Мощность двигателя измерить: Как определить мощность электродвигателя без бирки по диаметру вала

Как определить мощность электродвигателя

Как устроен электродвигатель

В основе работы мотора лежит принцип электромагнитной индукции. Прибор состоит из двух частей. Неподвижная часть — статор для двигателей переменного тока или индуктор для двигателей постоянного тока. Подвижная часть — ротор для двигателей переменного тока или якорь для двигателей постоянного тока. Производители выпускают моторы разных технических характеристик и комплектаций, но подвижная и неподвижная часть остаются без изменений.

Что такое мощность электродвигателя

Мощность электродвигателя характеризует скорость преобразования электрической энергии, ее принято измерять в ваттах. Чтобы понять, как это работает, нам понадобится две величины: сила тока и напряжение. Сила тока — количество тока, которое проходит через поперечное сечение за какой-то отрезок времени, ее принято измерять в амперах. Напряжение — величина, равная работе по перемещению заряда между двумя точками цепи, ее принято измерять в вольтах.

Если говорить простыми словами, силу тока и напряжение можно сравнить с водой. Сила тока — скорость, с которой течет вода по трубам. Напряжение видно на примере двух емкостей, соединенные между собой трубкой. Если вы поставите одну емкость выше другой, вода будет вытекать до тех пор, пока уровни в обеих емкостях не сравняются. Именно перепад высот и будет напряжением. После того, как вы поставите заглушку между двумя емкостями, течение воды (ток) остановится, но напряжение останется.

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

N — мощность;

А — работа;

t — время.

Расчет мощности электродвигателя

Производители указывают на электрооборудовани все технические параметры. «Зачем тогда делать какой-то расчет?», — скажете вы. Но дело в том, что заявленная мощность — это не фактическая мощность электродвигателя, а максимально допустимая мощность электропотока. Так что, если на вашей технике или инструменте указана мощность, к примеру, в 1000 Вт, это совсем не то, о чем вы думаете.

Три способа определить мощность электродвигателя

Для расчета мощности существует не один десяток способов. Мы не будем говорить о каждом из них, остановившись лишь на самым простых и доступных.

Первый способ. Расчет по таблицам

Для этого способа расчета вам понадобится линейка или штангенциркуль. С их помощью измерьте диаметр вала вашего электродвигателя, длину мотора (выступающие части вала не учитывайте) и расстояние до оси. С использованием полученных цифр вы сможете определить мощность электродвигателя по таблицам технических характеристик двигателей. Найти такие таблицы не составит труда — они есть в открытом доступе в сети интернет. Открыв таблицу, определите серию электродвигателя и, соответственно, его технические характеристики.

Второй способ. Расчет по счетчику

Указанный способ считается самым простым, вам не понадобятся ни дополнительное оборудование, ни расчеты. Перед тем, как приступить к измерению мощности электродвигателя, выключите все электроприборы из сети. Включите испытуемый электродвигатель и запустите его в работу на 5-7 минут. Если в вашем доме установлен современный счетчик, он покажет нагрузку в киловаттах.

Третий способ. Расчет по габаритам

Для этого способа вам понадобится линейка или штангенциркуль. Измерьте диаметр сердечника с внутренней стороны и длину (учитывайте длину отверстий вентиляции). Определите частоту сети и синхронную частоту вращения вала. Умножьте диаметр сердечника в сантиметрах на синхронную частоту вращения вала, полученное значение умножьте на 3,14, поделите на частоту сети, умноженную на 120.

FAQ по электродвигателям | Техпривод


Какие электродвигатели применяются чаще всего?
Какие способы управления электродвигателями используются?
Как прозвонить электродвигатель и определить его сопротивление?
Как определить мощность электродвигателя?
Как увеличить или уменьшить обороты электродвигателя?
Как рассчитать ток и мощность электродвигателя?
Как увеличить мощность электродвигателя?
Каковы потери мощности при подключении трехфазного двигателя к однофазной сети?
Какие исполнения двигателей бывают?
Зачем электродвигателю тормоз?
Как двигатель обозначается на электрических схемах?
Почему греется электродвигатель?
Типичные неисправности электродвигателей


1. Какие электродвигатели применяются чаще всего?


Наиболее распространены асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Они имеют сравнительно простую конструкцию и относительно недороги.


Для работы асинхронного двигателя требуется трехфазное напряжение, создающее на обмотках статора вращающееся магнитное поле. Это поле приводит в движение ротор двигателя, который передает крутящий момент на нагрузку, например, на пропеллер вентилятора или редуктор конвейера. Изменяя конфигурацию обмоток статора, можно менять основные характеристики привода – частоту оборотов и мощность на валу. В случае работы асинхронного электродвигателя в однофазной сети применяют фазосдвигающие и пусковые конденсаторы.


Также в настоящее время находят применение двигатели постоянного тока. Данные приводы имеют щетки, подверженные износу и искрению. Кроме того, необходима обмотка подмагничивания (возбуждения), на которую подается постоянное напряжение. Несмотря на эти недостатки, электродвигатели постоянного тока используются там, где необходимо быстрое изменение скорости вращения и контроль момента, а также при мощностях более 100 кВт.


В быту также применяют коллекторные (щеточные) электродвигатели переменного тока, которые имеют низкую надежность по сравнению с асинхронными.


2. Какие способы управления электродвигателями используются на практике?


Управление электродвигателем подразумевает возможность изменения его скорости и мощности. Так, если на асинхронный двигатель подать напряжение заданной величины и частоты, он будет вращаться с номинальной скоростью и сможет обеспечить мощность на валу не более номинала. Если же нужно понизить или повысить скорость электродвигателя, используют преобразователи частоты. ПЧ может обеспечить нужный режим разгона и торможения, а также позволит оперативно управлять частотой работы.


Для обеспечения требуемого разгона и торможения без изменения рабочей частоты применяют устройство плавного пуска (УПП). Если нужно управлять только разгоном двигателя, используют схему включения «звезда-треугольник».


Для запуска двигателей без ПЧ и УПП широко применяются контакторы, которые позволяют дистанционно управлять пуском, остановом и реверсом.


3. Как прозвонить электродвигатель и определить его сопротивление?


Асинхронный электродвигатель, как правило, имеет три обмотки. У каждой обмотки есть по два вывода, которые должны быть обозначены в клеммной коробке двигателя. Если выводы обмоток известны, то можно легко прозвонить каждую из них и сравнить величину сопротивления с остальными обмотками. Если величины сопротивлений отличаются не более, чем на 1%, то скорее всего, обмотки исправны.


Сопротивление обмоток электродвигателя измеряется с помощью омметра, как и сопротивление обмоток трансформатора. Чем больше мощность двигателя, тем меньше сопротивление его обмоток, и наоборот.


4. Как определить мощность электродвигателя?


Проще всего определить номинальную мощность электродвигателя по шильдику. На нем указана механическая мощность (мощность на валу), значение которой всегда меньше потребляемой мощности за счет потерь на трение и нагрев. Однако, если шильдик на корпусе двигателя отсутствует, можно очень приблизительно оценить характеристики привода по его габаритам. При одинаковой мощности двигатель с бо́льшим диаметром вала будет иметь более высокую мощность на валу и меньшую частоту оборотов.


Также мощность можно определить по нагрузке и по настройкам защитных устройств, через которые питается двигатель (мотор-автомат, тепловое реле).


Еще один способ – включаем двигатель на номинальную мощность, обеспечив нужную нагрузку на валу. После этого измеряем токоизмерительными клещами ток, который должен быть одинаков по всем обмоткам. Для приблизительной оценки мощности асинхронного двигателя, подключенного по схеме «звезда», нужно разделить номинальный измеренный ток на 2.


5. Как увеличить или уменьшить обороты электродвигателя?


Управление скоростью вращения двигателя необходимо в трех режимах работы – при разгоне, торможении, и в рабочем режиме.


Наиболее универсальный способ управления оборотами — использование частотного преобразователя. Настройками ПЧ можно добиться любой частоты вращения в пределах технической возможности. При этом можно управлять и другими параметрами электродвигателя, а также следить за его состоянием во время работы. Частоту можно менять и плавно, и ступенчато.


Управление оборотами двигателя в режиме разгона и торможения возможно при использовании УПП. Это устройство позволяет значительно снизить пусковой ток за счет плавного разгона с медленным увеличением оборотов.


6. Как рассчитать ток и мощность электродвигателя?


Бывает так, что известен ток асинхронного двигателя (по измерениям в номинальном режиме или по шильдику), но неизвестна его мощность. Как в таком случае рассчитать мощность? Обычно используют следующую формулу:


Р = I (1,73·U·cosφ·η)


где:

Р – номинальная полезная мощность на валу двигателя в Вт (указывается на шильдике),

I – ток двигателя, А,

U – напряжение питания обмоток (380 В при подключении в «звезду», 220 В при подключении в «треугольник»),

cosφ, η – коэффициенты мощности и полезного действия для учета потерь (обычно 0,7…0,8).


Для расчета тока по известной мощности пользуются обратной формулой:


I = P/(1,73·U·cosφ·η)


Для двигателей мощностью 1,5 кВт и более, обмотки которых подключены в «звезду» (это подключение используется чаще всего), существует простое эмпирическое правило – чтобы приблизительно оценить ток двигателя, нужно умножить его мощность на 2.


7. Как увеличить мощность электродвигателя?


Номинальная мощность на валу, которая указывается на шильдике двигателя, обычно ограничивается допустимым током, а значит – нагревом корпуса привода. Поэтому при увеличении мощности необходимо предпринять дополнительные меры по охлаждению электродвигателя, установив отдельный вентилятор.


При использовании преобразователя частоты для повышения мощности можно изменить несущую частоту ШИМ, однако следует избегать перегрева ПЧ. Мощность также можно увеличить с помощью редуктора или ременной передачи, пожертвовав количеством оборотов, если это допустимо.


Если приведенные советы неприменимы – придётся менять двигатель на более мощный.


8. Каковы потери мощности при подключении трехфазного двигателя к однофазной сети (380 на 220)?


При таком подключении используются пусковой и рабочий фазосдвигающие конденсаторы. Номинальную мощность на валу в данном случае получить не удастся, и потери мощности составят 20-30% от номинала. Это происходит из-за невозможности обеспечить отсутствие перекоса по фазам при изменении нагрузки.


9. Какие исполнения двигателей бывают?


В зависимости от исполнения электродвигатели классифицируются по способу монтажа, классу защиты, климатическому исполнению. Существует два основных способа монтажа асинхронных электродвигателей – на лапах и через фланец. Оба варианта исполнения в различных комбинациях показаны в таблице ниже.


Виды климатического исполнения предполагают использование двигателя в определенных климатических зонах: умеренный климат (У), холодный климат (ХЛ), умеренно-холодный климат (УХЛ), тропический климат (Т), общеклиматическое исполнение (О), общеклиматическое морское исполнение (ОМ), всеклиматическое исполнение (В). Также различают категории размещения (на открытом воздухе, под навесом или в помещении и т.д.).


Класс защиты обозначает характер защиты двигателя от попадания пыли и влаги. Наиболее часто встречаются приводы с классами IP55 и IP55.


10. Зачем электродвигателю тормоз?


В некоторых устройствах (лифтах, электроталях, лебедках) при остановке двигателя необходимо зафиксировать его вал в неподвижном состоянии. Для этого применяют электромагнитный механический тормоз, который входит в конструкцию двигателя и располагается в его задней части. Управление тормозом осуществляется с помощью частотного преобразователя или схемы на контакторах.


11. Как двигатель обозначается на электрических схемах?


Электродвигатель обозначается на схемах с помощью буквы «М», вписанной в круг. Также на схемах могут быть указаны порядковый номер двигателя, количество фаз (1 или 3), род тока (переменный или постоянный), способ включения обмоток ( «звезда» или «треугольник»), мощность. Примеры обозначений показаны ниже.


12. Почему греется электродвигатель?


Двигатель может нагреваться по одной из следующих причин:

  • износ подшипников и повышенное механическое трение
  • увеличение нагрузки на валу
  • перекос напряжения питания
  • пропадание фазы
  • замыкание в обмотке
  • проблема с обдувом (охлаждением)


Нагрев двигателя резко снижает его ресурс и КПД, а также может приводить к поломке привода.


13. Типичные неисправности электродвигателей


Выделяют два вида неисправностей электродвигателей: электрические и механические.


К электрическим относятся неисправности, связанные с обмоткой:

  • межвитковое замыкание
  • замыкание обмотки на корпус
  • обрыв обмотки


Для устранения этих неисправностей требуется перемотка двигателя.


Механические неисправности:

  • износ и трение в подшипниках
  • проворачивание ротора на валу
  • повреждение корпуса двигателя
  • проворачивание или повреждение крыльчатки обдува


Замена подшипников должна производиться регулярно с учетом их износа и срока службы. Крыльчатка также меняется в случае повреждения. Остальные неисправности устранению практически не подлежат, и единственный выход — замена двигателя.


Если у вас есть вопросы, ответы на которые вы не нашли в данной статье, напишите нам. Будем рады помочь!


Другие полезные материалы:
Выбор электродвигателя
Использование тормозных резисторов с преобразователями частоты

Основы определения мощности и крутящего момента — что вам нужно знать

Перейти к основному содержанию

Скрыть
Показать

Немногие понимают, что на самом деле означают мощность и крутящий момент, не говоря уже о том, как они влияют на характеристики автомобиля. Тем не менее, почти в каждой рекламе тяжелых грузовиков в какой-то момент упоминаются эти характеристики. Если вы никогда не замечали, попробуйте прислушаться к нему в следующий раз, когда увидите.

Мощность, производимая двигателем, называется его лошадиной силой . В физике мощность определяется как скорость, с которой что-то работает. Для автомобилей лошадиные силы переводятся в скорость. Поэтому, если вы хотите ехать быстрее и быстрее набирать скорость, вам нужно больше лошадиных сил.

Крутящий момент, с другой стороны, является выражением силы вращения или кручения . В транспортных средствах двигатели вращаются вокруг оси, создавая таким образом крутящий момент. Крутящий момент можно рассматривать как «силу» транспортного средства. Это сила, которая разгоняет спортивный автомобиль до 100 км/ч за секунды и толкает вас обратно на сиденье. Это также то, что приводит в движение большие грузовики, перевозящие тяжелые грузы.

Это основные понятия мощности и крутящего момента, но как эти понятия измеряются и как они взаимосвязаны?

За числами

Говоря математическим языком, лошадиная сила — это сила, необходимая для перемещения 550 фунтов на один фут в секунду или 33 000 фунтов на один фут в минуту. Мощность двигателя измеряется с помощью динамометра, но на самом деле динамометр измеряет выходной крутящий момент двигателя, а также число оборотов в минуту или «оборотов в минуту». Эти числа включены в формулу (крутящий момент x об/мин / 5252) для определения лошадиных сил. Мощность в лошадиных силах определяется путем измерения крутящего момента, потому что крутящий момент легче рассчитать.

Крутящий момент, как упоминалось ранее, является выражением силы кручения и измеряется в единицах силы, умноженной на расстояние от оси вращения. Так, например, если вы используете гаечный ключ длиной 1 фут, чтобы приложить усилие в 10 фунтов к концу болта, то вы применяете крутящий момент в 10 фунт-футов (10 фунт-футов).

2021 Ram 1500:

Грузовик года по версии MotorTrend

Третий год подряд грузовик RAM получает награду «Грузовик года по версии MotorTrend». вещь или 2, когда дело доходит до производительности грузовика, меняющей правила игры.

Взаимосвязь между лошадиными силами и крутящим моментом

И мощность, и крутящий момент влияют на общую скорость автомобиля, так что вы можете понять, почему люди смешивают их. Однако в реальном мире вождения и перевозки их различия — наряду с конструкцией автомобиля — оказывают значительное влияние.

Например, чем больше мощность двигателя, тем выше потенциальный крутящий момент. Способ, которым этот «потенциальный» крутящий момент реализуется в реальных приложениях, — через межосевые дифференциалы и трансмиссию автомобиля. Это объясняет, почему гоночный автомобиль и трактор с одинаковой мощностью могут так сильно различаться. В гоночном автомобиле весь крутящий момент используется для ускорения через передачу, в то время как трактор преобразует лошадиную силу в толкание и тягу чрезвычайно тяжелых грузов.

Еще один способ понять соотношение мощности и крутящего момента — открутить крышку на новой банке для рассола. Когда вы используете всю свою силу, чтобы открыть банку, вы прикладываете крутящий момент независимо от того, оторвется крышка или нет. Однако лошадиная сила существует только при движении. Таким образом, вам нужен крутящий момент, чтобы сначала ослабить крышку, а затем вы можете приложить усилие рукой, быстро вращая крышку.

Так чего же лучше иметь больше в своем автомобиле — мощности или крутящего момента? Все зависит от того, как вы собираетесь использовать свой автомобиль или грузовик. Например, молниеносный Dodge Charger будет иметь большую мощность, а дизельный грузовик Cummins будет иметь больший крутящий момент, чтобы помочь тянуть эти тяжелые грузы.

Здесь, в W-K Chrysler Dodge Jeep Ram, у нас есть огромный выбор как новых, так и подержанных автомобилей на месте, чтобы удовлетворить любые предпочтения и потребности — от быстрого, элегантного Dodge Dart GT 2014 года до обновленного Ram 1500, который также доступен. в ультрасовременном EcoDiesel с турбонаддувом.

Просмотрите наш обширный перечень новых и подержанных автомобилей, чтобы найти автомобиль или грузовик, который вы искали сегодня, по самой доступной цене.

Объяснение мощности двигателя

— Вы знаете свою мощность от своей мощности?

Когда производители рекламируют свои автомобили, нас бомбардируют самыми разными числами, от лошадиных сил до кубических сантиметров, но что нам говорят эти числа? Всегда ли больше лучше? А что такое крутящий момент?

Что такое лошадиная сила (л. с.)

Чтобы разгадать тайну измерения мощности двигателя, мы отправимся в 18 век, Шотландию, к изобретателю Джеймсу Уатту. Он пытался сравнить мощность лошадей с мощностью паровых машин, которые постепенно заменяли их, как руководство к работе, которую мог выполнять паровой двигатель. Вот где Лошадиная сила (л.с.) родилась! После многих экспериментов Джеймс Уатт подсчитал, что 1 лошадиная сила эквивалентна 1 лошади, поднимающей 33 000 фунтов на высоту 1 фут за 1 минуту на поверхности Земли. В автомобиле л.с. описывает общую мощность, которую может производить двигатель. Таким образом, чем выше л.с., тем больше мощность у автомобиля и, следовательно, выше максимальная скорость.

Что такое Тормозная мощность (л.с.)

Однако Тормозная мощность (л.с.) часто используется как более реалистичное измерение мощности. Это связано с тем, что bhp учитывает мощность, оставшуюся после работы других частей автомобиля, таких как коробка передач, генератор переменного тока и водяной насос, а также любую потерю мощности из-за трения.

Что такое Pferdstarke (PS)

Другим распространенным показателем двигателя является PS . Это означает немецкое слово Pferdstarke , которое в переводе означает силу лошади. Это была попытка сделать показатель hp. В этом измерении 1 л.с. эквивалентен 98,6% от 1 л.с., поэтому они очень близки по смыслу и могут быть интерпретированы как одно и то же, если все, что нужно, это приблизительное руководство по мощности двигателя.

Износ шин — все, что вам нужно знать!

Что такое киловатты (кВт)

Несмотря на то, что л.с. является наиболее широко признанным показателем мощности двигателя, в 1992 году Европейский Союз выбрал киловатт (кВт) в качестве официальной единицы измерения. Тем не менее, это, как правило, меньше, поэтому многие производители придерживаются использования мощности в лошадиных силах. Например, мощность двигателя Aston Martin DB9 может быть выражена как 540 л. с. или 403 кВт… цифра в л.с. звучит гораздо более впечатляюще, но обе они представляют одинаковую мощность.

Таким образом, для л.с., л.с., л.с. или кВт чем больше число, тем больше мощность и, следовательно, выше максимальная скорость.

Что такое крутящий момент?

Другая сила, которая часто указывается вместе с л.с. или любым другим измерением, — это крутящий момент. Крутящий момент измеряется либо в фунтах-футах (lb-f)t, либо в метрических ньютон-метрах (Нм). Он измеряет величину силы, которая требуется для скручивания объекта. С точки зрения транспортных средств, это количество крутящего усилия, доступного на коленчатом валу. Чем больше у вас крутящий момент, тем больше тяговое усилие у двигателя, это сила, которую вы чувствуете при ускорении. Измерение крутящего момента дает представление о том, насколько быстро двигатель сможет перемещать вес автомобиля. Чем больше крутящий момент, тем больше будет ускорение. Это обеспечит быстрый разгон с места, большую мощность при обгоне и возможность буксировать или перевозить тяжелые предметы, поэтому, если это то, что вам снова нужно от транспортного средства, чем больше число, тем лучше!

Водительское удостоверение с фотографией – все, что вам нужно знать!

Объем двигателя выражается как литров (л) или кубических сантиметров (куб.