показывает зависимость мощности, расхода топлива и крутящего момента от числа оборотов коленвала. Все эти параметры показываются графически в виде кривых.

Внешняя скоростная характеристика

На рисунке можно видеть кривые с обозначениями Pe – мощность двигателя, – крутящий момент, ge – удельный расход топлива. Как видно, с ростом числа оборотов и мощности увеличивается расход топлива. Крутящий момент растет до определенного уровня, а затем идет на спад. В точке, где наиболее эффективный крутящий момент и мощность двигателя, будет самый оптимальный показатель расхода топлива.

Производители моторов борются за то, чтобы максимальный крутящий момент двигатель развивал в как можно более широком диапазоне оборотов («полка крутящего момента была шире»), а максимальная мощность достигалась при оборотах, максимально приближенных к этой полке. Такой двигатель и из болота вытянет, и в городе позволяет быстро ускоряться.

Внешняя скоростная характеристика дает оценку динамическим характеристикам автомобиля, определяет КПД и топливный расход при разных параметрах.

Высокий крутящий момент на более низких оборотах увеличивает тяговую силу агрегата, грузоподъемность и проходимость.

Расчет мощности электродвигателя Аир или Аире при продолжительном режиме работы как определить мощность электродвигателя

Существует много механизмов, работающих продолжительно с неизменной или мало меняющейся нагрузкой без регулирования скорости, например насосы, компрессоры, вентиляторы и т.д. При выборе электродвигателя АИР или однофазного электродвигателя 220В АИРЕ для такого режима необходимо знать мощность, потребляемую механизмом. Если эта мощность неизвестна, ее определяют теоретическими расчетами или расчетами по эмпирическим формулам с использованием коэффициентов, полученных из многочисленных опытов. Для малоизученных механизмов необходимую мощность определяют путем снятия нагрузочных диаграмм самопишущими приборами на имеющихся уже в эксплуатации аналогичных установках либо путем использования нормативов потребления энергии, полученных на основании статистических данных, учитывающих удельный расход электроэнергии при выпуске продукции.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ КРУГЛОПИЛЬНОГО СТАНКА

Мощность (кВт) электродвигателя круглопильного станка определяют по формулам

                                                                                                    P = (8 ÷ 10)D

где d — диаметр бревна, м.

Пример расчета мощности электродвигателя для круглопильного станка

Определить мощность асинхронных электродвигателей аир и аире  для круглопильного станка при распиловке бревен диаметром 0,3 м.

Решение:

1. Расчетный диаметр D = 0.87 м. 2. Мощность эл. двигателя станка  Р = (8 ÷ 10)D = 10 x 0.87 = 8.7 кВт

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОМОТОРА ДЛЯ ВЕНТИЛЯТОРА

Мощность электродвигателя 380 В (трехфазного) и электродвигателя 220 В (однофазного) для вентилятора определяют по формуле

где Q — производительность вентилятора, м³/с;Н — давление, Па;η1 — кпд вентилятора определяют по каталогу. Однако при отсутствии данных в среднем можно принимать для осевых вентиляторов η1 = О.5 ÷ 0.85 и для центробежных η1 = 0.4 ÷ 0.7;η2 — кпд передачи: η2 = 0.92 ÷ 0.94 — для клиноременнойη2 = 0.87 ÷ 0.9 — для плоскоременной.

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ТИПА АИР или АИРЕ ДЛЯ ПИЛОРАМЫ

Мощность электродвигателя  для пилорамы рассчитывается по формуле

</source></picture>

где F — усилие резания, Н;v — средняя скорость пилы, м/с;η — КПД станка (0,7 ÷ 0,8);A = 1000.

Усилие резания (Н)

где κ — коэффициент резания, равный (11 ÷ 20) x 107, в зависимости от породы дерева: для сосны — 11 x 107, ели — 12 x 107, березы — 13 x 107, дуба — 20 x 107;s — толщина пилы, м;Σh — общая высота пропила, м;Δ — скорость подачи, м/с, обычно принимается 0.003 ÷ 0.008 м/с;H = 2r, где r — радиус кривошипа, м.

Общая высота (м) пропила Σh = 0.75zd где z — число пил; d — диаметр бревна, м.

Определение оборотов вала

Асинхронные трехфазные двигатели по частоте вращения ротора делятся 4 типа: 3000, 1500, 1000 и 750 об. мин. Приводим пример маркировки на основании АИР 180:

  1. АИР 180 М2 – где 2 это 3000 оборотов.
  2. АИР 180 М4 – 4 это 1500 об. мин.
  3. АИР 180 М6 – 6 обозначает частоту вращения 1000 об/мин.
  4. АИР 180 М8 – 8 означает, что частота вращения выходного вала 750 оборотов.

Самый простой способ определить количество оборотов трехфазного асинхронного электродвигателя – снять задний кожух и посмотреть обмотку статора.

У двигателя на 3000 об/мин катушка обмотки статора занимает половину окружности — 180 °, то есть начало и конец секции параллельны друг другу и перпендикулярны центру. У электромоторов 1500 оборотов угол равен 120 °, у 1000 – 90 °. Схематический вид катушек изображен на чертеже. Все обмоточные данные двигателей смотрите в таблице.

Узнать частоту вращения с помощью амперметра

Узнать обороты вала двигателя, можно посчитав количество полюсов. Для этого нам понадобится миллиамперметр — подключаем измерительный прибор к обмотке статора. При вращении вала двигателя стрелка амперметра будет отклонятся. Число отклонений стрелки за один оборот – равно количеству полюсов.

  • 2 полюса – 3000 об/мин
  • 4 полюса – 1500 об/мин
  • 6 полюса – 1000 об/мин
  • 8 полюса – 750 об/мин

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий