Как определить скорость вращения?

Вопросы и ответы
Содержание
  1. Угловая скорость
  2. Угловая скорость в конкретных случаях
  3. Как определить угловую скорость
  4. Аналогия с муфтой
  5. Синхронные и асинхронные электромашины
  6. Синхронная скорость
  7. Скольжение
  8. Регулировка частоты вращения
  9. Основные параметры электродвигателя
  10. Момент электродвигателя
  11. Мощность электродвигателя
  12. Механическая мощность
  13. Коэффициент полезного действия электродвигателя
  14. Частота вращения
  15. Момент инерции ротора
  16. Номинальное напряжение
  17. Электрическая постоянная времени
  18. Механическая характеристика
  19. Единицы измерения величины
  20. Типы оборудования в зависимости от частоты вращения вала
  21. Связь со вторым законом Ньютона
  22. Как узнать частоту вращения вала двигателя
  23. Коэффициент полезного действия электромотора
  24. Определение мощности электродвигателя без бирки
  25. Определение мощности двигателя по диаметру вала и длине
  26. Проверить мощность по габаритам и крепежным размерам
  27. Распространенные ошибки при выборе режимов резания
  28. Типы электродвигателей
  29. Циклическая частота вращения (обращения)
  30. Расчет скорости вращения шпинделя токарного или фрезерного станка
  31. Как определить мощность, частоту вращения, начало и конец обмоток двигателя без бирки.
  32. Типы нагрузок электродвигателей
  33. Мощность вращающихся объектов
  34. Угол поворота и период обращения
  35. Регулирование частоты вращения ДПТ НВ введение дополнительного сопротивления в цепь якоря
  36. Переход от угловой к линейной скорости
  37. Двигатели постоянного тока
  38. Номинальная скорость вращения
  39. Регулировка скорости
  40. Схема подключения электродвигателя к сети
  41. Выбираем устройство

Угловая скорость

При движении тела по окружности не все точки движутся с одинаковой скоростью относительно оси вращения. Если взять лопасти обычного бытового вентилятора, вращающиеся вокруг вала, то точка, расположенная ближе к валу, имеет скорость вращения большую, чем отмеченная точка на краю лопасти. Это означает, что они имеют разные линейные скорости вращения. При этом угловая скорость всех точек одинакова.

Угловая скорость — это изменение угла в единицу времени, а не расстояния. Обозначается буквой греческого алфавита — ω и имеет единицу радианы в секунду (рад/с). Другими словами, угловая скорость — это вектор, связанный с осью вращения объекта.

Формула для расчета соотношения между углом поворота и временным интервалом выглядит так:

куда:

  • ω – угловая скорость (рад./с);
  • ∆ϕ – изменение угла отклонения при вращении (рад.);
  • ∆t – время, затраченное на отклонение(я).

Термин угловая скорость используется при изучении законов вращения. Он используется для описания движения всех вращающихся тел.

Угловая скорость в конкретных случаях

На практике они редко работают со значениями угловой скорости. Необходим при проектировании вращающихся механизмов: редукторов, редукторов и прочего.

Вы можете рассчитать его по формуле. Для этого воспользуемся зависимостью между угловой скоростью и скоростью вращения.

куда:

  • π – число, равное 3,14;
  • ν — частота вращения, (об/мин.).

В качестве примера можно рассмотреть угловую скорость и скорость вращения колесного диска при движении заднего трактора. Часто необходимо уменьшить или увеличить скорость механизма. Для этого используется устройство в виде редуктора, с помощью которого снижается скорость вращения колес. При максимальной скорости 10 км/ч колесо производит примерно 60 об/мин. После перевода минут в секунды это значение равно 1 об/мин./с. После подстановки данных в формулу получится:

ω = 2 * π * ν = 2 * 3,14 * 1 = 6,28 рад/с.

Примечание. Уменьшение угловой скорости часто необходимо для увеличения крутящего момента или тяги механизмов.

Как определить угловую скорость

Принцип определения угловой скорости зависит от того, как происходит движение по окружности. Если четное, используется формула:

Если нет, рассчитайте мгновенные или средние значения угловой скорости.

Читайте также: Сверла для резьбы по дереву: как выбрать гравер и фрезы, техника резьбы, видео

Рассматриваемая величина является вектором, и для определения направления используется закон Максвелла. Говоря простым языком — правило буравчика. Вектор скорости имеет то же направление, что и поступательное движение правого винта.

Рассмотрим пример того, как мы определяем угловую скорость, зная, что угол поворота диска радиусом 0,5 м изменяется по закону ϕ = 6*t:

ω = ϕ/t = 6 * t/t = 6 с-1

Вектор ω изменяется за счет вращения в пространстве оси вращения и при изменении значения модуля угловой скорости.

Аналогия с муфтой

Рассматривая принцип работы асинхронного электродвигателя, применяемого в промышленных машинах, и его технические характеристики, необходимо сказать о поворотной механической муфте. Крутящий момент на ведущем валу должен быть равен крутящему моменту на ведомом валу. Кроме того, следует подчеркнуть, что эти два крутящих момента равны, так как крутящий момент линейного преобразователя вызван трением между дисками в самом сцеплении.

Электромагнитная муфта

Аналогичный принцип работы у тягового двигателя с фазным ротором. Система такого двигателя состоит из восьми полюсов (из них 4 основных и 4 дополнительных) и каркасов. Медные катушки размещены на основных стойках. Вращение такого механизма происходит за счет зубчатой ​​передачи, которая получает крутящий момент от вала якоря, называемого также сердечником. Включение в сеть, производится четырьмя гибкими кабелями. Основное назначение многополюсного электродвигателя — привод тяжелой техники: тепловозов, тракторов, комбайнов и в некоторых случаях станков.

Синхронные и асинхронные электромашины

Различают три типа двигателей переменного тока: синхронные, у которых угловая скорость ротора совпадает с угловой частотой магнитного поля статора; асинхронные – в них вращение ротора отстает от вращения поля; коллектор, конструкция и принцип действия которого аналогичны двигателям постоянного тока.

Синхронная скорость

Скорость вращения электрической машины переменного тока зависит от угловой частоты магнитного поля статора. Эта скорость называется синхронной. В синхронных двигателях вал вращается с одинаковой скоростью, что является преимуществом этих электрических машин.

Для этого в роторе мощных машин имеется обмотка, на которую подается постоянное напряжение, создающее магнитное поле. В маломощных агрегатах в ротор вставлены постоянные магниты или имеются ярко выраженные полюса.

Скольжение

В асинхронных машинах число оборотов на валу меньше синхронной угловой частоты. Эта разница называется S-образным скольжением. За счет скольжения в роторе индуцируется электрический ток, и вал вращается. Чем больше S, тем выше крутящий момент и ниже скорость. Но если помол превышает определенное значение, электродвигатель останавливается, начинает перегреваться и может выйти из строя. Скорость вращения таких агрегатов рассчитывается по формуле на рисунке ниже, где:

Формула для расчета скорости асинхронного двигателя

Существует два типа таких устройств:

Регулировка частоты вращения

В процессе работы возникает необходимость регулировки числа оборотов электрических машин. Осуществляется тремя способами:

Обратите внимание на следующее! Скорость вращения коллекторных электродвигателей, работающих от сети переменного тока, не зависит от частоты сети.

Основные параметры электродвигателя

  • Крутящий момент двигателя
  • Мощность двигателя
  • Эффективность
  • Номинальная скорость
  • Момент инерции ротора
  • Номинальное напряжение
  • Электрическая постоянная времени
  • Механическая характеристика

Момент электродвигателя

Крутящий момент (синонимы: крутящий момент, крутящий момент, момент силы) — векторная физическая величина, равная произведению радиуса вектора, проведенного от оси вращения к точке приложения силы на вектор этой силы.

,

  • где М — крутящий момент, Нм,
  • F — усилие, Н,
  • r – радиус-вектор, м

,

  • где Pном – номинальная мощность двигателя, Вт,
  • nnom — номинальная скорость, мин-1 4

Начальный пусковой момент — момент электродвигателя при пуске.

1 унция = 1/16 фунта = 0,2780139 Н (Н) 1 фунт = 4,448222 Н (Н)

крутящий момент измеряется в унциях силы на дюйм (oz∙in) или фунтах силы на дюйм (lb∙in)

1 унция∙дюйм = 0,007062 Нм (Нм) 1 фунт∙дюйм = 0,112985 Нм (Нм)

Мощность электродвигателя

Мощность двигателя – это полезное механическое усилие на валу двигателя.

Механическая мощность

Сила – это физическая величина, показывающая, какую работу выполняет механизм в единицу времени.,

  • где P – мощность, Вт,
  • А — работа, Дж,
  • т — время, п

Работа – это скалярная физическая величина, равная произведению проекции силы в направлении F на путь s, пройденный точкой приложения силы 2.,

  • где s — расстояние, м

Для вращательного движения,

  • где угол, рад,,
  • где – угловая скорость, рад/с,

Таким образом, можно рассчитать величину механической силы на валу вращающегося электродвигателя

Коэффициент полезного действия электродвигателя

Коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя является характеристикой эффективности машины по отношению к преобразованию электрической энергии в механическую.,

  • где КПД электродвигателя,
  • P1 — потребляемая мощность (электрическая), Вт,
  • P2 — полезная мощность (механическая), Вт
  • При этом потери в электродвигателях
    из-за:
  • электрические потери — в виде тепла от теплопроводов с током;
  • магнитные потери — потери на перемагничивание сердечника: потери на вихревые токи, потери на гистерезис и магнитное последействие;
  • механические потери — потери на трение в подшипниках, вентиляции, щетках (при их наличии);
  • дополнительные потери — потери, вызванные высшими гармониками магнитных полей, возникающими из-за зубчатой ​​конструкции статора, ротора и наличия высших гармоник магнитодвижущей силы обмоток.

КПД электродвигателя может варьироваться от 10 до 99% в зависимости от типа и конструкции.

Международная электротехническая комиссия определяет требования к эффективности для электродвигателей. IEC 60034-31:2010 определяет четыре класса эффективности для синхронных и асинхронных двигателей: IE1, IE2, IE3 и IE4.

Частота вращения

  • где n — частота вращения электродвигателя, об/мин

Момент инерции ротора

Момент инерции — скалярная физическая величина, представляющая собой меру инерции тела, совершающего вращательное движение вокруг оси, равная сумме произведений масс материальных точек на квадраты их расстояний от оси,

  • где J – момент инерции, кг∙м 2 ,
  • m — масса, кг

1 унция∙дюйм∙с 2 = 0,007062 кг∙м 2 (кг∙м 2)

Момент инерции связан с моментом силы следующим соотношением,

  • где — угловое ускорение, с -2 2,

Номинальное напряжение

Номинальное напряжение — это напряжение, на которое рассчитана сеть или оборудование и с которым связаны их рабочие характеристики 3.

Электрическая постоянная времени

Электрическая постоянная времени – это время, отсчитываемое с момента подачи постоянного напряжения на двигатель, когда ток достигает уровня 63,21% (1-1/e) от своего конечного значения.,

  • где постоянная времени, p

Механическая характеристика

Механическая характеристика двигателя представляет собой графически выраженную зависимость частоты вращения вала от электромагнитного момента при постоянном напряжении питания.

Единицы измерения величины

В Международной системе общих единиц (СИ) для характеристики поворотов принято использовать радианы. Таким образом, 1 рад/с является базовой единицей, используемой при расчете угловой скорости. При этом никто не запрещает использовать градусы (помните, что один радиан равен 180/пи, или 57˚18′). Угловая скорость также может быть выражена в оборотах в минуту или в секунду. Если движение по окружности происходит плавно, то это значение можно найти по формуле (2):

ш = 2π*n,

где n – частота вращения.

В противном случае, как и для нормальной скорости, рассчитывается средняя или мгновенная угловая скорость. Следует отметить, что рассматриваемая величина является вектором. Для определения направления обычно используется правило буравчика, которое часто используется в физике. Вектор угловой скорости направлен в ту же сторону, что и поступательное движение винта с правой резьбой. Другими словами, она направлена ​​вдоль оси, вокруг которой вращается тело, в том направлении, в котором видно, что вращение происходит против часовой стрелки.

вектор угловой скорости

Типы оборудования в зависимости от частоты вращения вала

Эта функция классифицируется как:

  • тихоходного типа со скоростью не более 300 об/мин;
  • число оборотов не превышает 1500 об/мин на электродвигателях со средней скоростью вращения;
  • быстроходное оборудование выполняется с числом оборотов вала не более 6000;
  • циклы в минуту не менее 6000 используются на сверхвысокоскоростных устройствах.

Скорость вращения двигателя влияет на выбор мощности и крутящего момента оборудования. Для промышленных машин и больших кранов используются быстроходные или средние типы. В то же время значение скорости можно изменить с помощью мотор-редукторов и шкивов.

Определить количество можно, взглянув на этикетку, но ее можно повредить в процессе эксплуатации. Это самый простой способ определения скорости вращения, без использования дополнительного оборудования.

Связь со вторым законом Ньютона

Согласно второму закону Ньютона, причиной любого ускорения является сила. Если движущееся тело испытывает центростремительное ускорение, то природа сил, вызывающих это ускорение, может быть иной. Например, если тело движется по окружности на привязанной к нему веревке, то действующая сила есть сила упругости.

Если тело, лежащее на диске, вращается вместе с диском вокруг своей оси, то такой силой является сила трения. Если сила перестанет действовать, тело продолжит двигаться прямолинейно

Как узнать частоту вращения вала двигателя

Для определения частоты первым методом нужен обычный китайский мультиметр (аналоговый, не электронный!).

Вы должны определить частоту, когда переключатель мультиметра находится в режиме измерения тока (100 мА). Затем подключите измерительные щупы к правильным контактам:

  • один в COM (обычный)
  • другой в В, Ом, мА (измерение напряжения, сопротивления, тока)

Вскрываете распределительную коробку БРНО (блок для отключения пуска обмоток двигателя).

Обязательно отключите питание и проверьте отсутствие напряжения на клеммах!

После этого одним щупом прикоснитесь к началу обмотки (любой), а другим к проводу, являющемуся концом той же обмотки. Чтобы ничего не перепутать, ориентируйтесь на обозначения тегов.

Медленно поверните вал рукой на один оборот. В этот момент стрелка на мультиметре начнет отклоняться от нулевого значения.

И несколько раз. Необходимо подсчитать количество таких отклонений. Что это дает в итоге?

Дело в том, что количество отклонений на оборот вала соответствует количеству полюсов и напрямую связано с синхронной скоростью двигателя (1500 об/мин, 3000 об/мин и т.д.)

Вот таблица таких зависимостей:

Кроме этого простейшего, есть и более технологичный способ определения частоты вращения вала.

Коэффициент полезного действия электромотора

КПД – это свойство, отражающее КПД системы при преобразовании энергии в механическую энергию. Он выражается как отношение между полезной энергией и используемой энергией. По единой системе единиц измерения она обозначается как «эта» и представляет собой безразмерную величину, исчисляемую в процентах. Формула КПД электродвигателя по мощности:

P1 — электрическая (подводящая) мощность, Вт;

Р2 — полезная (механическая) мощность, Вт;

Это также может быть выражено как:

Q — используемая энергия, Дж.

Чаще коэффициент рассчитывается по формуле потребляемой мощности электродвигателя, так как эти показатели всегда проще измерить.

Снижение КПД электродвигателя происходит за счет:

Электрические потери. Это происходит в результате нагрева проводников от прохождения по ним тока. Магнитные потери54f47aaf9cd6e453b670eb66f1891669.jpg

b6f9997aa56479c030a9ccccd0a5cb30.jpg

7006b7395226bab57e24c712989a20a1.jpg

f1469ee42bbf057e7d70d5b0587c27da.jpg

35ed91b3f53b2f590a68dbf335c81016.jpg

592e36f091ef37f38453666168129f96.jpg

620c73755699535c96a4aaabc5aeff44.jpg

Из-за чрезмерного намагничивания сердечника возникают гистерезисные и вихревые токи, что важно учитывать в формуле мощности двигателя механические потери

Они связаны с трением и вентиляцией. Дальнейшая потеря. Они появляются из-за гармоник в магнитном поле, так как статор и ротор зубчатые. Также в обмотке находится высшая гармоника магнитодвижущей силы.

Следует отметить, что КПД является одной из важнейших составляющих формулы расчета мощности электродвигателя, так как позволяет получить цифры, более близкие к реальности. В среднем это число колеблется от 10% до 99%. Это зависит от конструкции механизма.

Определение мощности электродвигателя без бирки

При отсутствии техпаспорта или клейма на электродвигателе возникает вопрос: как узнать мощность электродвигателя без таблички или технической документации? Самые распространенные и быстрые способы, о которых мы расскажем в статье:

  • Диаметр и длина вала
  • По габаритам и присоединительным размерам
  • При сопротивлении обмотки
  • При токе холостого хода
  • В случае наличия питания в распределительной коробке
  • С помощью измерителя индуктивности (для бытовых электродвигателей)

Определение мощности двигателя по диаметру вала и длине

Самые простые способы определить мощность и марку мотора — это общие размеры — вал или посадочное отверстие. В таблице указаны длины и диаметры валов (D1) и длина (L1) для каждой модели асинхронного промышленного трехфазного двигателя. Перейти к подробным размерам для двигателей AIR

Р, кВт 3000 об/мин мин 1500 об/мин мин 1000 об/мин мин 750 об/мин мин
Д1 и т.д. L1 и т д Д1 и т.д. L1 и т д >D1 и т.д. L1 и т д Д1 и т.д. L1 и т д
1,5 22 50 22 50 24 50 28 60
2.2 24 28 60 32 80
3 24 32 80
четыре 28 60 28 60 38
5,5 32 80 38
7,5 32 80 38 48 110
одиннадцать 38 48 110
пятнадцать 42 110 48 110 55
18,5 55 60 140
22 48 55 60 >140
тридцать 65
37 55 >60 140 65 75
45 75 75
55 65 80 170
75 65 140 75 80 170
90 90
110 70 80 170 90
132 100 210
160 75 90 100 210
200
250 85 170 100 210
315

Проверить мощность по габаритам и крепежным размерам

Таблица выбора мощности мотора для монтажных отверстий на ножках (L10 и B10):

Распространенные ошибки при выборе режимов резания

Очень часто новички и резчики не согласовывают скорости – это приводит к концентрации напряжений на кромке, а значит, увеличивает вероятность поломки инструмента в таких «критических» точках и вызывает другие проблемы.

Есть две классические ситуации:

  • Максимальная скорость при медленной подаче — это серьезно снижает качество обработки. Кроме того, фреза не будет удалять стружку, а только вдавит поверхность, сначала зашлифовав ее, а затем нанеся ожоги; при этом не только работая на холостом ходу, но даже теряя прочность, т.к будет наблюдаться изгиб кромки.
  • Обратная ситуация приводит к тому, что лезвие снимает слишком много материала и одновременно испытывает чрезмерное напряжение, в результате чего оно ломается и оставляет царапины и другие дефекты на плоскости, которая должна быть гладкой.

Поэтому на практике необходимо рассчитывать скорость шпинделя для каждой технологической операции и на основании полученных результатов коррелировать подачу, чтобы обеспечить не только скорость, но и точность и безопасность процесса. При этом все значения можно взять в определенном диапазоне — всегда есть место для допусков. Помните, что длительное использование инструмента – это результат правильного подхода, а неожиданная поломка – результат допущенных ошибок.

И универсальный совет — проводите обработку в несколько этапов: сначала черновую, удаление лишнего металла по максимуму, затем чистовую, помедленнее, и, наконец, чистовую — для шлифовки мельчайших неровностей.

расчет скорости вращения шпинделя

Типы электродвигателей

Электродвигатели бывают двух основных разновидностей – переменного и постоянного тока, но они в свою очередь делятся более чем на три десятка типов.

Несмотря на большое разнообразие, промышленные применения электродвигателей имеют много общего, и под влиянием рыночных механизмов практический диапазон типов электродвигателей в большинстве применений сузился. Шесть наиболее распространенных типов двигателей, которые можно использовать в подавляющем большинстве продуктов, — это бесщеточные и щеточные двигатели постоянного тока, двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором и контактными кольцами, серводвигатели и шаговые двигатели. Другие типы электродвигателей используются только в изделиях специального назначения.

Циклическая частота вращения (обращения)

Скалярная величина, которая измеряет частоту вращательного движения, называется циклической частотой вращения. Это угловая частота, равная не самому вектору угловой скорости, а его модулю. Ее также называют радиальной или круговой частотой.

Циклическая частота вращения – это количество оборотов тела за 2*π секунд.

Для двигателей переменного тока эта частота является асинхронной. Их скорость вращения ротора зависит от скорости магнитного поля статора. Величину, определяющую это отставание, называют скольжением — S. В процессе скольжения вал вращается, потому что в роторе возникает электрический ток. Скольжение допускается до определенного значения, превышение которого приводит к перегреву асинхронной машины, и обмотки могут перегореть.

Устройство этого типа двигателя отличается от устройства машин постоянного тока, где проводящая рамка вращается в поле постоянных магнитов. Большое количество каркасов содержало якорь, множество электромагнитов составляло основу статора. В машинах трехфазного переменного тока все наоборот.

Когда асинхронный двигатель работает, статор имеет вращающееся магнитное поле. Это всегда зависит от параметров:

Скорость вращения ротора прямо пропорциональна скорости магнитного поля статора. Поле создается тремя обмотками, расположенными под углом 120 градусов по отношению друг к другу.

Расчет скорости вращения шпинделя токарного или фрезерного станка

Часто бывает, что по проходу известно номинальное число оборотов, но не ясно, как быстро лезвие оснастки проходит через заготовку. В таких случаях вам нужно только использовать обратное соотношение:

скорость шпинделя

Отсюда видно, что эти два параметра взаимосвязаны, и один выражает другой, а потому влияет:

  1. Производительность труда – повышается, если деталь слишком дорогая в производстве; однако значительно увеличить его на практике удается далеко не всегда, даже если это позволяют характеристики спецтехники; помните — использование инструмента в слишком жестком режиме приводит к перегреву и преждевременному износу.
  2. Конечная степень шероховатости поверхности — чем быстрее движется вал, тем ровнее плоскость, но тем сильнее нагрузка на лезвие, поэтому высокие скорости на практике применяют не постоянно, а только при выполнении определенных операций, чаще всего чистовых.

Как определить мощность, частоту вращения, начало и конец обмоток двигателя без бирки.


Что делать, если вы приобрели или каким-то образом получили электродвигатель, на котором нет марки или шильдика с указанием мощности, скорости и т.д.?
Либо на старом движке эти данные стерлись и стали нечитаемыми.

При этом у вас нет на руках паспорта или другой технической документации. Можно ли в таком случае узнать параметры самого мотора?

Конечно, да, и не одним, а несколькими способами. Давайте рассмотрим самые популярные из них.

Для начала, чтобы точно определить мощность, нужно узнать синхронную скорость вала, а перед этим выяснить, где у нас начало каждой обмотки и где она заканчивается.

По ГОСТ 26772-85 обмотки трехфазных асинхронных двигателей должны маркироваться буквами:

По словам старого гостя, обозначение было несколько иным:

Еще раньше можно было встретить надписи Н1-К1 (начало-конец обмотки №1), Н2-К2, Н3-К3.

На некоторых двигателях для облегчения распознавания концов обмоток их выводят из разных отверстий то в одну, то в другую сторону. Как на картинке ниже.

Но таким выводам не всегда можно доверять. Поэтому никогда не помешает проверить все вручную.

Если на барно нет символов и букв, и вы не знаете, где у вас начало, а где конец обмотки, читайте инструкцию под спойлером.

В качестве помощника возьмите мультиметр и установите его в режим измерения сопротивления.

Одним щупом прикасаетесь к одной из шести клемм, а другим поочередно прикасаетесь к оставшимся пяти проводам, тем самым ищете подходящую пару.

На дисплее мультиметра должно появиться число, показывающее определенное сопротивление в омах.

В остальных случаях при других проводах сопротивление будет равно бесконечности (обрыв).

Пометьте эту обмотку бирками и перейдите к остальным проводам. Вот таким простым способом буквально за одну минуту можно «прозвонить» концы всех обмоток.

Однако это еще не все. Основная проблема в том, что вы еще не знаете, какой из двух выводов является началом обмотки, а какой — концом.

Чтобы это узнать, соедините вместе два провода от разных обмоток. То есть условное начало V1 первой обмотки соединяется с условным концом второй обмотки — U2.

При этом у вас пока нет точной информации о начале или конце. Вы пометили их как таковые для себя, чтобы производить последующие измерения.

На другой конец этих двух обмоток (U1 и V2) подается переменное напряжение 220 В или меньше. Это зависит от того, на какое напряжение рассчитан ваш двигатель.

Цель всей этой операции – измерить, какое напряжение появится на концах третьей обмотки W1-W2. Это так называемый метод трансформации.

При наличии значения между W1-W2 (10-15В и более) первые две обмотки включаются согласованно, то есть правильно. Все подписанные концы V1-V2, U1-U2, как вы уже догадались.

Метки менять не нужно.

Если напряжение между W1-W2 очень маленькое или его вообще нет, то получается, что вы включили первые две обмотки в обратном направлении (неправильно). Метки на одной из обмоток необходимо заменить.

Разобравшись с двумя фазами, переходим к третьей. Здесь процедура такая же. Соедините условное начало и конец W1 и U2 и подайте 220В на U1 и W2.

Измерьте между контактами V1 и V2. Если вы угадали, то двигатель может запуститься даже на двух фазах или, по крайней мере, между V1 и V2 будет несколько вольт.

Если нет, просто поменяйте местами теги W1 и W2.

Второй способ определения начала и конца обмоток еще проще.

Сначала найдите три разные обмотки, как указано выше. Соедините их последовательно (условный конец первого с началом второго U2-V1, а конец второго с началом третьего V2-W1).

Подайте 220В на два оставшихся выхода U1-W2. Затем поднесите лампочку поочередно к концам каждой из обмоток (U1-U2, V1-V2, W1-W2).

Если он везде горит с одинаковой яркостью, то со всеми выводами вы угадали правильно.

Если яркость разная, это говорит о том, что эта обмотка перевернута по сравнению с двумя другими.

Метки на нем нужно поменять. На самом деле давно запрещено работать в телевизоре с лампочкой в ​​качестве контрольной, поэтому вместо нее лучше использовать мультиметр с функцией измерения напряжения.

Для определения частоты первым методом нужен обычный китайский мультиметр (аналоговый, не электронный!).

Вы должны определить частоту, когда переключатель мультиметра находится в режиме измерения тока (100 мА). Затем подключите измерительные щупы к правильным контактам:

Типы нагрузок электродвигателей

Существует четыре типа нагрузки двигателя промышленной автоматики:

  • переменная сила и постоянный крутящий момент;
  • переменный крутящий момент и постоянная сила;
  • переменная мощность и крутящий момент;
  • управление положением ротора или управление крутящим моментом.

Продукты с переменной мощностью и постоянным крутящим моментом включают конвейерные ленты, краны и шестеренчатые насосы. Их крутящий момент постоянен, так как нагрузка не меняется. Требуемая мощность может варьироваться в зависимости от типа продукта, поэтому в этом случае хорошим выбором являются двигатели постоянного тока с постоянной скоростью вращения ротора.

Примером изделия с переменным крутящим моментом и постоянной мощностью является перемотчик бумаги. Скорость подачи материала постоянна, поэтому сила не меняется. Однако нагрузка меняется по мере увеличения диаметра валка. Для небольших систем такого типа хорошо подходят двигатели постоянного тока или серводвигатели. Другим важным фактором в этом случае является регенеративная энергия, которую следует учитывать при выборе типоразмера двигателя или метода управления мощностью. В более крупных системах может быть лучше использовать двигатели переменного тока с датчиком движения, управление с обратной связью и четырехквадрантные приводы.

Вентиляторы, центробежные насосы и мешалки требуют переменной мощности и крутящего момента. С увеличением частоты вращения ротора электродвигателя увеличивается и мощность на нагрузке, а вместе с ней и требуемые номинальные мощность и крутящий момент. При нагрузках такого типа большую роль начинает играть экономичность двигателя. В этих продуктах используются инверторные двигатели переменного тока и преобразователи частоты.

В линейных приводах, которые должны обеспечивать точное перемещение во многие положения, требуется управление положением или управление крутящим моментом ротора с небольшой ошибкой, а для проверки правильности положения часто требуется обратная связь. Лучше всего для этих целей подходят серводвигатели и шаговые двигатели, но вместе с ними часто используются двигатели постоянного тока с обратной связью или двигатели переменного тока с инверторным управлением и датчиком перемещения, которые позволяют с небольшой погрешностью регулировать крутящий момент на металлургических и бумажных линиях, а также в других подобных приложениях.

Мощность вращающихся объектов

Для расчета такой системы используйте формулу:

Н = М * ш = (2π * М * п) / 60,

куда:

  • М — крутящий момент;
  • w — угловая скорость, характеризующая вращение;
  • n — число оборотов, которое двигатель или другое устройство делает за 60 секунд.

Предоставленная информация используется с учетом целевого назначения и реальных условий. Итак, в термодинамике необходимо помнить, что эффективность системы зависит от температуры окружающей среды. Тепловые потери нагревателя оцениваются исходя из соответствующего эффекта на единицу поверхности. То же самое они делают при решении механических задач для расчета тяги, КПД и других рабочих параметров. Как правило, необходимо компенсировать трение специальным коэффициентом.

В электрических цепях ток ограничивает сопротивление проводника. Для коротких расстояний с малой мощностью тщательные расчеты не нужны. Однако проект основного маршрута обязательно содержит соответствующие расчеты. На основании полученных результатов делаются выводы о среднегодовых финансовых показателях. Следует помнить, что необходимо учитывать искажения, которые добавляют реактивные нагрузки при работе с переменным напряжением.

Угол поворота и период обращения

Рассмотрим точку А на объекте, вращающемся вокруг своей оси. Когда он поворачивается в течение определенного периода времени, он меняет свое положение на линии окружности на определенный угол. Это угол поворота. Измеряется в радианах, потому что за единицу взят отрезок окружности, равный радиусу. Другой мерой угла поворота является градус.

Когда в результате вращения точка А возвращается на исходное место, это означает, что она совершила полный оборот. Если движение повторяется n раз, говорят об определенном количестве оборотов. Исходя из этого, можно считать 1/2, 1/4 поездки и так далее. Ярким практическим примером этого является траектория, которую проделывает фреза при фрезеровании детали, закрепленной в центре шпинделя станка.

Обратите внимание на следующее! Угол поворота имеет направление. Оно отрицательно, если вращение по часовой стрелке, и положительно, если вращение против часовой стрелки.

Если тело движется равномерно по окружности, то можно говорить о постоянной угловой скорости при движении, ω = const.

При этом такие свойства, как:

  • период обращения — Т, это время, необходимое для полного оборота точки при круговом движении;
  • частота оборотов — ν, это общее количество оборотов, которое точка совершает по круговой траектории за один интервал времени.

Интересно. По известным данным, Юпитер обращается вокруг Солнца за 12 лет. Когда Земля за это время совершает почти 12 оборотов вокруг Солнца. Точное значение периода обращения круглого гиганта составляет 11,86 земных года.

Регулирование частоты вращения ДПТ НВ введение дополнительного сопротивления в цепь якоря

Дополнительное сопротивление (реостат рд) включается в цепь якоря так же, как и пусковой реостат (ПР). Однако, в отличие от последнего, он должен быть рассчитан на постоянный ток.

При включении в цепь якоря сопротивления rd частотное выражение (29.5) принимает вид

, (29.12)

где — частота вращения в холодном режиме.;

— изменение скорости, вызванное падением напряжения в цепи якоря.

С увеличением rd частота вращения уменьшается. Зависимость n = f(rd) иллюстрируется также механическими свойствами двигателя при независимом возбуждении (рис. 29.4, а

)
:
с увеличением rd крутизна механических свойств увеличивается, а частота вращения при заданной нагрузке на вал (М = Мном) уменьшается. Этот способ обеспечивает плавное регулирование скорости в широком диапазоне (только в сторону уменьшения частоты от номинальной), но он неэкономичен из-за значительных потерь электроэнергии в регулирующем реостате (I2a*rD), быстро возрастающих с ростом двигателя сила.

Рис. 29.4. Механические свойства шунтового двигателя:

один

— при введении в цепь якоря добавочного сопротивления;

б

— при изменении основного магнитного потока;

в — при изменении напряжения в цепи якоря

Переход от угловой к линейной скорости

Существует разница между линейной скоростью точки и угловой скоростью. При сравнении значений в выражениях, описывающих правила вращения, можно увидеть общность между этими двумя понятиями. Любая точка B, принадлежащая окружности радиуса R, образует путь, равный 2*π*R. При этом она делает один оборот. Учитывая, что время, необходимое для этого, равно периоду Т, модуль линейной скорости точки В находится по следующей операции:

Ν = 2 * π * R / T = 2 * π * R * ν.

Поскольку ω = 2*π*ν, получается:

ν = ω*R.

Следовательно, линейная скорость точки В тем больше, чем дальше от центра вращения находится точка.

Примечание. Если в качестве такой точки рассматривать города на широте Санкт-Петербурга, то их линейная скорость относительно земной оси составляет 233 м/с. Для объектов на экваторе — 465 м/с.

Численное значение вектора ускорения равномерно движущейся точки B выражается через R и угловую скорость, таким образом:

a = ν2/R, подставив сюда ν = ω*R, получим: a = ν2/R = ω2*R.

Это означает, что чем больше радиус окружности, по которой движется точка В, тем больше значение модуля ускорения. Чем дальше точка твердого тела расположена от оси вращения, тем больше ускорение.

Следовательно, можно в любой момент вычислить ускорения, модули скоростей до нужных точек на телах и их положения.

Связь между угловой и линейной скоростями

Понимание и умение пользоваться расчетами и не путаться в определениях поможет на практике рассчитывать линейные и угловые скорости, а также свободно переходить от одного значения к другому в расчетах.

Двигатели постоянного тока

В дополнение к машинам переменного тока есть электродвигатели, подключенные к сети постоянного тока. Количество оборотов таких агрегатов рассчитывается по совсем другим формулам.

Номинальная скорость вращения

Число оборотов машины постоянного тока рассчитывается по формуле на рисунке ниже, где:

Эти данные соответствуют номинальным значениям параметров электрической машины, напряжениям на обмотке возбуждения и якоре или моменту на валу двигателя. Изменяя их, вы можете регулировать скорость. Определить магнитный поток в реальном двигателе очень сложно, поэтому для расчетов используют силу тока, протекающего через обмотку возбуждения или напряжение якоря.

Формула расчета числа оборотов двигателя постоянного тока

Число оборотов коллекторных двигателей переменного тока можно найти по той же формуле.

Регулировка скорости

Регулировка скорости электродвигателя, работающего от сети постоянного тока, возможна в широких пределах. Он доступен в двух сериях:

знание того, какие формулы используются для расчета частоты вращения электродвигателя, необходимо при проектировании и наладке оборудования.

Схема подключения электродвигателя к сети

Двигатели переменного тока бывают трехфазными и однофазными. Асинхронные однофазные двигатели имеют 2 вывода на корпусе, и подключить их к сети не составляет труда. Потому что вся бытовая электрическая сеть в основном однофазная 220В и имеет 2 провода — фазный и нулевой. С синхронными все гораздо интереснее, их тоже можно соединить с помощью 2-х проводов, достаточно соединить обмотки ротора и статора. Но они должны быть соединены так, чтобы обмотки однополюсного намагничивания ротора и статора располагались друг напротив друга. Сложности представляют двигатели для 3-х фазной сети. Ну, во-первых, такие двигатели в основном имеют 6 выводов в клеммной коробке, а это значит, что обмотки двигателя должны быть соединены сами, а во-вторых, их обмотки могут быть соединены по-разному — как «звезда», так и «треугольник». Ниже приведен чертеж соединения клемм в распределительной коробке в зависимости от типа соединения обмоток.

подключение одного и того же электродвигателя разными способами к одной и той же электрической сети приведет к потреблению разной мощности. В этом случае неправильное подключение электродвигателя может привести к расплавлению обмоток статора.

Как правило, асинхронные двигатели предназначены для подключения к трехфазной сети на два разных напряжения, которые различаются в несколько раз. Например, двигатель рассчитан на подключение к сети на напряжение 380/660 В. Если напряжение сети 660 В, обмотку статора следует соединить звездой, а если 380 В, то треугольником. В обоих случаях напряжение на обмотке каждой фазы будет 380 В. Выводы фазных обмоток размещают на панели таким образом, чтобы фазные обмотки было удобно соединять с помощью перемычек, не пересекая последние. В некоторых маломощных двигателях в распределительной коробке всего три клеммы. В этом случае двигатель можно подключить к сети по напряжению (соединение обмотки статора такого двигателя звездой или треугольником производится внутри двигателя).

Принципиальная схема включения в трехфазную сеть асинхронного двигателя с фазным ротором показана на рисунке. Обмотка ротора этого двигателя соединена с пусковым реостатом YR, который создает в цепи ротора добавочное сопротивление Radd.

Выбираем устройство

Для выбора эффективного регулятора необходимо учитывать характеристики устройства, функции назначения.

  1. Для коллекторных двигателей распространены векторные контроллеры, но скалярные более надежны.
  2. Важным критерием выбора является мощность. Он должен соответствовать тому, что разрешено на используемом устройстве. А лучше превысить для безопасной работы системы.
  3. Напряжение должно находиться в допустимых широких пределах.
  4. Основное назначение регулятора — преобразование частоты, поэтому этот аспект необходимо выбирать в соответствии с техническими требованиями.
  5. Также нужно знать срок службы, габариты, количество входов.
Оцените статью
Блог про технические приборы и материалы