[ETCartman]

Вопрос по электричеству (честно скажу что в вузе эту тему в свое время не усвоил )
Имеется мотор

http://www.rossi-group.com/index.php...lectric-motors

В моем случае 4 poles

Как вычислить мощность подаваемую на вал (без учета КПД) если известно U, I и cos(phi) ?

Вот что то такое нашел но не уверен что такое poles и какое там соединение.
http://electricalschool.info/ecalc/1...nogo-toka.html

Номинальные обороты 1760

Вот нашел кое какие ссылки http://www.engineeringtoolbox.com/po...tor-d_654.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Induction_motor
но формулы разные (и поскольку смысла не понимаю полностью то не могу разобраться сам)

[ratay]

Ну, ребята. Для однофазной системы N=UIcos{phi}, для трехфазной N={\sqrt{3}}{Uл}{Iл}cos{phi}}. Чего еще то?

[lexabelic]

А соединение - в звезду.

[ETCartman]

Спасибо. Это выдаваемая электромеханическая мощность без КПД? Есть ли какие то формулы для кривой мощности в зависимости от оборотов?

[Fogel]

Да, есть кривая максимального момента от оборотов. По существу мощность характеризует. Основной её вывод: с места асинхронник полную рабочую нагрузку "не утянет"

[ETCartman]

Сообщение от Fogel Да, есть кривая максимального момента от оборотов. По существу мощность характеризует. Основной её вывод: с места асинхронник полную рабочую нагрузку "не утянет"

Я не электрик в общем но тут возникла определенная проблема. Двигатель запускается с VFD, но полные обороты несколько меньше номинальных. И вот тут вроде бы может теряться какая то мощность. В вики есть формула для мощности в которой кроме U и I фигурирует величина называемая slip
То есть это как раз процентное отношение разницы оборотов.
Номинальные при 60 герцах и 4 poles = 120*60/4= 1800 (на табличке дано 1760). А требуемые чуть меньше 1700. В общем там и при номинальных нет тяму, то есть это не ключевая причина, но хотелось бы прикинуть как на мощности сказывается занижение оборотов. Из формулы в вики я там ничего не уразумел, как конкретно вычислять.

[Fogel]

1800 это скорость вращения магнитного поля, зависит лишь от числа полюсов и частоты питающей сети. Далее идет коэффициент скольжения S - процент на сколько ротор отстает от частоты поля на холостом ходу. Чем больше нагрузка, тем больше отстает. Вот типичный график асинхронника, подробности у каждого движка свои

[ratay]

slip - это, скорее всего, скольжение. Скажем, для трехфазного короткозамкнутого в справочниках это указывают. Для номинального 1000об/мин настоящее число оборотов может быть 930 или около того, в зависимости от исполнения. Расчеты идут по номинальному, т.е. у вас, видимо, 1800.
А для звезды и треугольника мощность через Uл считается одинаково. Вот связь между Uл и Uф там разная.

[Pavel_V]

Сообщение от ETCartman как на мощности сказывается занижение оборотов. Из формулы в вики я там ничего не уразумел, как конкретно вычислять.

КПД немного падает. Возле номинальных значений на графике практически горизонтальная полка. Я бы пренебрег, если не проценты ловить, такой погрешностью.
Т.е. на пониженных оборотах для подвода той же механической мощности нужно затратить чуток побольше электрической из-за падения КПД.
Поскольку снижение оборотов от номинальных составляет 1-(1760-1700)/1760=3.04%, то и смысла заморачиваться с вычислением понижения КПД нету (оно будет меньше 3%), т.к. инвертор КПД имеет тоже не 100%, плюс механические потери и т.д. Смысла лезть в теорию нету.

[lexabelic]

Сообщение от ETCartman как на мощности сказывается занижение оборотов

мощность=момент*угловую скорость=момент*обороты в минуту*пи/60.
Для асинхронного двигателя номинальные обороты - это обороты при номинальной мощности. Они всегда будут ниже синхронных (для 4-полюсного мотора 1500 для европы, 1800 для сша). Разница между ними - скольжение/slip в %

Номинальная мощность одного и того же двигателя может приниматься различной в зависимости от класса использования (продолжительность включения, режим работы, назовите как хотите, по факту это мощность (функция от тока статора), которую при данном классе использования двигатель может развивать без перегрева (зависит от класса изоляции)). В справочниках обычно - это мощность при длительном режиме работы.

КПД - учитывает механические потери, потери от вихревых токов в обмотке статора, активные потери в обмотках статора и ротора.

Вывод:

Сообщение от Pavel_V смысла заморачиваться с вычислением понижения КПД нету

не лезте туда, КПД двигателя в окрестности номинальной мощности меняется незначительно.

----- добавлено через ~3 мин. -----

Сообщение от ETCartman Номинальные при 60 герцах и 4 poles = 120*60/4= 1800

Это не номинальные обороты, а синхронные, частота вращения магнитного поля. А на табличке 1760 об/мин - это обороты при развиваемой мощности, которая указана на табличке.

[ETCartman]

В общем всем спасибо, все понял примерно.
Формула 3^0.5*U*I*cos(phi) дает максимальную мощность, а если поделить на сервис фактор то получается как раз паспортный номинальный.

[lexabelic]

Формула 3^0.5*U*I*cos(phi) - это потребляемая электрическая активная мощность. В паспорте - механическая мощность на валу двигателя.
Система такая. Пусть двигатель вращается без нагрузки, в холостую. Тогда обороты ротора будут почти равны синхронным 1800 об/мин, механическая мощность на валу=0, электрическая мощность будет расходоваться только на потери в обмотках, трение в подшипниках и вентиляцию, итоговый кпд двигателя=0.
Пусть двигатель вращается под нагрузкой. Тогда на валу имеется момент, и обороты снижаются по характеристике (пост #7), т.е появляется скольжение. При этом растет ток статора I, и соответственно потребляемая электрическая мощность.
Обычно номинальный момент принимают 0,35...0,45 максимального (из величины потребляемого тока по перегреву). Ему соответствуют номинальное скольжение порядка 3%, номинальные обороты порядка 1750. Перемножили момент с оборотами - получили мощность из таблички.

[ETCartman]

Спасибо за объяснение.
Я так понял что запуск с VFD позволяет сгладить максимальные (стартовые) нагрузки и использовать мощность двигателя более полно.

[lexabelic]

Не в использовании мощности дело, а в плавном запуске, ограничении пускового тока. Ну и регулирование скорости.

[ETCartman]

Я не вполне понимаю как это работает. То есть теоретически понятие мощности или момента (механической системы) совершенно понятно, а переход от электричества к механике не вполне.
Есть вообще определенная сложившаяся процедура выбора, которую я использую, и в ряде случаев постоянно возникают проблемы не вполне понятного свойства. Задача в том чтобы проверить что в этой процедуре не так и порекомендовать внесение изменений. Вообще оно все описано в каталогах как и что выбирать, но немного по другому и для другого случая.
Из ответов тут я понял то, что электродвигатель это аналог мягкой связи. То есть он генерирует определенный момент на валу, который может быть достаточен, а может быть и нет. При запуске нагрузка на электродвигатель максимальная, но использование VFD позволяет сделать запуск мягче и соответственно степень использования мощности дивгателя может быть выше.

[lexabelic]

Хорошая книжка в посте #10. Терминология, конечно, советская/российская, но по делу и букв не много.
В чем ваш вопрос? Давайте пока пуск оставим в стороне. Разобраться бы с работой на установившемся режиме.

[ETCartman]

Вопрос как раз в пуске с помощью VFD
Насколько я понимаю, и что напрямую следует из расчетов или симуляций, для пуска потребна несколько большая мощность чем для нормальной работы.
Ввиду того, что мотор сам по себе создает определенный момент (который не может быть более фиксированной величины) то пуск с тем или иным ускорением состоится, если крутящий момент больше требуемого с учетом потерь.
Вот например не так давно была задача с тяжелым поворотным столом, который тем не менее легко повернуть руками. Если исходить из того, что стол нужно разогнать за фиксированное время, то потребная моментальная мощность получается большой. А если просто приложить к нему фиксированный момент, то он разгонится до полных оборотов за то время, за которое разгонится, если момент усилия страгивания с места меньше чем момент привода.
В широком смысле вопрос таков - как грамотно считать моторы с физической точки зрения. Процедура подбора мне в принципе известна, но она не ясна вполне с физической точки зрения.

[Pavel_V]

Электромеханические системы ОЧЕНЬ сложны. А вы еще в переходных процессах таких систем хотите разобраться. Это практически квантовая физика по сложности))))

Сообщение от ETCartman Ввиду того, что мотор сам по себе создает определенный момент (который не может быть более фиксированной величины) то пуск с тем или иным ускорением состоится, если крутящий момент больше требуемого с учетом потерь.

Двигатель создает крутящий момент в начальный момент времени, который зависит от способа пуска. Самый большой момент - прямой пуск на треугольнике. Это и КЗ и удар и максимальный момент. Некоторые типы нагрузки другим способом не запустить. Ресурс двигателя и всей механики будет уменьшаться с каждым пуском больше всего.

Все остальные способы УПП, ЧР, звезда-треугольник снижают начальные перегрузки за счет уменьшения начального момента. Для вентиляторной нагрузки начальный момент неважен, т.к. он равен нулю практически. А вот для того, чтобы сдвинуть груженый ленточный транспортер уже надо постараться.

Поэтому универсального метода выбора мощности двигателя нет. Нужен график нагрузки. Вот примерное описание типовых видов нагрузки: http://ets.ifmo.ru/kardonov/privod/2_2.htm

Самое интересное, когда попадается нагрузка нетиповая.

Еще особенность - ЧР выдают на движки совсем не синусоиду, поэтому реальная характеристика двигателя на выходе практически не расчитываема. Зато ЧР могут выдавать на двигатель постоянную мощность, постоянный момент, заданное время разгона и т.д при разгоне. Это снимает необходимость вдаваться в подробности и выполнять расчеты.

[ETCartman]

Сообщение от Pavel_V Самое интересное, когда попадается нагрузка нетиповая. .

Мне в основном интересна нагрузка вертикальная, то есть подъемник и подъемник с противовесом. И способ запуска - через variable frequency drive
и через софт стартер иногда. Если я правильно понимаю, то VFD способен плавно разгонять машину с нуля, таким образом ликвидируя инерционную составляющую мощности. Почему то при наличии противовеса машина всегда идет тяжелее чем без него (думаю что инерционная составляющая больше, то есть двигатель в момент старта как бы старается сдвинуть с места не разницу весов а две массы вместе).
Роль VFD в современной технике очень высока насколько я понял. Все запасы прочности связанные с пуском-стопом в основном, при наличии VFD можно добиться мягкого старта и стопа и соответственно продлить срок службы.

[vasiliu33]

Для начала вычисляется крутящий момент и обороты. Погуглите

[ratay]

Вот-вот, а номинальный момент двигателя должен выбираться из стандартного ряда, самый ближний к рассчитанному наибольший. При этом у вас автоматически получается запас. Тип двигателя вы определяете изначально, исходя из условий работы. Но это вам надо еще подчитать. Чаще всего это, конечно, короткозамкнутый. Но есть еще исполнения. Это уже сами. А все эти тонкости с нетиповой, непостоянной и пр. нагрузкой - это к непосредственному выбору электродвигателя отношения не имеет. Имеет, конечно, но все это рассчитывается заранее, затем усредняется тем или иным способом. Для этого тоже все-таки надо что-то подчитать.

[Юрий_Нд]

Доброго дня всем.
Где на этих диаграммах-графиках номинальная мощность?
Спасибо __________ Юрий.

[Fogel]

ИМХО Р2. Р1 это мощность на валу - от оборотов зависит.

[Lavrstone]

Сообщение от Юрий_Нд Доброго дня всем. Где на этих диаграммах-графиках номинальная мощность? Спасибо __________ Юрий.

По оси абсцисс.
По оси ординат: S - скольжение; n2 - частота вращения ротора; М - момент на валу; I1 - ток обмоток статора; P1 - потребляемая электрическая мощность; CosFi - коэффициент активной мощности; эта - КПД.

[Юрий_Нд]

Уважаемый Lavrstone, Спасибо что ответили и что избавили меня от необходимости писать замечания Fogel-ю.
Но меня, в моём вопросе больше интересовало "где", т. е. в каком диапазоне находится номинальная мощность на этом графике.
Вообще-то я полагаю, что она находится где-то в районе максимального КПД?
Но мне хотелось бы уточнить где конкретно.

[Lavrstone]

Сообщение от Юрий_Нд т. е. в каком диапазоне находится номинальная мощность на этом графике

Добрый день, если память не подводит, то в области максимального CosFi

[Юрий_Нд]

Простите, но думаю что Вы всё-таки "подводит", хотя бы потому, что остальные графики "не дотягиваются" до этой области.
Все еще полагаю, что где-то в районе максимального КПД?

[Lavrstone]

Сообщение от Юрий_Нд Простите, но думаю что Вы всё-таки "подводит"

Конечно, могу и ошибаться)
Однако, если посмотреть аналогичные графики в относительных единицах (P2/Pnom), то можно заметить, что точка максимального КПД не совпадает с номинальной мощностью.
В качестве примера рисунок 9 _http://www.ets.ifmo.ru/usolzev/wopros/op_ad.pdf

[Юрий_Нд]

Но там вроде бы как говорится, что это не реальный график, а только по схеме замещения?
И вообще, эти графики ну очень сильно не похожи "на мой источник".

[Pavel_V]

Номинальная мощность в паспорте двигателя.
Она постоянна и не меняется. Это техническая характеристика. Она на табличке.
На приведенном графике другие характеристики.

[Lavrstone]

Сообщение от Юрий_Нд сильно не похожи "на мой источник"

Я, к сожалению, не знаю что у вас за источник, не знаю какая именно асинхронная машина рассмотрена на графиках и при каких обстоятельствах. Могут быть нюансы.
В общем случае, у асинхронных машин точка максимального КПД не соответствует номинальной точке как минимум в классических учебниках по электрическим машинам (Вольдек, Попов, Костенко, Пиотровский и др.).
Не поленился, нашел даже выкопировку из учебника Костенко - см. вложение.

[Юрий_Нд]

Сообщение от Lavrstone Я, к сожалению, не знаю что у вас за источник,

Так не вопрос.
Китаев В.Е. - Электротехника с основами промышленной электроники (Профтехобразование) - 1980, стр. 143.

Сообщение от Lavrstone В общем случае, у асинхронных машин точка максимального КПД не соответствует номинальной точке

Так а я о чём, я же только предположил:

Сообщение от Юрий_Нд я полагаю, что она находится где-то в районе максимального КПД?

[Lavrstone]

Сообщение от Юрий_Нд Так а я о чём, я же только предположил

В выкопировке из Костенко есть п. Г про CosFi, память меня все же не сильно подводит

Сообщение от Юрий_Нд Китаев В.Е. - Электротехника с основами промышленной...

В Вашем источнике на стр. 143 написано примерно тоже самое что и у Костенко, только менее конкретно.

Итого, если график рабочих характеристик на рис. 103 (Китаев) приведен в абсолютных значениях для типовой асинхронной машины, то отвечая на вопрос в #25 теперь уже без сомнений можно сказать, что точку номинальной мощности следует искать в области максимума функции CosFi(P2).

[Юрий_Нд]

Да, спасибо, как-то худо-бедно разобрались.
Есть ещё один такой вопрос. Меня интересует та мощность-график, которая идёт чисто на банальный нагрев асинхронного двигателя. То есть, на работу электродвигателя "в режиме ТЭН-а".
Думаю, что при этом нужно полагаться на график потребляемого тока I1.
Верно?

[Lavrstone]

Сообщение от Юрий_Нд на банальный нагрев асинхронного двигателя

Вообще все потери - и в меди, и в стали и механические уходят в тепло на нагрев АД, конкретные значения зависят от режима работы машины.
Детальнее уже не подскажу, так как занимался такими задачами давно, но рекомендую обратиться к классическим учебникам (Немного проще можно посмотреть тут: _http://www.ets.ifmo.ru/usolzev/intmod/b_10.pdf).

[Юрий_Нд]

Сообщение от Lavrstone и механические

Да, совершенно верно. И их туда же... Но это копейки...
Самое главное, что я хотел понять, что с активным током всё понятно.
Он работает на резистор, как на ТЭН, то есть напрямую, на нужную нам механическую мощность.
А вот с реактивным (конденсаторным) током что?
Он же не просто бестолково бегает туды-сюды, он ведь ещё и греет нашу медь?
И при этом не добавляет никакой механической мощности?
То есть чисто работает против нас, конкретно понижая КПД?
Я правильно понимаю?

[Lavrstone]

Сообщение от Юрий_Нд Он же не просто бестолково бегает туды-сюды

Упрощенно, реактивный ток нам нужен только для формирования магнитного поля машины. Причем в системе генератор-двигатель, если опять же все упрощать, двигатель потребляет реактивную мощность, формируемую генератором. Отсюда проблема с компенсацией реактивной мощности на электростанциях в ночное время - мало потребителей реактивной мощности (энергетики поправят).
В рассматриваемом случае в тепло преобразуется только активная составляющая.

[Юрий_Нд]

Сообщение от Lavrstone в тепло преобразуется только активная составляющая.

А тут я конкретно не понял.
По-вашему получается, что реактивная составляющая тока пробежалась туды-сюды по обмоткам...
... и ничего не нагрела?

[Lavrstone]

Сообщение от Юрий_Нд и ничего не нагрела

Совершенно верно)

Сообщение от Юрий_Нд По-вашему получается

Так получается не только по-моему, а вообще: _https://ru.wikipedia.org/wiki/Электрическая_мощность
Возможно имеется какое-то недопонимание из-за расхождений в терминологии или иных основных понятиях, но меня учили именно так, что согласуется с классическими учебниками ТОЭ и другими источниками.