Как определить мощность электродвигателя с биркой и без неё — обзор методик
На практике не всегда приходится работать с электродвигателями, у которых известны рабочие параметры. Эта информация обычно указывается на бирке, но она может быть затертой или вообще отсутствовать. Что делать в такой
ситуации, не выкидывать же «мотор»? В этой статье мы расскажем, как определить мощность электродвигателя по габаритным размерам, току и другим показателям. Оговоримся, что в статье пойдет речь в большей степени о трёхфазных
Сначала смотрим на бирку
Самым простым является способ определения мощности двигателя по шильдику (его еще называют табличкой или биркой). В первую очередь, стоит помнить, что число, указанное на бирке – это механическая мощность на валу, т.н. Р 2 . Чтобы найти активную электрическую Р 1 (которую будет учитывать ваш счетчик), её нужно разделить на КПД (η), а, чтобы найти полную S, то еще разделить и на COSф, их найдете на том же шильдике.
Р1 = Р2/η = 180/0,68 = 265 (Вт)
S = P1/cosФ = 265/0.78 = 340 (Вт)
А если указан только ток — вы можете определить полную мощность по стандартной для трёхфазных цепей формуле:
Если по примеру приведенного выше шильдика, то:
S = 380*0,52*1,73 = 341 (ВА)
P1 = S*cosФ = 341*0,78 = 266 (Вт)
И механическая Р2 на валу:
P2 = P1*η = 180,8 (Вт)
Как вы могли убедится, результаты расчетов по току и напряжению совпали с указанными на табличке цифрами. По шильдику вы можете определить и другие параметры электродвигателя, такие как номинальное напряжение, силу тока, число оборотов в минуту.
Сравниваем габаритные размеры
Если нет таблички или на ней сложно что-то прочитать, то можно определить мощность асинхронного электродвигателя без паспорта по габаритам, а именно по диаметру вала.
Этот способ определения используют на практике чаще остальных, поскольку нужно только измерить вал штангенциркулем и не нужно подключение к сети. После измерения диаметра, полученные значения сравнивают с таблицей и определяют приблизительную мощность. Такой способ позволяет получить достаточно точные характеристики без бирки. Таблица для этого приведена ниже.
Такой способ определения мощности электродвигателя по габаритам (по ротору) подходит как для трёхфазных, так и однофазных асинхронных двигателей. Обратите внимание «P» указана в кВт (киловатты), как принято в электротехнике, а не как в физике — в ваттах.
Если вам по каким-то причинам не подходят данные из этой таблицы, то есть другой способ узнать мощность электродвигателя по габаритным размерам, нужно измерить:
- диаметр вала;
- частоту его вращения (число пар полюсов);
- крепежные размеры;
- диаметр фланца или ширину крепежных лап;
- высота до центра вала;
- длина мотора (без выступающей части вала).
И сравнить эти данные с размерами электромашин единой серии 4А, АИР, А, АО. Их можно найти в разных справочниках или каталогах компаний, которые их производят.
Чтобы определить мощность двигателя распространенной серии АИР по крепежным отверстиям на лапах, воспользуйтесь этой таблицей.
Для определения мощности электродвигателя по диаметру фланца (D20) и диаметру крепежных отверстий фланца (D22) используйте следующие данные:
Со временем и практикой вы научитесь приблизительно определять мощность двигателя по внешнему виду, мысленно сравнивая с теми, которыми сталкивались раньше, но для этого нужно знать ряд стандартных номиналов электродвигателей: 0,25; 0,37; 0,55; 0,75; 1,1; 1,5; 2,2; 3,0; 4,0; 5,5; 7,5; 11; 15; 18,5; 22; 30; 37; 45; 55; 75 кВт.
Оценочный расчёт по току холостого хода и напряжению
Определить мощность электродвигателя можно и по току или, как говорят дилетанты, «по амперажу». Но измерять ток, когда машина находится под нагрузкой, чтобы узнать его номинальную мощность неправильно, потому что вы никак не можете знать работает он под номинальной нагрузкой, в перегрузе или наоборот недогружен. От нагрузки зависит ток статора. Это значит, что вы измерите не номинальный ток, а ток потребления в этот момент.
Итак, нужно измерить ток холостого хода, то есть когда двигатель работает без нагрузки. Прежде чем вы будете измерять что-либо, для получения правильных данных нужно чтобы он какое-то время поработал, а именно 0,5-1 час для двигателей мощностью до 100 кВт и 1-2 часа — свыше 100 кВт. После измерения, по таблице узнать типовые отклонения Iхх от Iном в процентах и посчитать предполагаемый Iном.
Давайте приведем пример, допустим, вы измерили ток, оказалось, что это 5 Ампер. Оцениваем мощность двигателя «на глаз», допустим, что он довольно крупный, и вы предполагаете, что она больше 5 кВт. При этом это «трёхтысячник», то есть его вал вращается с частотой 3000 об/мин. Тогда измеренный ток холостого хода составляет 40% (или 0,4) от номинального. Чтобы узнать номинальный ток, нужно разделить Iхх на проценты из таблицы:
Тогда полную и активную мощность можно определить по формулам:
S=UI*1,73=380*12,5*1,73=8217 Вт=8,2 кВт.
Примем, что cosФ двигателя равен 0,85, а его КПД 0.8, тогда активная P1 равна:
Р = Iср*Uср*1,73*cosf*КПД=12,5*380*1,73*0,85*0,8=5,5 кВт
Правда стандартных асинхронных трёхфазных двигателей с такими параметрами не бывает, числа были взяты лишь для примера, но приведенным выше способом вы можете узнать мощность двигателя, зная ток и напряжение.
Расчет по частоте вращения и крутящему моменту
Чтобы подобрать двигатель для конкретного механизма вы можете определить мощность двигателя по крутящему моменту и количеству оборотов, которые требуются на валу. Для этого используют формулу:
где M – момент, n – число оборотов, 9550 – коэффициент.
Заключение
Мы рассмотрели основные способы определения мощности электродвигателя. Есть и другие методы, например, по сопротивлению обмоток, но он не может быть точным, так как после перемотки оно может не соответствовать паспортным данным. Да и чтобы точно измерить сопротивление обмоток статора мощных двигателей нужны точные измерительные приборы, так называемый измерительный мост, или производить замеры методом вольтметра-амперметра. Чего делать на практике никто не будет, а мультиметром точно сделать такие замеры не получится.
Способ определения параметров электродвигателя по весу также нельзя называть точным, он заключается в том, что, в среднем, вес асинхронного электродвигателя равняется:
- для 3000 об/мин — 7-9 кг на 1 кВт;
- для 1500 об/мин — 11-13 кг/кВт;
- Для 1000 об/мин — 14-15 кг/кВт.
Но точным его назвать совсем нельзя, корпуса современных электродвигателей выполняются из алюминия и легче до 30%, по сравнению со старыми советскими, тогда как защищенный электродвигатель будет весить больше своего незащищенного аналога. Поэтому такой метод, хоть и имеет право на жизнь, но больше похож на гадания на кофейной гуще.
Пожалуй, самое простое определение мощности электродвигателя — по размерам, диаметру вала и т.д. с последующим сравнением с каталожными данными двигателей такой же серии.
Как определить параметры двигателя без шильдика?
Ремонт техники и оборудования на электрическом приводе часто требует замены двигателя. Чтобы производительность и другие параметры производственной линии, или отдельного механизма не изменились, нужно выбирать аналогичный мотор, или, по крайней мере, с максимально приближенными характеристиками. Главные характеристики электродвигателя:
- мощность;
- номинальный ток;
- напряжение питания;
- схема подключения;
- обороты.
В большинстве случаев для того, чтобы определить параметры достаточно посмотреть на шильдик, закрепленный на корпусе двигателя. Но не всегда табличка присутствует, или читается. Многие электромоторы эксплуатируются в достаточно сложных условиях, надписи истираются, шильдик может быть деформирован, или закрашен.
Мощность и ток
Существует ряд способов, как определить рабочие характеристики электродвигателя без информации производителя. Но необходимо сразу оговориться, что некоторые параметры будут определены приблизительно. Причем, чем мощнее мотор, тем точнее будут показатели.
Мощность и частоту вращения определяют по габаритным размерам мотора. Большинство электродвигателей стандартизированы. Если замерить размеры корпуса и толщину вала, форму и размеры лап крепления, то по специальным таблицам легко найти марку двигателя, а, значит, и его характеристики. В случае отсутствия таблиц, можно сравнить возможности неизвестного мотора с образцом, параметры которого определены по шильдику. При одинаковых размерах, двигатель, у которого вал больше по диаметру, будет мощнее, а количество оборотов меньше.
Более точный способ определить мощность электродвигателя — замерить номинальный ток на обмотках при помощи токоизмерительных клещей. Для этого нужно знать величину нагрузки на валу. Обычно этот параметр находят в паспорте оборудования. При измерении необходимо обращать внимание на такой факт — сила тока должна быть одинакова на всех обмотках.
Мощность электродвигателя без бирки также можно вычислить, разделив ток на обмотках на 2 для моторов мощнее (предположительно) 1,5 кВт и на 2,2 для более мощных. Пользуясь замерами сопротивления обмоток на отключенном двигателе также несложно найти типовую мощность. Здесь тоже нужен справочник или таблица по двигателям. У моторов одинакового типа и мощности сопротивление обмоток равное (в некотором приближении).
Частота вращения
Как уже упоминалось, у тихоходных двигателей диаметр вала больше, чем у скоростных. Сравнивая результаты измерений валов двух двигателей, характеристики одного из которых известны, можно определить рабочие характеристики в довольно точном диапазоне. Но есть и более точный способ. Нужно посчитать количество пар полюсов статора и подставить в формулу N= 60F/P, где F – частота питающего тока. В классическом варианте — это 50 Гц, но при вычислении нужно уточнить этот параметр для конкретного участка цепи.
Для того чтобы узнать количество полюсов, нужно демонтировать крышку мотора. Делать это можно только при отключенном питании. Асинхронный двигатель может иметь одну, две, три и более пар полюсов. Для точного определения числа полюсов необходимо разбираться в особенностях намотки статора. Таким способом можно рассчитать количество оборотов с точностью до 10%, что вполне приемлемо для большинства промышленного оборудования.
Напряжение питания
Для определения, к какой сети подключать двигатель, необходимо вскрыть коробку борно. Если провода соединены звездой, значит мотор подключают к трехфазной сети питания, если треугольником — к 220 В через преобразователь частоты, или конденсатор, необходимые для запуска двигателя. На внутренней стороне крышки нанесено изображение схемы подключения и указано напряжение питания. Обычно надписи сохраняются при самых сложных условиях работы мотора.
Способы узнать мощность электродвигателя, когда нет бирки
Определить характеристики трехфазного электродвигателя, когда табличка утрачена, можно разнообразными способами: например, потребуется узнать мощность и количество оборотов вала. Удостоверьтесь, что таблички нет на месте, или отсутствует техническая документация (все это должно прилагаться заводом-производителем вместе с оборудованием), после чего переходите к самостоятельному определению рабочих характеристик. И тут сразу возникает вопрос: как узнать мощность электродвигателя, если нет таблички.
Определение мощности счетчиком, когда табличка утрачена
Подойдет как бытовой счетчик, так и портативный. Чтобы показания прибора были четкими, потребуется отключение всех устройств в доме, питающихся от сети, а также всех имеющихся источников света. Даже маломощная включенная лампа исказит показания.
Важно! Убедитесь, что счетчик не крутится, или его лампочка не мигает.
В индукционных моделях показания считываются в киловаттах в час – этот вариант проще. Зафиксируйте цифры на счетчике до того, как включите мотор, и пусть потом поработает минут десять (засеките время). Посмотрите, какие показания получились, и сравните их с предыдущими. Полученная разница умножается на 6 – это и будет мощность электродвигателя в киловаттах.
Проверить электродвигатель с малой мощностью чуть сложнее. Нужно выяснить, сколько оборотов происходит за 1 кВт/ч на счетчике, например, 1600. Запускаем 3-фазный двигатель и видим, что индикатор прибора крутится со скоростью 20 оборотов в минуту. Умножаем 20 на 60 = 1200. 1600 делим на 1200 – получаем мощность. Результат получится с погрешностью, но точность зависит от длительности производимого замера.
Как узнать мощность электродвигателя, если нет таблички, по таблице
Не имея таблички, мощность электродвигателя узнается благодаря разнообразным табличным данным. Потребуется определить:
- Какой диаметр имеет вал.
- С какой частотой он вращается, количество полюсов.
- Какими крепежными размерами обладает.
- Высоту до центральной оси вала и расстояние.
- Длину трехфазного двигателя.
- Диаметр фланца (когда говорится о фланцевом электродвигателе).
Совет: Собрав все данные, сверьтесь с таблицами. Информация и видео в интернете есть даже по старым моторам.
Измерьте габариты вала и крепежных отверстий – сопоставьте с таблицей:
Измерив напряжение тока, узнаем, какой мощностью обладает мотор
Определение мощности электродвигателя, если он трехфазный, не имея таблички, возможно и с помощью тока. Двигатель необходимо подключить к электросети, чтобы узнать напряжение. Воспользовавшись амперметром или мультиметром, сначала следует измерить ток в одной обмотке статора, а потом в другой. Данные суммируем, и полученное число потребуется умножить на фиксированное напряжение. Узнав результат – определите мощность 3-фазного мотора даже без таблички.
Найти искомое число предлагается по формуле:
Важно! Определение мощности возможно с помощью мультиметра, совмещающего в себе и амперметр, и вольтметр, и омметр.
Не потребуется табличка, если установить параметры работы двигателя. Известно, что одной из важных характеристик считается величина потребляемого тока. Расчет этого параметра ведется с учетом количества фаз в моторе, напряжения, сопротивления. Для трехфазного берется напряжение в 380 В. И величина тока, которую потребляет электродвигатель, зависит от вида запуска:
Несмотря на то, что формула показывает точные данные, иногда требуются дополнения. В обязательном порядке учитывается тот факт, что полученный результат отражает величину тока, когда используется номинальная нагрузка. Для точных измерений потребуется мультиметр. Электродвигатель на холостом ходу потребляет меньше тока:
Также, когда нет таблички, мощность рассчитывается по сопротивлению обмоток. Для начала необходимо узнать сопротивление, которое концентрируется между выводами. Полученное число делится на 2, и станет известно сопротивление обмотки. Для определения мощности одной обмотки применяется формула: P=(220V*220V)/R. Результат вычисления умножается на 3 (поскольку двигатель 3-фазный). Получаем искомую мощность мотора.
Предложенный вариант используется для определения сопротивления при соединении звездой. Если использовать треугольник, то схема действий немного иная. Узнав величину сопротивления для каждой обмотки в начале и конце, воспользуйтесь формулой, предложенной выше, только результат нужно умножить не на 3, а на 6. Для измерений будет удобно воспользоваться мультиметром. Благодаря несложным расчетами неважно, есть ли табличка на моторе, к тому же в сети много обучающих видео по этой теме.
Вычисление мощности с учетом оборотов вала
Когда табличка на корпусе мотора нечитаема или утеряна, определяем рабочие характеристики 3-фазного двигателя, учитывая оборот вала. Достаточно отсоединить задний кожух, чтобы открылась обмотка статора. Так это будет выглядеть схематически:
Узнать количество оборотов трехфазного мотора возможно благодаря полюсам, используя мультиметр, подключившись к обмотке статора. Вал начнет вращаться, а индикатор мультиметра – показывать отклонения, происходящие за один оборот. При двух полюсах – три тысячи оборотов в минуту, четырех – полторы тысячи, шести – две тысячи, восьми – семьсот пятьдесят.
Если бы была табличка, то последняя цифра на маркировке соответствовала бы количеству полюсов. В обратном случае берем обмотку, раскрываем верхнюю часть. Смотрим, как размещаются секции обмотки. Считаем общее количество пазов, делим на 12 – получаем полюс.
Определяем характеристики мотора, смотря на габариты
Без таблички на корпусе установить рабочие параметры мотора, если он трехфазный, можно по габаритам устройства. Для этого узнайте частоту сети (F), размер диаметра сердечника (D), синхронную частоту валового вращения (N). Достаточно измерить внутреннюю часть статора, чтобы установить, каким диаметром наделен сердечник. Для измерения используются сантиметры.
Учитывая полученные цифры, измерив габарит устройства, посчитайте полюсное деление. Здесь D умножается на N и на число Пи (А). Затем 120 умножается на F – получится B. Потом А делится на В. Для измерения F и N применяется мультиметр. Произвести расчеты нетрудно, зная габарит 3-фазного мотора, без таблички.
Трехфазный электродвигатель и крутящий момент
Крутящий момент определяется через силу, выдаваемую 3-фазным двигателем в попытке преодолеть сопротивление, возникающее при движении, которую умножают на плечо ее приложения. Мкр = VHxPE:0,12566 – формула позволяет определить рабочие параметры мотора. Здесь: VH – объем ДВС, а PE – давление в камере сгорания.
Возникли сложности с определением крутящего момента – воспользуйтесь формулой: Ne=Vh*pe*n:120. Результат высчитывается в киловаттах. Здесь: Vh – объем ДВС, n – частота вращения, pe – давление.
Зачем разбираться в устройстве оборудования, имея 3-фазный мотор: знание рабочих параметров двигателя позволит правильно эксплуатировать устройство, подбирать соответствующие детали, а видео в сети наглядно покажут:
- Как узнать мощность электродвигателя, если нет таблички.
- Как высчитать искомые цифры, используя формулы и т.д.
Когда табличка на корпусе – задача упрощается. Но если таблички нет, не стоит отчаиваться, доступно множество вариантов для определения рабочих параметров двигателя.
Как определить мощность электродвигателя без бирки
На этапе подбора Вы можете столкнуться с тем, что у электромотора нет паспорта, а информацию с шильдика невозможно идентифицировать. У наших покупателей возникает вопрос: как узнать мощность электродвигателя, если нет таблички? В данной статье постараемся определить мощность двигателя и его обороты по известным параметрам.
Существует несколько способов, как определить мощность асинхронного электродвигателя 380В/220 Вольт:
Как узнать мощность электродвигателя по диаметру вала
Самый простой способ определить мощность трехфазного электродвигателя без бирки — это измерить диаметр и длину вала. Ниже в таблицах Вы найдете необходимые размеры, которые помогут самостоятельно узнать мощность асинхронного двигателя.
| Мощность электродвигателя Р, кВт |
Диаметр вала, мм | Перейти к выбранной модели | |||
| 3000 об/мин | 1500 об/мин | 1000 об/мин | 750 об/мин | ||
| 0,18 | 11 | 11 | 14 | — | АИР56А2, АИР56В4, АИР63А6 |
| 0,25 | 14 | 19 | АИР56В2, АИР63А4, АИР63В6, АИР71В8 | ||
| 0,37 | 14 | 19 | 22 | АИР63А2, АИР63В4, АИР71А6, АИР80А8 | |
| 0,55 | 19 | АИР63В2, АИР71А4, АИР71В6, АИР80В8 | |||
| 0,75 | 19 | 22 | 24 | АИР71А2, АИР71В4, АИР80А6, АИР90LA8 | |
| 1,1 | 22 | АИР71В2, АИР80А4, АИР80В6, АИР90LB8 | |||
| 1,5 | 22 | 24 | 28 | АИР80А2, АИР80В4, АИР90L6, АИР100L8 | |
| 2,2 | 24 | 28 | 32 | АИР80В2, АИР90L4, АИР100L6, АИР112МА8 | |
| 3 | 24 | 32 | АИР90L2, АИР100S4, АИР112МА6, АИР112МВ8 | ||
| 4 | 28 | 28 | 38 | АИР100S2, АИР100L4, АИР112МВ6, АИР132S8 | |
| 5,5 | 32 | 38 | АИР100L2, АИР112М4, АИР132S6, АИР132М8 | ||
| 7,5 | 32 | 38 | 48 | АИР112M2, АИР132S4, АИР132М6, АИР160S8 | |
| 11 | 38 | 48 | АИР132M2, АИР132М4, АИР160S6, АИР160М8 | ||
| 15 | 42 | 48 | 55 | АИР160S2, АИР160S4, АИР160М6, АИР180М8 | |
| 18,5 | 55 | 60 | АИР160M2, АИР160M4, АИР180М6, АИР200М8 | ||
| 22 | 48 | 55 | 60 | АИР180S2, АИР180S4, АИР200М6, АИР200L8 | |
| 30 | 65 | АИР180M2, АИР180M4, АИР200L6, АИР225М8 | |||
| 37 | 55 | 60 | 65 | 75 | АИР200M2, АИР200M4, АИР225М6, АИР250S8 |
| 45 | 75 | 75 | АИР200L2, АИР200L4, АИР250S6, АИР250M8 | ||
| 55 | 65 | 80 | АИР225M2, АИР225M4, АИР250M6, АИР280S8 | ||
| 75 | 65 | 75 | 80 | АИР250S2, АИР250S4, АИР280S6, АИР280M8 | |
| 90 | 90 | АИР250М2, АИР250M4, АИР280M6, АИР315S8 | |||
| 110 | 70 | 80 | 90 | АИР280S2, АИР280S4, АИР315S6, АИР315M8 | |
| 132 | 100 | АИР280M2, АИР280M4, АИР315M6, АИР355S8 | |||
| 160 | 75 | 90 | 100 | АИР315S2, АИР315S4, АИР355S6 | |
| 200 | АИР315M2, АИР315M4, АИР355M6 | ||||
| 250 | 85 | 100 | АИР355S2, АИР355S4 | ||
| 315 | — | АИР355M2, АИР355M4 | |||
Как определить обороты вала электродвигателя
Асинхронные трехфазные двигатели серии АИР имеют 4 диапазона вращения ротора: 3000, 1500, 1000 и 750 об/мин. В зависимости от этого будет меняться количество полюсов. Для наглядности, рассмотрим на примере электродвигателя с маркировкой АИР 160:
-
– число 2 обозначает 3000 оборотов – 4 означает, что вал вращается со скоростью 1500 об/мин – 6 обозначает частоту вращения в 1000 об. мин – где 8 это скорость вращения вала составляет 750 оборотов
В случае невозможности узнать маркировку мотора, Вы сможете определить количество полюсов при помощи амперметра. Подключите измерительный прибор к обмотке статора. При вращения вала, стрелка на циферблате устройства будет колебаться. Число отклонений равно количеству полюсов двигателя.
Также можно определить обороты асинхронного электродвигателя по обмотке. Катушка обмотки статора у электрического двигателя на 3000 об/мин занимает половину окружности (начало и конец обмотки параллельны друг другу). У мотора с оборотами 1500 в минуту угол расположения обмотки составляет 120°, а на 1000 об — 90°. Перейти к таблицам с обмоточными данными на все электродвигатели типа АИР.
- 2 полюса — 3000 об/мин
- 4 полюса — 1500 об/мин
- 6 полюсов — 1000 об/мин
- 8 полюсов — 750 об/мин
Как определить мощность электродвигателя по габаритам
Достаточно легкий метод узнать мощность двигателя в квт – это измерить размеры корпуса. Чтобы определить мощность электромотора по габаритным размерам, воспользуйтесь таблицами: