Расчет на запуск асинхронного двигателя: Электронный научный архив ТПУ: Invalid Identifier

Содержание

Пусковые токи асинхронных электродвигателей — ООО «СЗЭМО Электродвигатель»

Пусковым называется ток, необходимый для осуществления запуска электрического двигателя. Пусковые токи асинхронных электродвигателей обычно в несколько раз превышают показатели, достаточные для работы в нормальном режиме.

Пусковые токи асинхронных электродвигателей

Двигатели асинхронного типа в момент подключения к электросети потребляют значительное количество энергии для того, чтобы:

  • привести ротор в движение;
  • поднять скорость вращения с нуля до рабочего уровня.

Этим объясняется необходимость использования большого пускового тока, который существенно отличается от количества электроэнергии, позволяющего поддерживать постоянное число оборотов. Это характерно не только для асинхронных, но и для однофазных двигателей постоянного тока, хотя принцип действия последних совершенно иной.

Проблема высоких пусковых токов: решение

Высокий пусковой ток может спровоцировать резкое, хотя и кратковременное падение напряжения, при котором прочие подключенные к сети устройства испытают недостаток энергии.

Это нежелательно, поскольку негативно влияет на безопасность работы и долговечность оборудования.

Для решения задачи предусмотрены специальные дополнительные устройства, установка которых в процессе подключения и наладки двигателей позволяет:

  • максимально уменьшить значение пускового тока;
  • повысить плавность запуска;
  • снизить затраты на запуск агрегата, так как становится возможным применение менее мощных дизельных электростанций, стабилизаторов, проводов с меньшим сечением и пр.

Наибольшей эффективностью отличаются такие современные устройства, как частотные преобразователи и софтстартеры. Они обеспечивают высокую (более минуты) продолжительность поддержания пускового тока.

Как рассчитать пусковой ток электродвигателя

Чтобы объективно оценить сложность условий запуска двигателя, необходимо предварительно узнать величину необходимого для этого пускового тока. Основные этапы расчета следующие:

  • вычисление номинального тока;
  • определение значения пускового тока (в амперах).

Для того чтобы получить значение номинального тока для используемой модели электродвигателя, применяют формулу, которая имеет вид Iн=1000Pн / (Uн*cosφ*√ηн). Pн и Uн – это номинальные показатели мощности и напряжения, cosφ и ηн – номинальные коэффициенты мощности и полезного действия.

Собственно пусковой ток, который обозначается как Iп, определяется при помощи формулы Iп = Iн * Kп, где Kп – это кратность постоянного тока по отношению к его номинальному значению (Iн). Всю необходимую для проведения расчетов информацию (значения Kп, Pн, ηн, cosφ, Uн) можно найти в технической документации, которая прилагается к электродвигателю.

Корректный расчет пускового тока двигателя способствует правильному выбору автоматических выключателей, предназначенных для защиты линии включения, а также приобретению дополнительного оборудования (генераторы и пр.) с подходящими параметрами.


Пуск трехфазного асинхронного двигателя по схеме переключение «звезда – треугольник» ~ Электропривод

С помощью снижения пускового момента и ограничения пускового тока используют метод пуска асинхронного двигателя переключение «звезда – треугольник». В первый момент пуска, напряжение к статорным обмоткам подключается по схеме «звезда» (Y). Как только двигатель разгоняется, его питание включается по схеме «треугольник» (∆).

 

Преимущества

Некоторые трехфазные двигатели на низкое напряжение с мощностью выше 5 кВт рассчитывают на напряжение 400 В при включении по схеме «треугольник» (∆) или на 690 В при включении по схеме «звезда» (Y). Такая схема включения дает возможность производить пуск двигателя при меньшем напряжении. При пуске двигателя по схеме «звезда – треугольник» удается уменьшить пусковой ток, до 1/3 от тока прямого пуска от сети. Пуск по схеме «звезда – треугольник» особенно подходит для механизмов с большими маховыми массами, когда нагрузка набрасывается уже после разгона двигателя до номинальной скорости.

Недостатки пуска асинхронного двигателя переключением «звезда – треугольник»

При пуске двигателя переключением «звезда – треугольник» происходит также снижение пускового момента, приблизительно на 33%. Данный метод можно использовать только для трехфазных асинхронных двигателей, которые имеют возможность подключения по схеме «треугольник». В таком варианте существует опасность переключения на «треугольник» при слишком низкой частоте вращения, что вызовет рост тока до такого же уровня, что и ток при «прямом» пуске DOL.

Во время переключения со «звезды» на «треугольник» асинхронный электродвигатель может быстро снизить скорость вращения, для увеличения которой также потребуется резкое увеличение тока. На рисунке показана схема запуска двигателя с помощью пускателей KM1, KM2, KM3. Пускатель KM1,КМ2 включает электродвигатель по схеме «звезда». Через время, отведенное на запуск и выход двигателя на 50% номинальной скорости, отключается пускатель КМ2 и включается КМ3, переключая двигатель на «треугольник».


Пусковой момент и ток при пуске переключением «звезда – треугольник» значительно ниже, чем при прямом пуске.

Сравнение способа прямого пуска DOL и пуска с переключением «звезда – треугольник»

В данных диаграммах показаны пусковые токи для насоса, с трехфазным асинхронным двигателем мощностью 7,5 кВт методом прямого пуска (DOL) и пуска переключением «звезда – треугольник», соответственно. На рисунке видно, что способ прямого пуска DOL отличается большими пусковыми токами, но который через некоторое время уменьшается и становится постоянным.

Способ пуска переключением «звезда – треугольник» отличается меньшими низким пусковыми токами. Однако, в момент запуска при переходе от «звезды» к «треугольнику» происходят скачки токов. Во время пуска по схеме «звезда», через (t = 0,3 с), величина тока снижается. Однако, во время переключения со «звезды» на «треугольнику», через время t = 1,7 с, величина тока достигает уровня пускового тока при прямом пуске. Более того, скачок тока может стать ещё больше, так как во время переключения на двигатель не подаётся напряжение и двигатель теряет скорость перед подачей полного напряжения.

 

Пусковые токи асинхронных электродвигателей | Полезные статьи

Ток, который нужен для запуска электродвигателя, называется пусковым. Как правило, пусковые токи электродвигателей в несколько раз большие, чем токи, необходимые для работы в нормально-устойчивом режиме.

Рисунок 1. Асинхронный электродвигатель Ток, который необходим для запуска электродвигателей как переменного, так и постоянного тока, называется пусковым. Величина пускового тока в несколько раз превышает, номинальное значение тока статора, необходимое для работы в нормально-устойчивом режиме.

Последствием высоких пусковых токов электродвигателей является кратковременное падение напряжения в силовых сетях, что может негативно отразиться на работоспособности другого оборудования, подключенного в эту же сеть. 

Поэтому при подключении и наладке двигателей переменного тока (наиболее распространенных в промышленности) стоит задача максимально снизить значения пусковых токов, а также повысить плавность пуска двигателя за счет применения специального дополнительного оборудования. 

Одной из наиболее эффективных категорий устройств, облегчающих тяжелые условия пуска, являются частотные преобразователи и устройства плавного пуска, с помощью которых обеспечивается плавный управляемый разгон и торможение электродвигателя. Пусковой ток асинхронного электродвигателя с фазным ротором уменьшают за счет внедрения в цепь ротора специальных регулируемых резисторов.

 

Расчет пускового тока асинхронного электродвигателя

Рисунок 2. Асинхронный электродвигатель с частотным преобразователем Расчет пускового тока электродвигателя необходим для того, чтобы правильно подобрать автоматические выключатели с необходимыми времятоковыми характеристиками, способными защитить линию включения данного электродвигателя.

Определение номинального тока трехфазного электродвигателя переменного тока согласно формуле: Iн=Pн/(Uн*cosφ*√3ηн), где 
    • Рн – номинальная мощность двигателя, кВт,
    •

– номинальное напряжение, кВт;
    • ηн — номинальный коэффициент полезного действия, деленный на 100;
    • cosφ —номинальный коэффициент мощности электромотора. 

Расчет величины пускового тока по формуле 
Iпуск=Iн*Кпуск, где
    • – номинальная величина тока обмоток статора;
    • Кпуск – коэффициент кратности пускового тока к номинальному значению.

Данные о мощности двигателя, номинальном напряжении и кратности пускового тока к номинальному можно найти в технической документации двигателя или увидеть на его шильдике. 

Для оформления заказа позвоните менеджерам компании Кабель.РФ® по телефону +7 (495) 646-08-58 или пришлите заявку на электронную почту [email protected] с указанием требуемой модели электродвигателя, целей и условий эксплуатации. Менеджер поможет Вам подобрать нужную марку с учетом Ваших пожеланий и потребностей.  

 

Расчет запуска и потери асинхронного двигателя

Запуск асинхронного двигателя

Основными задачами при запуске асинхронного двигателя являются:

  1. Для работы с высоким пусковым током
  2. Для достижения высокого пускового момента.

Как известно, сопротивление ротора определяет пусковой момент. Обычно это сопротивление ротора невелико, обеспечивая небольшой пусковой момент, но хорошие рабочие условия. Таким образом, двигатель с короткозамкнутым ротором может работать только при низких пусковых нагрузках.

Расчет запуска и потери асинхронного двигателя

Если сопротивление ротора некоторым образом увеличивается, тогда скольжение и скорость, с которой происходит максимальный крутящий момент, могут быть сдвинуты. Для этой цели в роторном контуре может быть введено внешнее сопротивление, которое выполняется в случае моторов скольжения или двигателей с роторным ротором.

Когда питание подается на стационарный ротор, начинает течь чрезмерный ток .

Это происходит из-за того, что между обмоткой статора и обмоткой ротора существует трансформаторное действие, а проводники ротора закорочены. Это вызывает сильный ток через ротор. Если при уменьшении этого тяжелого пускового тока уменьшается напряжение пускового напряжения, оно также влияет на пусковой момент.

Способы запуска двигателя

Чтобы получить все, обычно используется следующий метод запуска:

  1. Начало DOL
  2. Запуск автоматического трансформатора
  3. Стар-дельта начинается.

Расчет потерь

Ниже приведены потери в асинхронном двигателе:

  1. Потеря сердечника в статоре и роторе
  2. Потери меди из статора и ротора
  3. Трение и потери мощности.

Потери основного тока связаны с основными и потоками утечек. Поскольку напряжение считается постоянным, потери в сердечнике также могут быть аппроксимированы как константа. DC может измерять сопротивление статора. Гистерезис и потеря вихревых токов в проводниках повышают сопротивление, а эффективное сопротивление достигается в 1, 2 раза от сопротивления постоянного тока.

Потери меди в роторе вычисляются путем вычитания потерь мешалки статора из общей измеренной потери или потери ротора I 2 R. Потери трения и потери мощности можно считать постоянными, независимо от нагрузки.

  • Эффективность = выход ротора / вход статора
  • Выход = вход — потери

Пример с расчетами

Рассмотрим трехфазный 440 В, 50 Гц, шестиполюсный асинхронный двигатель. Двигатель потребляет 50 кВт при 960 об / мин для определенной нагрузки. Предположим, что потери статора 1 кВт и потери на трение и обмотку 1, 5 кВт.

Чтобы определить процентное скольжение, потерю медной массы ротора, выход ротора и эффективность двигателя, выполните следующую функцию:

Процент скольжения //

Синхронная скорость двигателя = (50 × 120) / 6 = 6000/6 = 1000 об / мин
Slip
= (Синхронная скорость — Фактическая скорость) = 1000 — 960 = 40 об / мин
Процент скольжения
= ((40/1000) × 100) = 4% = 0, 04

Потери меди из ротора //

Вход ротора = 50 1 = 49 кВт
Потери меди ротора
= вход ротора × скольжение = 49 × 0, 04 = 1, 96 кВт

Выход ротора //

Выход ротора = Вход ротора — Потери медного ротора — Трение и потеря ветров
= 49 — 1, 96 + 1, 5
= 49 — 3, 46
= 45, 54 кВт

Моторная эффективность //

Производительность двигателя = Выход ротора / Вход двигателя
= 45, 54 / 50 = 0, 9108
= 91, 08%

Векционный электродвигатель с индукционным отторжением (VIDEO)

Ресурс: практическое устранение неисправностей электрооборудования и схем управления — Марк Браун, Джавахар Раутани и Динеш Патил (получить его от Amazon)

Связанные электрические направляющие и изделия

Чему равен пусковой ток асинхронного двигателя.

Пусковой ток

Полный ток нагрузки Ia, подаваемый на двигатель, рассчитывается по следующим формулам:

где
Ia: полный ток (А)
Pn: номинальная мощность (кВт)
U: междуфазное напряжение для 3-фазного двигателя и напряжение между зажимами для 1-фазного двигателя (В). 1-фазные двигатели могут подсоединяться на фазное или линейное напряжение
η: КПД, т.е. выходная мощность (кВт)/ входная мощность (кВт)
cos φ : коэффициент мощности, т.е. входная мощность (кВт)/входная мощность(кВА)

Сверхпереходный ток и уставка защиты

  • Пиковое значение сверхпереходного тока может быть крайне высоким. Обычно это значение в 12-15 раз превышает среднеквадратическое номинальное значение Inm. Иногда это значение может в 25 раз превышать значение Inm.
  • Выключатели, контакторы и термореле рассчитываются на пуски двигателей при крайне высоких сверхпереходных токах (сверхпереходное пиковое значение может в 19 раз превышать среднеквадратическое номинальное значение Inm).
  • При внезапных срабатываниях защиты от сверхтоков при пуске это означает выход пускового тока за нормальные пределы. В результате могут достигаться предельные значения параметров распределительных устройств, срок службы может укорачиваться и даже некоторые устройства могут выходить из строя. Во избежание такой ситуации необходимо рассмотреть вопрос о повышении номинальных параметров распределительных устройств.
  • Распределительные устройства рассчитываются на обеспечение защиты пускателей двигателей от КЗ. В зависимости от риска, таблицы показывают комбинации выключателя, контактора и термореле для обеспечения координации типа 1 или 2.

Пусковой ток двигателя

Хотя рынок предлагает двигатели с высоким КПД, на практике их пусковые токи приблизительно такие же, как у стандартных двигателей.

Применение пускателей с соединением треугольником, статических устройств для плавного пуска или регулируемых приводов позволяет снизить значение пускового тока (например, 4 Ia вместо 7,5 Ia).

Компенсация реактивной мощности (квар), подаваемой на асинхронные двигатели

Как правило, по техническим и финансовым соображениям выгоднее снижать ток, подаваемый на асинхронные двигатели. Это может обеспечиваться за счет применения конденсаторов, без влияния на выходную мощность двигателей.

Применение этого принципа для оптимизации работы асинхронных двигателей называется «повышением коэффициента мощности» или «компенсацией реактивной мощности».

Как обсуждается в Главе Компенсация реактивной мощности и фильтрация гармоник , полная мощность (кВА), подаваемая на двигатель, может значительно снижаться путем использования параллельно подключенных конденсаторов. Снижение входной полной мощности означает соответствующее снижение входного тока (так как напряжение остается постоянным).

Компенсация реактивной мощности особенно рекомендуется для двигателей с длительными периодами работы при пониженной мощности.

Как указывается выше,

Поэтому, снижение входной полной мощности (кВА) приводит к увеличению (т. е. улучшению) значения cos φ.

Ток, подаваемый на двигатель, после компенсации реактивной мощности рассчитывается по формуле:

где: cos φ – коэффициент мощности до компенсации, cos φ’ – коэффициент мощности после компенсации, Ia – исходный ток.

Рис. A4 ниже показывает (в зависимости от номинальной мощности двигателя) стандартные значения тока для нескольких значений напряжения питания.

кВт л.с. 230 B 380 — 415 B 400 B 440 — 480 B 500 B 690 B
A A A A A A
0,18
0,25
0,37


1,0
1,5
1,9


0,6
0,85
1,1


0,48
0,68
0,88
0,35
0,49
0,64

0,55
1/2

3/4

2,6
1,3

1,8

1,5
1,1

1,6

1,2

0,87

0,75
1,1
1


3,3
4,7
2,3


1,9
2,7
2,1


1,5
2,2

1,1
1,6


1,5
1-1/2
2


6,3
3,3
4,3


3,6
3,0
3,4


2,9


2,1
2,2

3,0

3
8,5

11,3

6,1
4,9

6,5

4,8
3,9

5,2
2,8

3,8
3,7
4
5,5



15
20

9,7

8,5
11,5

7,6

6,8
9,2

4,9
6,7


7,5
7-1/2
10


27
14,0
18,0


15,5
11,0
14,0


12,4


8,9
11


15
20
38,0


27,0
34,0
22,0


21,0
27,0
17,6

12,8

15
18,5


25
51
61


44
39
35


34
23
28
17
21
22


30
40
72


51
66
41


40
52
33

24

30
37


50
96
115


83
55
66


65
44
53
32
39

45
55
60


140
169
103


80
97
77


64
78

47
57


75
75
100


230
128
165


132
96
124


106


77
90

110

125
278

340

208
160

195

156
128

156
93

113

132
150

200

400
240

320

230
180

240

184

134
150
160
185



487



280



224

162

200
220
250


609
403


350
302


280

203

250
280
300


748
482


430
361


344

250


300
350
400


560
636


414
474




315

335

540
940



540


515
432

313

355

375

500
1061


786
610


590
488

354

400
425
450


1200



690



552

400

475
500
530



1478



850



680

493
560
600
630


1652

1844


950

1060


760

848
551

615
670
710
750



2070



1190



952

690
800
850
900


2340

2640


1346

1518


1076

1214
780

880
950
1000


2910


1673


1339

970

Рис. A4: Номинальная мощность и токи

Содержание:

При работе с различными электротехническими устройствами довольно часто возникает вопрос, что такое пусковой ток. В самом простом варианте ответа это будет такой ток, который потребен при запуске электродвигателя или другого устройства. Его значение может в несколько раз превышать номинальное, требующееся в нормальном устойчивом режиме работы. Таким образом, для того чтобы раскрутить ротор, электродвигатель должен приложить гораздо больше энергии по сравнению с работой при постоянном числе оборотов. Снизить пусковые токи можно с помощью специальных систем гашения и устройств плавного пуска.

Пусковые токи электродвигателей

В каждом приборе, устройстве или механизме возникают процессы, называемые пусковыми. Это особенно заметно при начале движения, когда необходимо тронуться с места. В этот момент для первоначального толчка требуется значительно больше усилий, чем при дальнейшей работе данного механизма.

Точно такие же явления затрагивают и электрические устройства — электродвигатели, электромагниты, лампы и другие. Наличие пусковых процессов в каждом из них зависят от того, в каком состоянии находятся рабочие элементы. Например, нить накаливания обычной лампочки в холодном состоянии обладает сопротивлением, значительно меньшим, чем при нагревании в рабочем режиме до 1000 0 С. То есть, у лампы, мощностью 100 Вт сопротивление нити во время работы составит около 490 Ом, а в выключенном состоянии этот показатель снижается до 50 Ом. Поэтому при высоком пусковом токе лампочки иногда перегорают. От всеобщего перегорания их спасает сопротивление, возрастающее при нагревании. Постепенно оно достигает постоянного значения и способствует ограничению рабочего тока до нужной величины.

Влияние пусковых токов в полной мере затрагивает все виды электродвигателей, широко применяющихся во многих областях. Для того чтобы правильно эксплуатировать электроприводы нужно знать их пусковые характеристики. Существует два основных параметра, оказывающих влияние на пусковой ток. Скольжение является связующим звеном между частотой вращения ротора и скоростью вращения электромагнитного поля. Снижение скольжения происходит от 1 до минимума по мере набора скорости. Пусковой момент является вторым параметром, определяющим степень механической нагрузки на валу. Эта нагрузка имеет максимальное значение в момент пуска и становится номинальной после того, как произошел полный разгон механизма.

Следует учитывать особенности асинхронных электродвигателей, которые при пуске становятся эквивалентны трансформатору с короткозамкнутой вторичной обмоткой. Она обладает совсем небольшим сопротивлением, поэтому величина пускового тока при скачке может достичь многократного превышения по сравнению с номиналом. В процессе дальнейшей подачи тока в обмотки, сердечник ротора начинает по нарастающей насыщаться магнитным полем. Возникает ЭДС самоиндукции, под действием которой начинает расти индуктивное сопротивление цепи. С началом вращения ротора происходит снижение коэффициента скольжения, то есть наступает фаза разгона двигателя. При росте сопротивления пусковой ток снижается до нормативных показателей.


В процессе эксплуатации может возникнуть проблема, связанная с увеличенными пусковыми токами. Причиной их возникновения, чаще всего, становится перегрев электродвигателей, перегруженные электрические сети в момент пуска, а также ударные механические нагрузки в подключенных устройствах и механизмах, таких как редукторы и другие. Для решения этой проблемы предусмотрены специальные приборы, представленные частотными преобразователями и устройствами плавного пуска. Они выбираются с учетом особенностей эксплуатации того или иного электродвигателя. Например, используются в основном для агрегатов, соединенных с вентиляторами. С их помощью достигается ограничение пускового тока до двух номиналов. Это вполне нормальный показатель, поскольку во время обычного пуска ток превышает номинальное значение в 5-10 раз. Ограничение достигается за счет измененного напряжения в обмотках.

Обычные двигатели переменного тока получили широкое распространение в промышленном производстве, благодаря очень простой конструкции и низкой стоимости. Их серьезным недостатком считается тяжелый запуск, который существенно облегчается частотными преобразователями. Наиболее ценным качеством этих устройств является способность к поддержке пускового тока в течение одной минуты и более. Самые современные приборы позволяют не только регулировать пуск, но и оптимизировать его по заранее установленным эксплуатационным характеристикам.

Пусковой ток аккумуляторной батареи

Аккумулятор не зря считается одним из важных элементов автомобиля. Его основная функция заключается в подаче напряжения на имеющееся электрооборудование. В основном это стартер, освещение и другие устройства. Для того чтобы успешно решать эту задачу, в аккумуляторе должно происходить не только накопление, но и сохранение заряда в течение длительного времени.


Одним из основных параметров батареи является пусковой ток. Данная величина соответствует параметрам тока, который протекает в стартере в момент его пуска. Пусковой ток непосредственно связан с режимом работы автомобиля. Если транспортное средство эксплуатируется очень часто, особенно в холодных условиях, в этом случае батарея должна иметь большой пусковой ток. Его номинальный параметр обычно находится в соответствии с мощностью источника питания, выдаваемой в течение 30 секунд при температуре минус 18 0 С. Он появляется в тот момент, когда ключ поворачивается в замке зажигания и начинает работать стартер. Измерение токового значения производится в амперах.

Пусковые токи могут быть совершенно разными у аккумуляторов, одинаковых по своему внешнему виду и основным характеристикам. На этот фактор существенное влияние оказывают физические свойства материалов для изготовления и конструктивные особенности каждого изделия. Например, возрастание тока может наблюдаться, если свинцовые пластины становятся пористыми, повышается их количество, используется ортофосфорная кислота. Завышенная величина тока не оказывает негативного влияния на оборудование, она лишь способствует повышению надежности пуска.

Ток, который нужен для запуска электродвигателя, называется пусковым. Как правило, пусковые токи электродвигателей в несколько раз большие, чем токи, необходимые для работы в нормально-устойчивом режиме.

Рисунок 1. Асинхронный электродвигатель Большой пусковой ток асинхронного электродвигателя необходим для того, чтобы раскрутить ротор с места, для чего требуется приложить гораздо больше энергии, чем для дальнейшего поддержания постоянного числа его оборотов. Стоит отметить, что, несмотря на совсем другой принцип действия, однофазные двигатели постоянного тока также характеризуются большими значениями пусковых токов.

Высокие пусковые токи электродвигателей — нежелательное явление, поскольку они могут приводить к кратковременной нехватке энергии для другого подключенного к сети оборудования (падению напряжения). Поэтому при подключении и наладке двигателей переменного тока (наиболее распространенных в промышленности) всегда стоит задача минимизировать значения пусковых токов, а также повысить плавность пуска двигателя за счет применения специального дополнительного оборудования. Такие мероприятия также позволяют снизить уровень затрат на пуск электродвигателя (применять провода меньшего сечения, стабилизаторы и дизельные электростанции меньшей мощности, проч.).

Одной из наиболее эффективных категорий устройств, облегчающих тяжелые условия пуска, являются софтстартеры и частотные преобразователи. Особенно ценным считается их свойство поддерживать пусковой ток двигателей переменного тока в течение продолжительного периода — более минуты. Также пусковой ток асинхронного электродвигателя можно уменьшить за счет внедрения внешнего сопротивления в обмотку ротора.

Расчет пускового тока асинхронного электродвигателя

Расчет пускового тока электродвигателя может потребоваться для того, чтобы подобрать подходящие автоматические выключатели, способные защитить линию включения данного электродвигателя, а также для того, чтобы подобрать подходящее по параметрам дополнительное оборудование (генераторы, проч.).

Расчет пускового тока электродвигателя осуществляется в несколько этапов:

Определение номинального тока трехфазного электродвигателя переменного тока согласно формуле: Iн=1000Pн/(Uн*cosφ*√ηн). Рн здесь — номинальная мощность двигателя, Uн выступает номинальным напряжением, а ηн — номинальным коэффициентом полезного действия. Cosφ — это номинальный коэффициент мощности электромотора. Все эти данные можно найти в технической документации по двигателю.

Расчет величины пускового тока по формуле Iпуск=Iн*Кпуск. Здесь Iн — номинальная величина тока, а Кпуск выступает кратностью постоянного тока к номинальному значению, которая также должна указываться в технической документации к электродвигателю.

Точно зная пусковые токи электродвигателей, можно правильно подобрать автоматические выключатели, которые будут защищать линию включения.

Приветствую вас, дорогие читатели. Прежде, чем разбираться с методиками подключения и характеристиками токов моторов асинхронного типа, не лишним будет вспомнить о том, что это такое.

Движком асинхронного типа зовут машину особого вида, которая преобразует энергию электричества в механическую. Главным рабочим принципом такого устройства считают вот какие свойства. Проходя по статорным обмоткам, переменный ток, состоящий из трех фаз, создает условия для появления вращающегося магнитного поля. Это поле и заставляет ротор вращаться.

Естественно, что при подключении двигателя надо учитывать все эти факторы, ведь вращение ротора будет производиться в ту сторону, в которую вращается магнитное поле. Частота вращения ротора, однако, ниже частоты вращения возбуждающего поля. По конструкции эти машины бывают самыми различными (то есть предназначенными для работы в разных условиях).

Как рабочие, так и пусковые характеристики таких устройств на много превосходят такие же показатели моторов однофазного типа.

Любой из таких моторов имеет две основные части – подвижную (роторную) и неподвижную (статорную). На обеих частях имеются обмотки. Разница между ними может быть лишь в типе обмотки ротора: она может иметь роторные кольца, либо быть короткозамкнутой. Подключение движков, имеющих короткозамкнутый ротор и мощность до двух сотен киловатт, производится напрямую к сети. Моторы же большей мощности необходимо подключать, сперва, к пониженному напряжению и лишь потом переключать на номинал (с целью снижения в несколько раз пускового тока).

Подключение асинхронного двигателя

Статорная обмотка практически любого такого устройства имеет шесть выводов (из них три – начала и три – концы). В зависимости от того, какова питающая сеть мотора, эти выводы соединяют либо в «звезду», либо в «треугольник». С этой целью корпус каждого мотора имеет коробку, в которой выведены начальные и конечные провода обмоток (они обозначаются, соответственно, С1, С2, С3 и С4, С5, С6).

Подключение звездой

Так называют метод соединения обмоток, при котором все три обмотки имеют одну общую точку (нейтраль). Линейное напряжение такого соединения выше фазного в 1,73 раза. Положительным качеством этого вида соединений считают малые токи пуска, хотя мощностные потери при этом довольно значительны.

Метод соединения в треугольник отличается тем, что при этом методе соединение выполняется таким образом, что конец одной обмотки становится началом следующей.

Подключение треугольником

При этом, соединении фазное и линейное напряжения одинаковы, следовательно, при линейном напряжении в 220 вольт, правильным соединением обмоток будет именно треугольник. Положительной стороной этого соединения является большая мощность, тогда как отрицательной – большие токи пуска.

Для выполнения реверса (смены направления вращения) трехфазного движка асинхронного типа, достаточно поменять местами выводы двух его фаз. На производстве это делается при помощи пары магнитных пускателей с зависимым включением.

Значительные величины токов пуска у асинхронных моторов являются весьма нежелательным явлением, потому как они могут привести к эффекту нехватки напряжения для других видов оборудования, подключенного к той же сети. Это стало причиной того, что подключая и налаживая двигатели этого типа, появляется задача минимизации токов пуска и повышения плавности запуска моторов методом использования специализированного оборудования. Наиболее эффективым типом таких приспособлений считаются софтстартеры и частотные преобразователи. Одним из наиболее ценных их качеств считают то, что они способны поддержать ток запуска мотора довольно долгое время (обычно больше минуты).

Помимо стандартного способа включения моторов асинхронного типа, существуют и методы включения их в питающую сеть, имеющую лишь одну фазу.

Конденсаторный пуск асинхронного двигателя

Для этого, в основном, применяют конденсаторный способ включения. Конденсатор может устанавливаться как один, так и пара (один пусковой, а второй рабочий). Пара кондеров ставится тогда, когда есть надобность в процессе пуска-работы менять емкость, что делают при помощи подключения-отключения одного из кондеров (пускового). Для этого, как правило, применяются емкости бумажного исполнения, поскольку они не имеют полярности, а при работе на переменном токе это очень важно.

Для расчета рабочего конденсатора существует следующая формула:

Пусковой конденсатор должен иметь емкость в пару-тройку раз большую емкости рабочего и рабочее напряжение в полтора раза превышающее напряжение питания.

Пусковой и рабочий конденсаторы соединяют параллельно, причем так, что параллельно пусковому, включено шунтирующее сопротивление и одним концом пусковой кондер включается через ключ. При пуске двигателя ключ замыкают, поднимая ток запуска, затем, размыкают.

Однако, не нужно забывать, что к однофазной сети можно подключить далеко не каждый движок. Кроме того, мощность мотора в таком подключении будет составлять лишь 0.5-0.6 мощности трехфазного включения.

Пусковые токи асинхронного двигателя

Теперь приведу таблицу допустимых значений токов холостого хода трехфазных моторов:

Мощность электромотора, кВт Ток холостого хода, в процентах от номинального,
при скорости вращения, об./мин.
3000 1500 1000 750 600 500
0.12 – 0.55 60 75 85 90 95

Прежде, чем производить замеры тока на двигателях, их необходимо обкатать (опробовать на холостом ходу 30-60 минут — движки мощностью меньше 100 кВт и от 2 часов движки, чья мощность выше 100 кВт). Данная таблица носит справочный характер, следовательно, реальные данные могут расходиться с этими процентов на 10-20.

Токи пуска двигателя можно вычислить, применив следующую пару формул:

Iн=1000Рн/(Uн*cosф*√nн),

где Рн — номинал мощности мотора, Uн — номинал его напряжения, nн — номинал его КПД.

где Iн — номинал тока, а Кп — кратность постоянного тока к номиналу (обычно указана в паспорте мотора).

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на , буду рад, если вы найдете на моем еще что-нибудь полезное. Всего доброго.

Как рассчитать время запуска двигателя

На сайте несколько раз появлялись запросы о времени запуска асинхронного двигателя. Надеюсь, в этом посте я дам вам некоторое представление о том, как это вычислить. В противном случае, надеюсь, хоть какое-то понимание того, что это возможно.

Время начала — немного сложновато

Позже в этой статье я дам формулу, которую вы можете применить, чтобы получить приблизительное время начала. Перед этим стоит рассмотреть несколько факторов, которые затрудняют точный расчет.


Кривая скорости крутящего момента двигателя

Первое, что нужно посмотреть — это характеристика двигателя. На изображении наложены типичная кривая крутящего момента двигателя и гипотетическая кривая крутящего момента нагрузки. Крутящий момент, доступный для разгона двигателя до скорости, определяется разницей между крутящим моментом двигателя и моментом нагрузки:

Где

Ca — крутящий момент для разгона мотора, Н.м

CM — крутящий момент двигателя, Н.м

CL — момент нагрузки, Н.м

Как видно, с увеличением скорости изменяется крутящий момент двигателя и нагрузки. Характеристики крутящего момента двигателя также зависят от конструкции и конструкции двигателя и могут значительно различаться для двигателей того же номинала. Способы пуска (см. Пуск двигателя — Введение) также влияют на имеющийся крутящий момент двигателя и даже могут повлиять на форму кривой.

Любой крутящий момент, используемый для ускорения, должен преодолевать как инерцию двигателя, так и нагрузку.Используя это, зная и немного машиностроения (см. Ссылку ниже), можно вывести уравнение для времени ускорения от нуля до рабочей скорости:

Где:
t a — время разгона до скорости движения, с

n r — частота вращения двигателя, об / мин
C M — крутящий момент двигателя, Н · м
C L — момент нагрузки, Н.,
Дж M — инерция двигателя, кг.м 2
J L — инерция нагрузки, кг.м 2

Из вышеизложенного, если вы знаете инерцию двигателя и нагрузки, а также двигатель и момент нагрузки как функцию скорости ( C M (n) , C L (n) ), вы можете рассчитать время начала. Хотя это возможно, решив уравнение для получения точного решения, на практике вы обычно используете какое-то численное решение или кусочную аппроксимацию.

При любой сложности кривых крутящего момента или пускового устройства очевидно, что вычислить время нетривиально. Для более крупных или особо важных двигателей усилия по устранению этой сложности были бы оправданы. При необходимости доступны программные инструменты для помощи в расчетах.

Время начала — более простое [грубое] приближение

Введя некоторые упрощения, можно получить более простые в использовании формулы, чтобы дать приблизительное значение для начального времени.

Первое упрощение — использовать среднее значение крутящего момента двигателя,

Где
C S — пусковой момент, Н · м
C max — максимальный крутящий момент, Н · м

Обе эти цифры можно получить у производителя.

При пониженном напряжении крутящий момент уменьшается на квадрат уменьшения, поэтому должна быть возможность регулировать средний крутящий момент для запуска при пониженном напряжении (т. е.е. звезда-дельта).

Второе упрощение заключается в использовании поправочного коэффициента K L для учета изменения крутящего момента нагрузки C L из-за изменений скорости:

Тип нагрузки
Коэффициент нагрузки, K L

Подъемник

Вентиляторы

Поршень
Насосы

Маховик

1

0.33

0,5

0

Используя упрощения, приблизительное время пуска дается по формуле:

Где C согласно — эффективный момент ускорения и определяется по формуле:

Пример покажет, как это работает:

Для привода вентилятора используется двигатель мощностью 90 кВт. От производителя двигателей и инженера-механика у нас есть:

  • Номинальная скорость двигателя ( n r ) — 1500 об / мин
  • Скорость двигателя при полной нагрузке — 1486 об / мин
  • Двигатель инерционный ( J M ) — 1,4 кг.м 2
  • Номинальный крутящий момент двигателя — 549 Нм
  • Пусковой момент двигателя ( C S ) — 1563 Нм
  • Максимальный крутящий момент двигателя ( C макс ) — 1679 Нм
  • Инерция нагрузки ( J L ) — 30 кг.м 2
  • Момент нагрузки ( C L ) — 620 Нм
  • Коэффициент нагрузки ( K L ) — 0,33

Таким образом, хотя точное вычисление времени запуска двигателя нетривиально, можно сделать реалистичные оценки для наиболее распространенных сценариев запуска, используя несколько упрощений. Я также разработал калькулятор времени запуска двигателя, который вы можете найти в меню «Инструменты» или воспользоваться ссылкой здесь.

Если у кого-то есть что добавить, сделайте это ниже. Было бы особенно интересно, если бы кто-нибудь измерил время начала и мог сравнить его с рассчитанным выше.

Список литературы

  • Трехфазные асинхронные двигатели
    Библиография: Трехфазные асинхронные двигатели. Общие положения и предложения ABB по согласованию защитных устройств. АББ, 2008.
Калькулятор запуска двигателя

— нарушение напряжения

Запуск асинхронного двигателя на полном напряжении (также известный как запуск через линию или прямой запуск от сети) имеет нежелательный эффект, заключающийся в потреблении в пять-десять или более раз тока полной нагрузки. .Обычно этот пусковой ток сохраняется до тех пор, пока двигатель не достигнет синхронной скорости (номинальной скорости). Асинхронные двигатели в пусковых условиях имеют чрезвычайно низкий коэффициент мощности около 10-30%. Сочетание большого пускового тока и низкого коэффициента мощности вызовет большое падение напряжения на полном сопротивлении системы.

Следующие ниже калькуляторы могут использоваться для расчета падения пускового напряжения двигателя и пускового тока включения трехфазного асинхронного двигателя с использованием предположения о бесконечности источника, а также при наличии данных импеданса источника электросети.

Калькулятор пускового тока двигателя и падения напряжения

Используйте указанный ниже калькулятор, если полное сопротивление источника электросети или генератора неизвестно. .

Используйте калькулятор ниже, если известно полное сопротивление источника электросети или генератора . Этот калькулятор даст более точные результаты по сравнению с приведенным выше, который не учитывает полное сопротивление источника питания. Прочтите расчет импеданса источника в энергосистемах для получения дополнительной информации о расчете MVA короткого замыкания.

NEMA определяет конструктивные буквы для обозначения крутящего момента, скольжения и пусковых характеристик трехфазных асинхронных двигателей.

Конструкция A : Эти двигатели аналогичны двигателям типа «B», за исключением того, что NEMA не ограничивает пусковые токи для двигателей конструкции A.

Конструкция B : Это промышленные двигатели общего назначения с низким пусковым током, нормальным крутящим моментом и скольжением (около 3%). Они используются для многих обычных промышленных нагрузок (вентиляторы, HVAC и т. Д.).

Конструкция C : Эти двигатели обладают высоким пусковым моментом, низким пусковым током и малым скольжением. Эти двигатели могут использоваться для тяжелых пусковых нагрузок.

Конструкция D : Эти двигатели обладают очень высоким пусковым моментом, большим скольжением и низким пусковым током. Двигатели конструкции D доступны со скольжением от 5 до 8% и от 8 до 13%.

Буквы кода

NEMA приведены ниже для удобства.

Буквенный код NEMA

Данные типовой паспортной таблички двигателя

Для более подробного обсуждения запуска асинхронного двигателя и соответствующих уравнений для расчета падения напряжения и пускового тока щелкните здесь.

онлайн-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов. «

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.»

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечу на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей компании

имя другим на работе. «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком.

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

в моей работе ».

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал. «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения. «

Джек Лундберг, P. E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.э., позволяя

студент для ознакомления с курсом

материалов до оплаты и

получает викторину «

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие «.

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

.

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам ».

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основе какой-то неясной раздел

законов, которые не применяются

до «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор.

организация «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

Доступно и просто

использовать. Большое спасибо. «

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Джозеф Фриссора, П.Е.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь распечатанный тест во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев предоставлено.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.

испытание потребовало исследований в

документ но ответов были

в наличии «

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, П.Е.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роадс, P. E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительный

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

вынуждены ехать «.

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов.

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время искать где

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теорий. «

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утром

до метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес который

сниженная цена

на 40%. «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

кодов и Нью-Мексико

правил. «

Брун Гильберт, П. E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

при необходимости дополнительно

сертификация. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера ».

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материал краток.

хорошо организовано. «

Глен Шварц, П.Е.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Строительство курс и

очень рекомендую

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса по этике в Нью-Джерси были очень хорошими.

хорошо подготовлены. »

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы по номеру

.

обзор везде и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, без всякой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и демонстрировали понимание

материала. Тщательно

и всесторонний ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предлагали курс

поможет по моей линии

работ. «

Рики Хефлин, П.Е.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, П.Е.

Монтана

«Легко выполнить. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Луан Мане, П.Е.

Conneticut

«Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

вернитесь, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях. »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродский, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график «

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат. Спасибо за создание

процесс простой ».

Фред Шейбе, P.E.

Висконсин

«Положительный опыт.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил

один час PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея для оплаты

материал

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

.

процесс, который требует

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в онлайн-викторине и получение сразу

сертификат. «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — очень удобный способ доступа к информации по номеру

.

много различные технические зоны за пределами

по своей специализации без

приходится путешествовать.»

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Точная аналитическая формула для расчета времени пуска асинхронных двигателей среднего и высокого напряжения при обычных методах пуска

  • 1.

    ABB Motor Guide (2014) Основная техническая информация о стандартных двигателях низкого напряжения. ISBN 952-91-0728-5

  • 2.

    Невельстин Дж., Арагон Х. (1989) Запуск больших двигателей — методы и экономика. IEEE Trans Ind Appl 25: 1012–1018

    Статья Google ученый

  • 3.

    Pillary K, Nour M, Yang KH, Harun DND, Haw LK (2009) Оценка и сравнение обычных пускателей двигателей и современных силовых электронных приводов для характеристик запуска асинхронных двигателей. В: Симпозиум IEEE по промышленной электронике и приложениям, стр. 584–589

  • 4.

    Венкатараман Б., Кодси Б., Премелани В., Шульман Э. (2005) Основы тепловой модели двигателя и ее применения в защите двигателя. В: Ежегодная конференция инженеров защитных реле, стр. 127–144

  • 5.

    Хьюитсон Л.Г., Браун М., Балакришнан Р. (2004) Практическая защита энергосистем. Эльзевир, Оксфорд

    Google ученый

  • 6.

    DeCastro JE, Beck RT, Cai C, Yu L (1995) Защита от останова больших асинхронных двигателей. IEEE Trans Ind Appl 31: 1159–1166

    Статья Google ученый

  • 7.

    Nailen RL (1971) Безопасное время блокировки ротора: насколько это безопасно? IEEE Trans Ind Gen Appl 7: 708–712

    Статья Google ученый

  • 8.

    Dymond JH (1993) Время остановки, время разгона, частота запуска: мифы и факты. IEEE Trans Ind Appl 29: 42–51

    Статья Google ученый

  • 9.

    Bollen MHJ (1999) Учебное пособие IEEE по анализу провалов напряжения. IEEE Press, Piscataway

    Google ученый

  • 10.

    Gomez JC (2001) Простая методика оценки влияния провалов напряжения, вызванных циклами запуска асинхронного двигателя, на чувствительное оборудование.В: Конференция по промышленным приложениям IEEE, стр. 1196–1199

  • 11.

    Wang X, Yong J, Wilsun X (2011) Практические диаграммы качества электроэнергии для оценки запуска двигателя. IEEE Trans Power Deliv 26: 799–808

    Статья Google ученый

  • 12.

    ABB Motor Guide (2014) Основная техническая информация о стандартных двигателях низкого напряжения. ABB, стр. 52. http://new.abb.com/docs/librariesprovider53/about-downloads/low-voltage-motor-guide.pdf? sfvrsn = 2. По состоянию на 9 января 2016 г.

  • 13.

    Grundfos (2004) Motor book. Grundfos Management A / S, Bjerringbro, стр. 44

  • 14.

    Rockwell Automation (2004) Основные принципы работы трехфазных асинхронных двигателей: выбор расчетных типов режимов работы. Power Technologies Inc, Schenectady, стр. 19-24–19-28

  • 15.

    Mitsubishi, Практический курс по инверторам FATEC. Mitsubishi Electric Corporation, стр. 21. http://suport.siriustrading.ro/03.Training/04.INV / FATEC% 20-% 20Inverter% 20Practical% 20Course% 20SH (NA) -060012-A% 20 (09.06) .pdf. По состоянию на 15 января 2016 г.

  • 16.

    Rajan S, Ho TT (1971) Большой привод вентилятора на цементных заводах. IEEE Trans Ind Gen Appl 7: 610–621

    Статья Google ученый

  • 17.

    Cochran P (1989) Многофазные асинхронные двигатели: анализ, конструкция и применение. Марсель Деккер, Нью-Йорк

    Google ученый

  • 18.

    Agrawal KC (2001) Справочник по промышленной энергетике. Ньюнес, Нью-Джерси

    Google ученый

  • 19.

    Тули М. (2010) Технологии и технологии производства. Баттервор-Хайнеманн, Великобритания

    Google ученый

  • 20.

    Reimert D (2006) Защитное реле для энергосистемы. Тейлор и Фрэнсис, Флорида

    Google ученый

  • 21.

    Технические документы АББ по применению (2009 г.) Трехфазные асинхронные двигатели: общие положения и предложения АББ по координации защитных устройств, стр. 30. http://www04.abb.com/global/seitp/seitp202.nsf/0/41cbf93732b79663c125761f00500f5f/ $ file / Vol.7.pdf. По состоянию на 9 января 2016 г.

  • 22.

    Girdhar P, Moniz O, Mackay S (2005) Практические центробежные насосы. Ньюнес, Великобритания

    Google ученый

  • 23.

    Тольят Х.А., Климан Г.Б. (2004) Справочник по электродвигателям.CRC Press, Boca Raton

    Книга Google ученый

  • 24.

    Popa GN, Popa I, Dinis CM, Iagar A (2010) Определение времени запуска трехфазного асинхронного двигателя с сепаратором, который приводит в движение ленточные конвейеры. В: 12-я международная конференция по оптимизации электрического и электронного оборудования, стр. 447-452

  • 25.

    Гарг А., Томар А.С. (2015) Расчет времени пуска асинхронного двигателя. Int J Eng Res Appl 5: 56–60

    Google ученый

  • 26.

    Целевая группа IEEE по представлению нагрузки для динамических характеристик (1995) Стандартные модели нагрузки для моделирования потока мощности и динамических характеристик. IEEE Trans Power Syst 10: 1302–1313

  • 27.

    Натараджан Р. (2002) Компьютерный анализ энергосистемы. Marcel Dekker Inc., Нью-Йорк

    Забронировать Google ученый

  • 28.

    Zwillinger D (2012) Стандартные математические таблицы и формулы, 32-е изд. CRC Press, Флорида

    MATH Google ученый

  • 29.

    http://w3.siemens.com/mcms/mc-solutions/en/engineering-software/starter-commissioning-tool/Pages/starter-commissioning-tool.aspx. Доступ 20 июля 2016 г.

  • 30.

    http://w3.siemens.com/mcms/mc-drives/en/low-voltage-inverter/sinamics-g120/pages/sinamics-g120-portlet.aspx. По состоянию на 20 июля 2016 г.

  • 31.

    Мартин Х., Хоз Дж., Монжо Л., Педра Дж. (2011) Исследование моделей сокращенного порядка асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Electr Pow Compon Syst 39: 1542–1562

    Артикул Google ученый

  • (PDF) Расчет параметров запуска асинхронного двигателя с помощью MATLAB

    INFOTEH-JAHORINA Vol.15, марта 2016.

    — 879 —

    Расчет параметров запуска асинхронного двигателя

    с использованием MATLAB

    1Дежан Пейовски, 2Бодан Велковски

    Студенты бакалавриата

    “Ss. Кирилла и Мефодия », факультет электротехники и информационных технологий

    Скопье, Республика Македония

    [email protected] [email protected]

    Реферат: Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором широко используются в электродвигателях

    . приводы в силу удовлетворительных механических характеристик

    (крутящий момент, ток, перегрузка) и малых габаритов

    , а также невысокой цены.При запуске асинхронного двигателя

    требуется большой ток для намагничивания его сердечника

    , что приводит к низкому коэффициенту мощности, потерям мощности ротора и повышению температуры обмоток

    . Ни один из этих параметров

    не должен выходить за определенные пределы до тех пор, пока двигатель не достигнет номинальной скорости

    , то есть во время пуска двигателя. В этой статье

    будет представлено сравнение двух асинхронных двигателей для конкретного рабочего механизма

    .Выбор будет основан на трех критериях: время пуска двигателя, температура обмотки

    в соответствии с классом изоляции и потери энергии ротора. Моделирование

    выполняется с помощью специально разработанного инструмента в программной среде

    MATLAB.

    Кью-слова-асинхронный двигатель; время начала; потери ротора;

    температура обмотки; MATLAB

    I. ВВЕДЕНИЕ

    Большая часть электрической энергии преобразуется в механическую энергию

    в приводах электродвигателей.Среди различных типов электродвигателей

    , асинхронные двигатели наиболее широко используются для

    как бытовых приборов, так и в различных отраслях промышленности [1]. Их

    считаются рабочими лошадками в современной промышленности из-за их

    небольших размеров, низких затрат на производство и обслуживание, широкого диапазона мощности

    , надежной работы и т. Д. Трехфазные асинхронные двигатели

    представляют (67-87)% всех установлены приводы переменного тока [4]. Это так, потому что они традиционно питались напрямую от трех электросетей переменного тока фазы

    через электромагнитные переключатели

    с соответствующей защитой [1].Типичные применения двигателя

    включают насосы, вентиляторы, компрессоры, мельницы, экструдеры

    , рафинеры, краны, конвейеры и т. Д. [3]. В этой статье

    будет представлена ​​конструкция инструмента в MATLAB, который используется для

    расчета времени пуска, потерь энергии ротора и температуры обмотки

    выбранного электродвигателя для данной нагрузки

    , представленной его скоростью крутящего момента. изгиб. В этой статье этот инструмент

    будет использоваться для сравнения производительности двух электродвигателей

    , когда они используются для приведения в движение вентиляторного механизма, и для выбора соответствующего двигателя

    на основе результатов.Также будет представлена ​​теоретическая схема

    принципа действия разработанного инструмента

    .

    II. СПОСОБЫ ПУСКА ИНДУКЦИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

    В идеале исследование запуска двигателя должно быть выполнено до

    покупки большого двигателя. Изготовитель должен предоставить

    значения пускового напряжения и тока. Детальное исследование

    необходимо, если мощность двигателя превышает 30% от номинальной мощности основного трансформатора (ов)

    , кВА при отсутствии генераторов.В некоторых случаях

    , если мощность двигателя превышает (10–15)% от номинальной мощности подключенного генератора

    , кВА, такой анализ также требуется

    [2].

    Пуск относится к изменениям скорости, тока и крутящего момента в асинхронном двигателе

    при прямом или косвенном питании от местной электросети постоянного напряжения и частоты

    . «Жесткая» локальная электросеть

    означает достаточно постоянное напряжение даже при больших пусковых токах

    в асинхронных двигателях с прямым пуском полного напряжения

    [1].При нулевой скорости в установившемся режиме ожидается 6-8-кратный номинальный ток

    [8]. В этом корпусе

    создается полный пусковой крутящий момент, и возможен пуск при значительных нагрузках. Для запуска

    при больших нагрузках необходима электрическая сеть большой мощности кВА.

    С другой стороны, для запуска с низкой нагрузкой приемлемы менее жесткие локальные сети

    . Снижение напряжения из-за большого пускового тока

    приведет к пусковому крутящему моменту, который уменьшается с квадратом напряжения

    , как показано в уравнении.(1) [1], [8].

    ()

    ++

    000

    000

    000

    000

    ⎛ +

    =

    2

    21

    2

    2

    10

    2

    1

    000

    2

    XX

    с

    R

    Rs

    RU

    Mf

    p

    ω

    .(1)

    U1f — напряжение, приложенное к каждой фазе статора [В]

    R1, R’2 — активные сопротивления статора и ротора [Ом]

    X1, X’2 — индуктивные сопротивления статора и ротора [Ом]

    ω

    o — синхронная угловая скорость [рад / с]

    с — скольжение, то есть относительная разница между синхронной скоростью двигателя

    и скоростью ротора.

    Чтобы поддерживать пусковой ток асинхронного двигателя в допустимом диапазоне

    , предел максимальной мощности двигателя рассчитывается

    для конкретной местной электросети.Основные отрицательные эффекты, которые может вызвать большой пусковой ток

    , следующие: значительная нагрузка в электроустановках

    , большие падения напряжения и запуск двигателя

    может быть неудачным [8]. Различные методы имеют

    Уравнение крутящего момента трехфазного асинхронного двигателя

    Крутящий момент трехфазного асинхронного двигателя пропорционален магнитному потоку на полюс статора, току ротора и коэффициенту мощности ротора.

    T ɸ I 2 cosɸ 2 OR T = k ɸ I 2 cosɸ 2 .
    , где ɸ = поток на полюс статора,
    I 2 = ток ротора в состоянии покоя,
    ɸ 2 = угол между ЭДС ротора и током ротора,
    k = постоянный.

    Теперь пусть E 2 = ЭДС ротора в состоянии покоя
    , как мы знаем, ЭДС ротора прямо пропорциональна потоку на полюс статора, то есть E 2 ɸ.
    , следовательно, T E 2 I 2 cosɸ 2 OR T = k 1 E 2 I 2 cosɸ 2 .

    Пусковой момент

    Крутящий момент, развиваемый в момент пуска двигателя, называется пусковым моментом. В некоторых случаях пусковой крутящий момент может быть больше, чем рабочий, а может быть и меньше.

    Мы знаем, T = k 1 E 2 I 2 cosɸ 2 .

    let, R2 = сопротивление ротора на фазу

    X2 = реактивное сопротивление неподвижного ротора

    затем

    Следовательно, пусковой момент может быть задан как

    .

    Константа k1 = 3 / 2πNs

    Условие максимального пускового момента

    Если напряжение питания V остается постоянным, то магнитный поток ɸ и E 2 остаются постоянными.Следовательно,

    Следовательно, можно доказать, что максимальный пусковой крутящий момент достигается, когда сопротивление ротора равно реактивному сопротивлению ротора в состоянии покоя. т.е. R 2 2 + X 2 2 = 2R 2 2 .

    Крутящий момент в рабочем состоянии

    Т ɸ I r cosɸ 2 .

    где E r = ЭДС ротора на фазу в рабочем состоянии = sE 2 . (s = скольжение)

    I r = ток ротора на фазу в рабочем состоянии

    реактивное сопротивление на фазу в рабочем состоянии будет = sX 2

    следовательно,

    as, ɸ ∝ E 2 .

    Максимальный крутящий момент в рабочем состоянии

    Крутящий момент в рабочем состоянии максимален при значении скольжения (-ий), при котором реактивное сопротивление ротора на фазу равно сопротивлению ротора на фазу.

    Уравнение крутящего момента асинхронного двигателя — пусковой крутящий момент

    Разработанное уравнение крутящего момента или наведенного крутящего момента в машине определяется как крутящий момент, генерируемый преобразованием электрической энергии в механическую.Крутящий момент также известен как электромагнитный крутящий момент . Этот развиваемый крутящий момент в двигателе отличается от фактического крутящего момента на выводах двигателя, который почти равен моментам трения и сопротивления воздуха в машине.

    Уравнение развиваемого крутящего момента имеет вид:

    Вышеприведенное уравнение выражает развиваемый крутящий момент непосредственно через мощность воздушного зазора P g и синхронную скорость ω s . Поскольку ω s постоянна и не зависит от условий нагрузки.Если значение P g известно, то развиваемый крутящий момент можно определить напрямую. Мощность воздушного зазора P g также называется крутящим моментом в синхронных ваттах.

    Синхронный ватт — это крутящий момент, который развивает мощность в 1 Вт, когда машина работает с синхронной скоростью.

    Теперь электрическая мощность, генерируемая в роторе, определяется уравнением, показанным ниже:

    Эти электрические мощности рассеиваются в виде потерь I 2 R или потерь меди в цепи ротора.

    Входная мощность ротора определяется как:

    Где,

    Пусковой крутящий момент асинхронного двигателя

    В начальном условии значение s = 1. Следовательно, запуск получается путем помещения значения s = 1 в уравнение (6), мы получаем

    Пусковой момент также известен как момент покоя .

    Уравнение крутящего момента при синхронной скорости

    При синхронной скорости s = 0 и, следовательно, развиваемый крутящий момент Ʈd = 0. При синхронной скорости развиваемый крутящий момент равен нулю.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *