Электрические характеристики двигателя
Электрические характеристики, такие как напряжение, частота и фаза питания, должны соответствовать номинальной паспортной табличке двигателя. Двигатель будет работать удовлетворительно на напряжении в пределах 10% от заводской таблички, или частота в пределах 5%, или комбинированное изменение напряжения и частоты не должно превышать 10%.
17 электрических характеристик двигателя, которые вы должны знать (на фото: Delco Remanufactured Electric Motor 1.5 HP 1760 RPM)
- напряжение
- фаза
- Ток (ампер)
- Hertz / Частота
- Лошадиные силы
- Скорости
- Класс изоляции
- Коэффициент обслуживания
- Конденсаторы
- КПД
- кодеры
- Термическая защита (перегрузка)
- Устройства заземления вала
- Фарадейский щит
- Заземляющая кисть
- Кольцо заземления вала
- Изолированные подшипники
- Характеристики скорости крутящего момента
1. Напряжение
Общее напряжение 60 Гц для однофазных двигателей составляет 115 вольт, 230 вольт и 115/230 вольт. Общее напряжение 60 Гц для трехфазных двигателей составляет 230 вольт, 460 вольт и 230/460 вольт. Иногда встречаются электродвигатели на 200 вольт и 575 вольт.
В предыдущих стандартах NEMA эти напряжения были указаны как 208 или 220/440 или 550 вольт.
Двигатели с этими напряжениями на паспортной табличке можно безопасно заменить двигателями, имеющими стандартную маркировку 200 или 208, 230/460 или 575 вольт соответственно.
Моторы с номинальным напряжением 115 / 208-230 вольт и 208-230 / 460 вольт, в большинстве случаев, будут удовлетворительно работать при напряжении 208 вольт, но крутящий момент будет на 20-25% ниже. Для работы ниже 208 вольт может потребоваться двигатель с напряжением 208 вольт (или 200 вольт) или использование следующего двигателя с более высоким мощностью.
Паспортная табличка промышленного двигателя (фото: INYOPools.com)
Вернуться к Электрические характеристики двигателя ↑
2. Фаза
Однофазные двигатели учитывают до 80% двигателей, используемых в Соединенных Штатах, но используются в основном в домах и во вспомогательных промышленных предприятиях с низкой лошадиной мощностью, таких как вентиляторы и фермы.
Трехфазные двигатели обычно используются на более крупном коммерческом и промышленном оборудовании.
Вернуться к Электрические характеристики двигателя ↑
3. Ток (ампер)
При сравнении типов двигателей основные усилители нагрузки и / или коэффициенты коэффициента обслуживания являются ключевыми параметрами для определения правильной нагрузки на двигатель. Например, никогда не заменяйте двигатель типа PSC (постоянный разделительный конденсатор) с затененным полюсом, так как его усилители обычно будут на 50-60% выше.
Сравнить PSC с PSC, запуск конденсатора с запуском конденсатора и т. Д.
Вернуться к Электрические характеристики двигателя ↑
4. Герц / Частота
В Северной Америке 60 Гц (циклы) являются общим источником питания. Однако большая часть остального мира оснащена мощностью 50 Гц.
Вернуться к Электрические характеристики двигателя ↑
5. Лошадиная сила
Точно, 746 Вт электроэнергии будут производить 1 л.с., если двигатель может работать со 100% -ной эффективностью, но, конечно, ни один мотор не будет на 100% эффективным. Двигатель 1 HP, работающий с коэффициентом 84%, будет иметь общее потребление ватт 888 Вт. Это составляет 746 Вт полезной мощности и 142 Вт потери из-за тепла, трения и т. Д. (888 × 0, 84 = 746 = 1 HP).
Лошадиную силу можно также рассчитать, если крутящий момент известен, используя одну из следующих формул:
Вернуться к Электрические характеристики двигателя ↑
6. Скорости
Примерный об / мин при номинальной нагрузке для малых и средних двигателей мощностью 60 Гц и 50 Гц при номинальных напряжениях:
| Тип двигателя | 60 Гц | 50Гц | Синхронная скорость |
| 2-полюсный двигатель | 3450 | 2850 | 3600 |
| 4-полюсный двигатель | 1725 | 1425 | 1800 |
| 6-полюсный двигатель | 1140 | 950 | 1200 |
| 8-полюсный двигатель | 850 | 700 | 900 |
Синхронную скорость (без нагрузки) можно определить по этой формуле:
Вернуться к Электрические характеристики двигателя ↑
7. Класс изоляции
Системы изоляции рассчитаны по стандартным классификациям NEMA в соответствии с максимально допустимыми рабочими температурами. Они заключаются в следующем:
| Класс | Максимум. допустимая температура |
| 105 ° C (221 ° F) | |
| В | 130 ° C (266 ° F) |
| F | 155 ° C (311 ° F) |
| ЧАС | 180 ° C (356 ° F) |
* Повышение температуры двигателя плюс максимальная окружающая среда
Как правило, замените электродвигатель на один, имеющий одинаковый или более высокий класс изоляции. Замена одной из более низких температур может привести к преждевременному отказу двигателя. Каждое повышение на 10 ° C выше этих рейтингов может сократить срок службы двигателя на половину.
Вернуться к Электрические характеристики двигателя ↑
8. Коэффициент обслуживания
Сервисный коэффициент (SF) является показателем непрерывной перегрузочной способности, при которой двигатель может работать без перегрузки или повреждения, при условии, что другие параметры конструкции, такие как номинальное напряжение, частота и температура окружающей среды, находятся в пределах норм.
Пример: Двигатель 3/4 HP с 1, 15 SF может работать на 0, 86 л.с. (0, 75 л.с. 1, 15 = 0, 862 л.с.) без перегрева или иным образом повреждать двигатель, если номинальное напряжение и частота подаются на выводы двигателя. Некоторые двигатели имеют более высокие коэффициенты обслуживания, чем стандарт NEMA.
Нередко оригинальному изготовителю оборудования (OEM) приходится загружать двигатель до максимальной нагрузки (коэффициент обслуживания). По этой причине не заменяйте двигатель одной и той же заводской мощностью, но с более низким коэффициентом обслуживания.
Всегда следите за тем, чтобы сменный мотор имел максимальный рейтинг HP (с рейтингом HP x SF), равный или превышающий тот, который он заменяет. Умножьте лошадиную силу на коэффициент обслуживания для максимальной потенциальной нагрузки.
Для удобства использования в этой таблице приведены стандартные коэффициенты обслуживания NEMA для различных двигателей с двигателем и скоростью двигателя.
| ДЛЯ ДВИЖУЩИХСЯ ДВИГАТЕЛЕЙ | ||||
| HP | 3600 | 1800 | 1200 | 900 |
| 1/6, 1/4. 1/3 | 1, 35 | 1, 35 | 1, 35 | 1, 35 |
| 1/2 | 1, 25 | 1, 25 | 1, 25 | 1, 25 |
| 3/4 | 1, 25 | 1, 25 | 1, 15 | 1, 15 |
| 1 | 1, 25 | 1, 15 | 1, 15 | 1, 15 |
| 1 1/2 up | 1, 15 | 1, 15 | 1, 15 | 1, 15 |
Коэффициент обслуживания NEMA для полностью закрытых двигателей составляет 1, 0. Однако многие производители строят TEFC с коэффициентом обслуживания 1, 15.
Вернуться к Электрические характеристики двигателя ↑
9. Конденсаторы
Конденсаторы используются на всех дробных асинхронных двигателях HP, кроме заштрихованных полюсов, двухфазных и многофазных. Стартовые конденсаторы рассчитаны на то, чтобы оставаться в цепи очень короткое время (3-5 секунд), в то время как работающие конденсаторы постоянно находятся в цепи. Конденсаторы рассчитаны на мощность и напряжение.
Никогда не используйте конденсатор с напряжением, которое меньше рекомендованного с заменяющим двигателем! Более высокое напряжение приемлемо.
Вернуться к Электрические характеристики двигателя ↑
10. Эффективность
Эффективность двигателя - это измерение полезной работы, производимой двигателем, по сравнению с потребляемой ею энергией (теплотой и трением). 84% -ный эффективный двигатель с общим потреблением ватт мощностью 400 Вт дает 336 Вт полезной энергии (400 × 0, 84 = 336 Вт).
64 Вт (400 - 336 = 64 Вт) нагреваются.
Вернуться к Электрические характеристики двигателя ↑
11. Кодеры
Кодеры - это устройства, которые преобразуют сигнал, независимо от того, движется ли в положение или обратная связь по скорости для системы управления движением. Возьмите конвейерную систему в качестве приложения. Вы хотите запустить конвейер со скоростью 100 футов в минуту. Двигатель, который питает этот конвейер, оснащен датчиком, установленным на его валу.
Выходной сигнал от энкодера поступает в контроллер и до тех пор, пока выходной сигнал сообщает контроллеру, что все в порядке - двигатель работает на правильной скорости - он продолжает работать с текущей скоростью.
Если нагрузка на конвейер изменяется, например, она перегружается из-за дополнительного веса продукта, добавленного к конвейеру, контроллер должен заметить изменение импульсов от датчика, поскольку скорость конвейера замедляется от этого дополнительного веса и контроллер будет посылать сигнал на двигатель для ускорения, чтобы компенсировать это изменение нагрузки.
Как только нагрузка будет возвращена к стандартной ожидаемой нагрузке, управление снова увидит сигнал от энкодера и замедлит двигатель до необходимой скорости.
Существует два основных типа кодеров: роторный и линейный, и каждый тип может использовать различные технологии зондирования. Они включают оптические, магнитные или индуктивные. Оптические ротационные энкодеры являются наиболее распространенным типом.
Вернуться к Электрические характеристики двигателя ↑
12. Термическая защита (перегрузка)
Термозащита, автоматическая или ручная, смонтированная в концевой раме или на обмотке, предназначена для предотвращения слишком высокой температуры двигателя, что может привести к возгоранию или повреждению двигателя. Защитные устройства обычно являются токовыми и чувствительными к температуре. Некоторые двигатели не имеют встроенного защитника, но для обеспечения безопасности они должны иметь защиту, предусмотренную в конструкции всей системы.
Никогда не обходите защитника из-за неприятного срабатывания ! Это, как правило, указывает на некоторые другие проблемы, такие как перегрузка или отсутствие надлежащей вентиляции.
Никогда не заменяйте и не выбирайте двигатель с автоматической перегрузкой с автоматическим сбросом для применения, когда ведомая нагрузка может привести к травме, если двигатель должен неожиданно перезапустить. В таких применениях следует использовать только тепловые перегрузки с ручным сбросом.
Основные типы защиты от перегрузки включают:
- Автоматический сброс: после охлаждения двигателя этот прерыватель линии автоматически восстанавливает питание. Он не должен использоваться, когда неожиданный перезапуск будет опасным.
- Ручной сброс: этот прерыватель с прерыванием линии имеет внешнюю кнопку, которая должна быть нажата для восстановления питания двигателя. Используйте, когда неожиданный перезапуск будет опасным, как на пилах, конвейерах, компрессорах и других машинах.
- Детекторы температуры сопротивления: высокоточные калиброванные резисторы монтируются в двигателе и используются вместе с прибором, поставляемым заказчиком для обнаружения высоких температур.
Вернуться к Электрические характеристики двигателя ↑
13. Устройства заземления вала
Рекомендуется заземление вала (NEMA MG1 31.4.4.3) в качестве эффективного средства защиты подшипников для двигателей, работающих от мощности инвертора. Напряжение вала возникает в двигателях, работающих от преобразователей с переменной частотой (VFD). Эти VFD индуцируют напряжения на валу приводного двигателя из-за чрезвычайно высокой скорости переключения биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT), которые генерируют широтно-импульсную модуляцию, используемую для управления двигателями переменного тока.
Наличие высокочастотных токов заземления может привести к возникновению искр, дугогасительных и электрических ударов и может повредить подшипники.
Одно заземляющее устройство является достаточным для сброса напряжения на валу с инверторным источником, тем самым защищая оба подшипника для двигателей размером до 6085.
Существует четыре общих метода, которые могут минимизировать или устранить это повреждение подшипника, вызванное этими токами заземления:
- Фарадеевский щит,
- Изолированные подшипники или керамические подшипники,
- Грунтовая кисть или
- Заземляющее кольцо
Экранирование кабеля или провода между двигателем и VFD также может значительно улучшить эти пики.
Вернуться к Электрические характеристики двигателя ↑
13.1 Фарадейский щит
Электростатический экранированный асинхронный двигатель (ESIM) является одним из подходов к проблеме напряжения вала, так как изоляция снижает уровни напряжения ниже диэлектрического пробоя.
Это эффективно останавливает деградацию подшипников и предлагает одно решение для ускоренного износа подшипника, вызванного флютингом, вызванным VFD.
Вернуться к Электрические характеристики двигателя ↑
13.2 Щетка для заземления
Заземление вала путем установки заземляющего устройства обеспечивает альтернативный низкоомный путь от вала двигателя к корпусу двигателя. Это направляет ток от подшипников.
Это значительно снижает напряжение вала и, следовательно, ток подшипника, не позволяя напряжению накапливаться на роторе.
Вернуться к Электрические характеристики двигателя ↑
13.3 Кольцо заземления вала
Кольцо заземления вала (SGR) аналогично заземляющей щетке, за исключением того, что эта щетка использует проводящие микроволокна, создавая путь низкого сопротивления от двигателя.
Вернуться к Электрические характеристики двигателя ↑
13.4 Изолированные подшипники
Изолированные или керамические подшипники устраняют путь к земле через подшипник для протекания тока.
Вернуться к Электрические характеристики двигателя ↑
14. Моментные характеристики моторов
Количество крутящего момента, создаваемого двигателем, обычно изменяется со скоростью. Эта характеристика крутящего момента зависит от типа и конструкции двигателя и часто отображается на графике крутящего момента.
Рисунок 2 - Типичный график скорости крутящего момента
Некоторые важные факторы, указанные графиком, включают:
- Пусковой момент - крутящий момент, создаваемый с нулевой скоростью
- Крутящий момент - минимальный крутящий момент, создаваемый при разгоне от останова до рабочей скорости
- Крутящий момент - максимальный крутящий момент, который двигатель может произвести до остановки
Вернуться к Электрические характеристики двигателя ↑
Справка // Базовое обучение промышленным и коммерческим продуктам LEESON