Как правильно подобрать электродвигатель

Расчет мощности двигателя формула для компрессора

Выбирая электродвигатель, наиболее подходящий для работы того или иного компрессора, необходимо учитывать продолжительный режим работы данного механизма и постоянную нагрузку. Расчет требующейся мощности двигателя Р_дв осуществляется в соответствии с мощностью на валу основного механизма. В этом случае следует учитывать потери, возникающие в промежуточном звене механической передачи.

Дополнительными факторами являются мощности, назначение и характер производства, на котором будет эксплуатироваться компрессорное оборудование. Они оказывают определенное влияние, в связи с чем оборудование может потребовать незначительных, но постоянных регулировок для поддержки производительности на должном уровне.

Определить мощность двигателя можно по формуле: , в которой:

• Q – значение производительности или подачи компрессора (м 3 /с);
• А – работа по совершению сжатия (Дж/м 3 );
• ηк – индикаторный КПД (0,6-0,8) для учета потерь мощности при реальном сжатии воздуха;
• ηп – механический КПД (0,9-0,95) учитывающий передачу между двигателем и компрессором;
• к_з– коэффициент запаса (1,05-1,15) для учета факторов, не поддающихся расчетам.

Работа А рассчитывается по отдельной формуле: А = (Аи + Аа)/2, где Аи и Аа представляют собой соответственно изотермическое и адиабатическое сжатие.

Значение работы, которую необходимо совершить до появления требуемого давления, можно определить с помощью таблицы:

Мощность, которая требуется для привода вентилятора, зависит от создаваемого им давления Hв (Па), перемещаемого объёма воздуха Qв (м³/сек) и коэффициента полезного действия кпд:

Nв=Hв·Qв/1000·кпд (кВт); Нв=2200 Па; Qв=6000/3600=1,67 м³/сек.

Коэффициенты полезного действия предварительно подобранных по аэродинамическим характеристикам вентиляторов 1, 2, 3 и 4 соответственно: 0,49; 0,54; 0,575; 0,59.

Подставляя величину давления, расхода и кпд в формулу расчёта, получим следующие значения мощности для привода каждого вентилятора: 7,48 кВт, 6,8 кВт, 6,37 кВт, 6,22 кВт.

Расчёт мощности электродвигателя для привода вентилятора.

Мощность электродвигателя зависит от вида её передачи с вала двигателя на вал вентилятора, и учитывается в расчёте соответствующим коэффициентом (kпер). Нет потерь мощности при непосредственной посадке рабочего колеса вентилятора на вал электродвигателя, т. е. кпд такой передачи равен 1. Кпд соединения валов вентилятора и электродвигателя с помощью муфты 0,98. Для достижения необходимой частоты вращения рабочего колеса вентилятора применяем клиноремённую передачу, коэффициент полезного действия которой 0,95. Потери в подшипниках учитываются коэффициентом kп=0,98. По формуле расчёта мощности электродвигателя:

получим следующие мощности: 8,0 кВт; 7,3 кВт; 6,8 кВт; 6,7 кВт.

Установочную мощность электродвигателя принимают с коэффициентом запаса kз=1,15 для двигателей мощностью менее 5 кВт; для двигателей более 5 кВт kз=1,1:

С учётом коэффициента запаса kз=1,1 окончательная мощность электродвигателей для 1-го и 2-го вентиляторов составит 8,8 кВт и 8 кВт; для 3-го и 4-го 7,5 кВт и 7,4 кВт. Первые два вентилятора пришлось бы комплектовать двигателем 11 кВт, для любого вентилятора из второй пары достаточно мощности электродвигателя 7,5 кВт. Выбираем вентилятор 3: как менее энергоёмкий, чем типоразмеры 1 или 2; и как более тихоходный и эксплуатационнонадёжный по сравнению с вентилятором 4.

Номера вентиляторов и графики аэродинамических характеристик в примере подбора вентилятора приняты условно, и не относятся к какой-либо конкретной марке и типоразмеру. (А могли бы.)

Дата добавления: 2018-11-24 ; просмотров: 186 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

Производительность

Производительность автомобильного компрессора указывает на время, которое потребуется компрессору для накачивания одного колеса. Чем выше производительность компрессора, тем быстрее он накачает колесо. Производительность компрессоров измеряется в литрах в минуту.

• Компрессоры с производительностью 10-15 л/мин – могут использоваться для накачивания шин мотоциклов и велосипедов, для автомобильных шин они подходят плохо, так как для накачивания колеса радиусом 13-14 дюймов им потребуется 15-20 минут.
• Компрессоры с производительностью 25-35 л/мин – могут использоваться для накачивания шин легковых автомобилей, для накачивания колеса радиусом 13-14 дюймов им потребуется 3-5 минут.
• Компрессоры с производительностью 45-55 л/мин – могут использоваться для накачивания шин легковых автомобилей, кроссоверов и внедорожников, для накачивания колеса радиусом 16-18 дюймов им потребуется 5-7 минут.
• Компрессоры с производительностью 70 л/мин и выше – могут использоваться для накачивания шин грузовых автомобилей, а также для подключения некоторых видов пневмоинструмента.

Установка механического компрессора на двигатель: тонкости и нюансы

Установка компрессора на двигатель возможна в условиях гаража. Для этого потребуется определенный набор инструментов и навыки в ремонте автомобилей.

Монтаж узла на неподготовленный силовой агрегат приведет к уменьшению его ресурса. Чтобы улучшить технические характеристики двигателя, не вызвав при этом быстрого износа деталей, необходимо провести несколько доработок.

Система впуска

Изменение конструкции направлено на снижение сопротивления при подаче воздуха. С целью доработки системы впуска монтируют фильтр нулевого сопротивления. Он не препятствует прохождению воздушной массы.

Возможна доработка впускного коллектора. С внутренних поверхностей убирают шероховатости. В некоторых случаях допустимо изменение конструкции впускного коллектора. Целью является достижение равномерной подачи воздуха или топливовоздушной смеси одновременно во все цилиндры.

Система охлаждения

При большем объеме топливовоздушной смеси, сгорающей в рабочих цилиндрах, увеличивается количество вырабатываемого тепла. При этом штатная система не справляется со своей задачей.

Чтобы улучшить охлаждение, устанавливают дополнительные радиаторы. Для обеспечения нормальной циркуляции жидкости монтируют водяную помпу с электрическим приводом.

При сжатии в компрессоре воздух нагревается. При этом снижается его плотность. Топливовоздушная смесь сгорает не полностью. Это негативно влияет на мощностные характеристики двигателя. Потребуется обеспечить дополнительное охлаждение наддувочного воздуха.

Выпуск отработавших газов

Подача большого количества воздуха требует облегчить отвод продуктов горения. В систему выпуска отработавших газов носят следующие изменения:

1. Увеличивает пропускную способность каналов в головке блока цилиндров (ГБЦ).
2. Совмещают отверстия в ГБЦ и выпускном коллекторе. Это снижает степень сопротивления при прохождении газов.
3. Подбирают распределительный вал с нужной степенью открытия выпускных клапанов.
4. Устанавливают на транспортное средство прямоточную систему выпуска продуктов горения.
5. Удаляют катализатор.

Доработки направлены на снижение сопротивления прохождению продуктов горения. Так удается повысить мощность силового агрегата.

Головка блока цилиндров

Чтобы обеспечить беспрепятственное прохождение воздушной массы в ГБЦ, увеличивают диаметр каналов. Это повышает и пропускную способность впускного и выпускного тракта.

Возможна установка распределительного вала измененной конструкции. От формы его кулачков зависит время и степень открытия клапанов. Монтаж нового вала позволяет сдвинуть фазы газораспределения и улучшить наполняемость рабочих цилиндров.

Автомобильный компрессор какого бренда лучше?

Автокомпрессоры должны быть качественными, при этом обладать лучшими техническими характеристиками. Многие водители выбирают продукцию следующих производителей:

 AVS — производитель, который работает на рынке автотоваров более 15 лет. Продукция изготавливается на предприятиях Китая и Кореи. Изготовитель старается не допускать попадания на прилавки неисправных и бракованных устройств. 

 Агрессор — отечественная компания, выпускающая аппараты отличного качества. По сравнению с другими производителями, Агрессор реализует продукцию, которая подходит для накачивания лодок, матрасов и т.д.

 Hyundai — популярная южнокорейская фирма, отлично зарекомендовавшая себя на рынке. Выпускаемая техника обладает компактными размерами и отличается долгим сроком службы. Есть возможность приобрести бюджетные модели и варианты высокого класса.

 Беркут — российская компания по производству эксклюзивных аксессуаров для разных машин. В изготовлении компрессоров используют новейшие технологии, поэтому сомневаться в качестве аппаратов нет смысла.

 GOODYEAR — американский производитель, который занимается изготовлением компрессоров, шин и других автотоваров. Аппараты способны работать даже в самых экстремальных условиях. Кроме того, они обладают отличным качеством и долговечностью. 

Какой выбрать автокомпрессор — каждый решает сам для себя. Перечисленные выше производители доказали, что выпускают по-настоящему надежные устройства. 

Вид подключения компрессора

Автомобильные компрессоры могут подключаться к бортовой сети автомобиля двумя способами:

• через разъем прикуривателя – более простой способ подключения для многих автовладельцев, но при таком способе подключения следует учитывать ток потребляемый компрессором и номинал предохранителя на прикуривателе. У большинства автомобилей на прикуривателе стоят предохранители на 15-20 А, но у некоторых автомобилей прикуриватель рассчитан на ток 8 А. При подключении мощного компрессора может произойти превышение потребляемого тока, при этом в лучшем случае сгорит предохранитель, при худшем варианте может сгореть проводка прикуривателя.
• Напрямую к клеммам аккумулятора – подключение производится с помощью разъемов «крокодилов» непосредственно от аккумулятора. Компрессоры рассчитанные для подключения к аккумулятору автомобиля должны обязательно иметь предохранитель на проводе питания.

Встречаются модели автомобильных компрессоров, имеющие возможность подключения к сети 220 Вольт, они предназначены для использования в гаражах и автосервисах.

Основные типы электродвигателей

Существует множество типов и модификаций электродвигателей. Каждый из них обладает собственной мощностью и другими параметрами.

Основная классификация разделяет эти устройства на электродвигатели постоянного и переменного тока. Первый вариант применяется значительно реже, поскольку для его эксплуатации требуется обязательное наличие источника постоянного тока или устройства, преобразующего переменное напряжение в постоянный ток. Выполнение данного условия в современном производстве потребует значительных дополнительных затрат.
Но, несмотря на существенные недостатки, двигатели постоянного тока имеют высокий пусковой момент и стабильно работают даже при больших перегрузках. Благодаря своим качествам, эти агрегаты нашли широкое применение на электротранспорте, в металлургической и станкостроительной отрасли.

Тем не менее, большинство современного оборудования работает с двигателями переменного тока. В основе действия этих устройств лежит электромагнитная индукция, которую создает в магнитном поле проводящая среда. Магнитное поле создается с помощью обмоток, обтекаемых токами, или с применением постоянных магнитов. Электродвигатели, работающие на переменном токе, могут быть синхронными и асинхронными.

Использование синхронных электродвигателей практикуется в оборудовании, где требуется постоянная скорость вращения. Это генераторы постоянного тока, насосы, компрессоры и другие аналогичные установки. Различные модели отличаются собственными техническими характеристиками. Например, значение скорости вращения может находиться в пределах 125-1000 оборотов в минуту, а мощность достигает 10 тыс. киловатт.

Во многих конструкциях имеется короткозамкнутая обмотка, расположенная на роторе. С ее помощью, в случае необходимости, производится асинхронный пуск, после чего синхронный двигатель продолжает работу в обычном режиме, максимально сокращая потери электрической энергии. Эти двигатели отличаются небольшими размерами и высоким коэффициентом полезного действия.

Гораздо более широкое распространение в производственной сфере получили асинхронные двигатели переменного тока. Они отличаются очень высокой частотой вращения магнитного поля, значительно превышающей скорость вращения ротора. Существенным недостатком этих устройств считается снижение КПД до 30-50% от нормы при низких нагрузках. Кроме того, во время пуска параметры тока становятся в несколько раз больше по сравнению с рабочими показателями. Данные проблемы устраняются путем использования частотных преобразователей и устройств плавного пуска.

Асинхронные двигатели используются на тех объектах, где требуются частые включения и выключения оборудования, например, в лифтах, лебедках, и других устройствах.

Насколько хорошо работает такая система?

Этот нагнетатель, обладающий высоким КПД (у лучших образцов он достигает 80%!), способен развивать значительное давление наддува и не требует чрезмерных затрат энергии на собственные нужды. Недостаток у него лишь один, но весьма серьезный — эффективность зависит от частоты вращения его колеса, а значит, и коленвала, с которым оно связано через редуктор с постоянным передаточным отношением. И зависимость эта, как говорят математики, существенно нелинейна: при увеличении оборотов, скажем, на двадцать процентов, давление наддува (а с ним и крутящий момент двигателя!) может вырасти раза в полтора. Соответственно, при снижении оборотов тяга так же быстро упадет, что субъективно воспринимается как полное ее исчезновение.

Литература

• Запаса прочности коэффициент // Железное дерево — Излучение. — М. : Большая российская энциклопедия, 2008. — С. 256. — (Большая российская энциклопедия : / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 10). — ISBN 978-5-85270-341-5.
• ГОСТ Р 51282-99. Оборудование технологическое стартовых и технических комплексов ракетно-космических комплексов. Нормы проектирования и испытаний
• ГОСТ Р 52857.1-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования
• ASME Boiler and Pressure Vessel Code (англ.)
• Arrêté du 18 décembre 1992 RELATIF AUX COEFFICIENTS D’EPREUVE ET AUX COEFFICIENTS D’UTILISATION APPLICABLES AUX MACHINES,ACCESSOIRES DE LEVAGE ET AUTRES EQUIPEMENTS DE TRAVAIL SOUMIS A L’ARTICLE L233-5 DU CODE DU TRAVAIL POUR LA PREVENTION DES RISQUES LIES AUX OPERATIONS DE LEVAGE (фр.)

Виды компрессоров

Компрессоры бывают трех видов: двухвинтовые, роторные и центробежные. 

Различие между ними заключается в способе подачи воздуха во впускной коллектор автомобильного двигателя.

Двухвинтовой компрессор

Двухвинтовый нагнетатель состоит из двух роторов, внутри которых циркулирует воздух. Свист сжатого воздуха, возникающий при работе компрессора приглушают специальными методами шумоизоляции двигателя.

Фото. Двухвинтовой компрессор

Роторный компрессор

Роторный нагнетатель находится в верхней части автомобильного двигателя.

Он состоит из вращающихся кулачковых валов, которые перемещают атмосферный воздух во впускной коллектор. Устройство имеет большой вес, что утяжеляет вес транспортного средства. Воздушный поток в этом виде компрессора имеет прерывистую структуру, поэтому он мало эффективен в сравнении с другими компрессорами.

Фото. Роторный компрессор

Центробежный компрессор

Центробежный нагнетатель – представляет собой крыльчатку, вращающуюся с огромной силой и нагнетающую воздух в небольшой корпус компрессора. Центробежная сила выталкивает воздух к краю крыльчатки, заставляя его с огромной скоростью покидать ее полость. Маленькие лопатки, расположенные вокруг крыльчатки, преобразуют высокоскоростной поток воздуха с низким давлением в низкоскоростной поток с высоким давлением.

Фото. Центробежный компрессор

Что такое нагнетатель на авто? Его виды и детальный разбор нюансов

Важную роль для возрастания мощности играет качество подаваемой в двигатель воздушно-топливной смеси (ВТС). При помощи нагнетания в нее воздуха мощность можно увеличить до 50% . Это достигается с использованием нагнетателя, добавляющего объем воздуха в двигатель.

Виды нагнетателей

• Механический. Устройство использует механическую силу, возникающую при движении коленвала;
• Турбонаддув. Используется нагнетатель, приводимый в действие «выхлопами»;
• Электрический. Приводится в движение при помощи электрического тока от генератора и аккумулятора;
• Комбинированный. Использует в своем действии несколько предложенных выше схем.

Электродвигатели постоянного тока

Двигатели постоянного тока широко применяются в качестве привода электротранспорта, промышленного оборудования, а также микропривода исполнительных механизмов. Такие электрические машины обладают следующими преимуществами:

• Возможность регулировки частоты вращения путем изменения напряжения в обмотке возбуждения. При этом крутящий момент на валу ДПТ (двигатели постоянного тока) остается неизменным.
• Высокий к.п.д. (коэффициент полезного действия) у машин постоянного тока несколько выше, чем у самых распространенных асинхронных двигателей переменного тока. При неполной нагрузке на валу к.п.д. ДПТ выше на 10-15%.
• Возможность изготовления ДПТ небольших габаритов. Практически все используемые микроприводы рассчитаны на постоянный ток.
• Простота схем управления. Для пуска, реверса и регулирования скорости и момента не требуется сложного электронного оборудования и большого количества аппаратов для коммутации.
• Возможность работы в режиме генератора. Электродвигатели такого типа можно использовать в качестве источников постоянного тока.
• Высокий пусковой момент. ДПТ используют в составе электроприводов кранов, тяговых и грузоподъемных механизмов, где требуется запуск под значительной нагрузкой.

ДПТ различают по способу возбуждения, они бывают:

• С постоянными магнитами. Такие двигатели отличаются малыми габаритами. Основная область их применения – микроприводы.
• С электромагнитным возбуждением.

Электрические машины с электромагнитами такого типа получили самое широкое распространение. Их классифицируют по способу подключения обмотки статора:

• Двигатели с параллельным возбуждением. Обмотки якоря и статора в электрической машине такого типа соединены параллельно. Такие электрические машины не требуют дополнительного источника питания для обмотки возбуждения, скорость вращения ротора практически не зависит от нагрузки. Их используют для привода металлорежущих станков и другого оборудования.
• Электродвигатели с последовательно включенной обмоткой статора. ДПТ этого типа имеют значительный пусковой момент. Их применяют в качестве привода электротранспорта и промышленных установок с необходимостью пуска под нагрузкой.
• Двигатели с независимым возбуждением. Для питания обмотки статора таких электромашин используется независимый источник постоянного тока. ДПТ такого типа отличаются широким диапазоном регулирования скоростей.
• Электрические машины со смешанным возбуждением. Электромагнит возбуждения в таких двигателях поделен на 2 части. Одна из них включена параллельно, вторая последовательно обмотке якоря. Электрические машины такого типа используются в механизмах и оборудовании, где необходим высокий пусковой момент, а также переменная и постоянная скорость при переменном моменте.

Энергоэффективность

Рациональное потребление энергии при сохраняющейся высокой мощности сокращает текущие производственные затраты при одновременном увеличении производительности электродвигателя. Поэтому при выборе привода обязательно учитывается класс энергоэффективности.

В технической документации и каталогах обязательно указывается класс энергоэффективности двигателя. Он зависит от показателя КПД.

Проводимые в тестовом и рабочем режимах экспериментальные исследования показывают, что электродвигатель мощностью 55 кВт высокого класса энергоэффективности сокращает потребление электроэнергии на 8-10 тысяч кВт ежегодно.

Другие полезные материалы:

Редуктор от «А» до «Я» Как выбрать мотор-редуктор Выбор преобразователя частоты Подключение и настройка частотного преобразователя

Выбираем устройство правильно — на что обратить внимание?

Нельзя не согласиться, что изделия китайского производства подкупают дешевизной. В конечном итоге водитель расстраивается из-за внезапной поломки

Чтобы не попасть в подобную ситуацию, важно выбирать компрессор, ориентируясь на характеристики прибора. 

Производительность

Производительность представляет собой значение, указанное в характеристиках каждой модели. Параметр измеряется «литрами в минуту». Бюджетные модели работают медленно. На подкачку одного колеса может уйти до 10 минут. 

Электронасос какой производительности купить зависит от целей использования. Например, для регулярной подкачки достаточно будет прибора со значением до 30 л/мин.

Для легкового транспорта с шинами диаметром 12-16 дюймов понадобится электронасос с производительностью до 30 л/мин. Для внедорожников лучше выбирать приборы с продуктивностью до 70 л/мин. Если дело касается грузовиков, то здесь потребуется мощный компрессор с производительностью 75-90 л/мин.  

Давление

Большинство компрессоров способны выдавать давление в 7-8 атмосфер.  Для легковой машины будет достаточно устройства с давлением 2-3 атмосферы. Таким образом, для «легковушек» подойдет любой компрессор, имеющий диапазон 3-7 атмосфер.

Несмотря на это, существуют поршневые модели, плотность воздуха которых составляет 20 атмосфер. Они предназначены для внедорожников и грузовых авто. 

Манометр

Манометр — это элемент, позволяющий контролировать давление в шинах. Без манометра определить показатели можно только «на глаз». 

Устройства подразделяются на цифровые и аналоговые. Бюджетные модели имеют погрешность в показаниях, поэтому с их помощью добиться оптимального значения в покрышке удается не всегда. Для получения точного результата приходится выключать компрессор. Чтобы избежать подобных неудобств, стоит покупать приборы с цифровым манометром. Он в большинстве случаев показывает корректные значения.

Способ подключения

Компрессоры по типу подключения подразделяются на два вида: со встроенным аккумулятором и те, что питаются от бортовой сети. 

Более долговечными моделями являются устройства, которые подключаются прямо к аккумулятору. Менее мощные варианты работают от прикуривателя. Самые производительные — подключаются сразу к клеммам.

Длина шнура 

Многие изготовители стараются сэкономить на производстве, поэтому шнуры делают хлипкими и тонкими. 

Покупая компрессор, водителю стоит обратить внимание на длину шнура, его гибкость и прочность. Длина должна быть такой, чтобы пользователь смог без проблем подключить прибор ко всем колесам машины

Механический компрессор на двигатель автомобиля: плюсы и минусы

После появления первых ДВС главной задачей конструкторов и инженеров с самого начала стало повышение производительности силовой установки. Другими словами, основной целью является увеличение мощности двигателя. Как известно, самым простым способом становится решение физически увеличить рабочий объем двигателя и количество цилиндров. Двигатель «засасывает» из атмосферы больше воздуха, в результате можно сжигать больше горючего.

Решить задачу позволяет принудительное нагнетание воздуха в цилиндры под давлением. Для нагнетания воздуха на многих ДВС используется турбонаддув, еще одним решением является компрессор (нагнетатель механический). В этой статье мы рассмотрим, как устроен и работает автомобильный компрессор на двигатель, а также какие плюсы и минусы имеет компрессорный двигатель.

Читайте в этой статье

Виды приборов и их различия

Сегодня перед покупателями представлен огромный ассортимент компрессоров как отечественного, так и зарубежного производства. Каждая модель обладает своими техническими характеристиками и особенностями. Соответственно, эти параметры влияют на стоимость товара.

Поршневые 

Поршневые компрессоры — это устройства, в которых воздух вырабатывается с помощью поршня. Деталь воспроизводит возвратно-поступательные движения в камере. Внутри прибора также имеются вал и шатун

Им стоит уделить особое внимание

Автокомпрессор прослужит своему владельцу долго, если шатун будет располагаться на валу двигателя. Пластиковое соединение этих двух элементов указывает на низкое качество прибора.

Детали, изготовленные из хрупких материалов, быстро приведут компрессор в негодность. Не стоит тратить средства на товар из оцинковки или пластика. Качественный поршневой прибор изготовлен из нержавеющей стали.

В чем заключаются преимущества поршневого насоса? Во-первых, он идеально подходит как для легковых, так и для грузовых ТС. Во-вторых, накачать шины таким устройством можно в любое время года. 

Во время работы компрессора стоит следить за тем, чтобы он не перегрелся. Иногда это приводит к поломке. Починить сломанный прибор почти невозможно. В этом случае придется покупать новый. 

Мембранные 

Мембранный компрессор работает при помощи мембраны, которая осуществляет возвратно-поступательные движения. Деталь изготавливается из резины. Это значит, что ее можно легко сменить на новую в случае истирания.

Главным преимуществом мембранного устройства является его ремонтопригодность. Если прибор выйдет из строя, его получится починить. 

Судя по многочисленным отзывам водителей, компрессоры с мембранами ломаются редко, при этом служат не один десяток лет. Однако по сравнению с поршневыми, их мощность несколько слабее. Кроме того, прибор становится бесполезен в мороз. Эксплуатировать его можно только в отапливаемом помещении, либо на улице в теплую погоду. 

Выбирая, какой автокомпрессор лучше, водитель должен ориентироваться не только на тип прибора. Технические характеристики, стоимость и даже производитель — все это сказывается на качестве устройства. 

Расчет мощности электродвигателя

Расчет мощности электродвигателя по току можно произвести с помощью нашего онлайн калькулятора:

Расчет мощности трехфазного электродвигателя

Полученный результат можно округлить до ближайшего стандартного значения мощности.

Стандартные значения мощностей 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 и т.д.

Расчет мощности двигателя производится по следующей формуле:

P=√3UIcosφη

где:

• U — Номинальное напряжение (напряжение на которое подключается электродвигатель);
• I — Номинальный ток электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя, а при их отсутствииопределяется расчетным путем);
• cosφ — Коэффициент мощности — отношение активной мощности к полной (принимается от 0,75 до 0,9 в зависимости от мощности электродвигателя);
• η — Коэффициент полезного действия — отношение электрической мощности потребляемой электродвигателем из сети к механической мощности на валу двигателя (принимается от 0,7 до 0,85 в зависимости от мощности электродвигателя);

Выбор компрессорного оборудования. Тип компрессора

Остановимся на основных шагах выбора компрессорного оборудования.

Компрессор – это устройство, которое используется для увеличения давления сжимаемой среды путем уменьшения удельного объема среды во время ее прохождения через компрессор. Уровень давления на входе и выходе варьируются от глубокого вакуума до избыточного давления в зависимости от потребностей технологического процесса. Это одно из главных условий, под которые подбирают тип и конфигурацию компрессора. Компрессоры обычно подразделяют на две больших подгруппы: динамические и объемные. Для одной области применения могут быть подобраны разные типы компрессоров, которые могут лучше подходить для конкретного применения, учитывая специфику их конструкции.

Пусковой ток электродвигателя

Зная тип и номинальную мощность электродвигателя, можно рассчитать номинальный ток.

Номинальный ток электродвигателей постоянного тока

Номинальный ток трехфазных электродвигателей переменного тока

где: PH – номинальная мощность электродвигателя; UH — номинальное напряжение электродвигателя, ηH — КПД электродвигателя; cosfH — коэффициент мощности электродвигателя.

Номинальные значения мощности, напряжения и КПД можно найти в технической документации на конкретную модель электродвигателя.

Зная значение номинального тока, можно рассчитать пусковой ток.

Формула расчета пускового тока электродвигателей

где: IH – номинальное значение тока; Кп – кратность постоянного тока к номинальному значению.

Пусковой ток необходимо рассчитывать для каждого двигателя в цепи. Зная эту величину, легче подобрать тип автоматического выключателя для защиты всей цепи.

Расчет мощности электродвигателя для насоса

Выбор электродвигателя для насосной установки зависит от конкретных условий, прежде всего – от схемы водоснабжения. В большинстве случаев подача воды производится с помощью водонапорного бака или водонапорного котла. Для приведения в действие всей системы используются центробежные насосы с асинхронными двигателями.

Выбор оптимальной мощности насоса осуществляется в зависимости от потребности в подаче и напоре жидкости. Подача насоса Q_H измеряется в литрах, подаваемых в 1 час, и обозначается как л/ч. Данный параметр определяется по следующей формуле: Qн = Qmaxч = (kч х kсут х Qср.сут) / (24 η), где Qmaxч — возможный максимальный часовой расход воды, л/ч, kч – коэффициент неравномерности часового расхода, kсут — коэффициент неравномерности суточного расхода (1,1 – 1,3), η — КПД насосной установки, с учетом потерь воды), Qср.сут — значение среднесуточного расхода воды (л/сут).

Оптимальный напор воды должен обеспечивать ее подачу в установленное место при условии необходимого давления. Требуемые параметры напора насоса (Ннтр) зависят от высоты всасывания (Нвс) и высоты нагнетания (Ннг), которые в сумме определяют показатели статического напора (Нс), потери в трубопроводах (Hп) и разность давлений верхнего (Рву) и нижнего (Рну) уровней.

Исходя из того, что значение напора будет равно H = P/ρg, где Р — давление (Па), ρ — плотность жидкости (кг/м3), g = 9,8 м/с2 — ускорение свободного падения, g — удельный вес жидкости (кг/м3), получается следующая формула: Ннтр = Hc + Hп + (1/ρ) х (Рву – Рну).

После вычисления расхода воды и напора по каталогу уже можно выбрать насос с наиболее подходящими параметрами. Чтобы не ошибиться с мощностью электродвигателя, ее нужно определить по формуле: Pдв = (kз х ρ х Qн х Нн) / (ηн х ηп), где kз является коэффициентом запаса, зависящим от мощности электродвигателя насоса и составляет 1,05 – 1,7. Этот показатель учитывает возможные утечки воды из трубопровода из-за неплотных соединений, разрывов трубопровода и прочих факторов, поэтому электродвигатели для насосов должны иметь некоторый запас мощности. Чем больше мощность, тем меньше коэффициент запаса можно принять.

Например,при мощности электродвигателя насоса 2 кВт – kз = 1,5, 3,0 кВт – kз = 1,33, 5 кВт – kз =1,2, при мощности больше 10 кВт- kз = 1,05 – 1,1. Другие параметры означают: ηп – КПД передачи (прямая передача – 1,0, клиноременная – 0,98, зубчатая – 0,97, плоскоременная – 0,95), ηн — КПД насосов поршневых 0,7 – 0,9, центробежных 0,4 – 0,8, вихревых 0,25 – 0,5.

Расчет коэффициента мощности электродвигателя

Онлайн расчет коэффициента мощности (cosφ) электродвигателя

Расчет коэффициента мощности трехфазного электродвигателя

Расчет cosφ (косинуса фи) двигателя производится по следующей формуле:

cosφ=P/√3UIη

где:

• P — Номинальная мощность электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя либо определяется рассчетным путем);
• U — Номинальное напряжение (напряжение на которое подключается электродвигатель);
• I — Номинальный ток электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя, а при их отсутствииопределяется расчетным путем);
• η — Коэффициент полезного действия — отношение электрической мощности потребляемой электродвигателем из сети к механической мощности на валу двигателя (принимается от 0,7 до 0,85 в зависимости от мощности электродвигателя);

Нормативные документы

В этом разделе приведены нормативные документы, регламентирующие расчет и выбор допустимого коэффициента запаса для различных конструкций.

Тип конструкции	Нормативные документы
Россия	США	Евросоюз
Сосуды работающие под давлением	ГОСТ Р 52857.1-2007, ГОСТ 14249-89, ГОСТ 25215-82	ASME Boiler and Pressure Vessel Code	Директива 2014/68/EU (PED)
Наземное оборудование ракетно-космических комплексов	ГОСТ Р 51282-99
Трубопроводы и оборудование атомных энергетических установок	ПНАЭ Г-7-002-86	ASME Boiler and Pressure Vessel Code
Зубчатые передачи	ГОСТ 21354-87
Котлы и трубопроводы пара и горячей воды	РД 10-249-98	ASME Boiler and Pressure Vessel Code