Электродвигатель какой мощности выпускает современная промышленность
Промышленные электродвигатели — это устройства, преобразующие электрическую энергию в механическую. Они используются для приведения в действие различных типов машин, включая насосы, компрессоры, конвейерные ленты и вентиляторы. Эти двигатели бывают разных форм и размеров, и их конструкция зависит от их предназначения.
Промышленные электродвигатели разрабатываются как прочные и долговечные, способные выдерживать жесткие условия эксплуатации в суровых промышленных условиях. Кроме того, они должны быть энергоэффективными, поскольку в промышленных условиях они потребляют значительное количество энергии.
Мощность электродвигателей
Мощность промышленных электродвигателей измеряется в лошадиных силах (л.с.) или киловаттах (кВт). Мощность определяется различными факторами, включая тип двигателя, его конструкцию и нагрузку, которую он должен питать.
Номинальная мощность двигателя в лошадиных силах или киловаттах указывает на максимальную мощность, которую может выдать двигатель. Важно выбрать двигатель с номинальной мощностью, соответствующей предполагаемому применению. Выбор двигателя со слишком низкой мощностью может привести к недостаточной производительности, а двигатель со слишком высокой мощностью может привести к излишнему потреблению энергии и увеличению расходов.
Скорости вращения электродвигателя
Скорость промышленных электродвигателей измеряется в оборотах в минуту (RPM). Скорость двигателя определяется количеством полюсов и частотой источника переменного тока (AC).
Электродвигатели могут быть спроектированы для работы с фиксированной или переменной скоростью. Двигатели с фиксированной скоростью предназначены для работы с постоянной скоростью, в то время как двигатели с переменной скоростью могут регулировать свою скорость в соответствии с требованиями нагрузки.
Как правильно выбрать электродвигатель
Выбор правильного промышленного электродвигателя имеет решающее значение для обеспечения оптимальной производительности и эффективности. При выборе двигателя необходимо учитывать несколько факторов, включая область применения, требования к нагрузке и условия окружающей среды.
При выборе промышленного электродвигателя важно учитывать его номинальную мощность, скорость и эффективность. Также важно учитывать конструкцию двигателя, включая его размер, вес и варианты монтажа.
Рекомендуется проконсультироваться с профессиональным поставщиком электродвигателей или инженером, чтобы определить наилучший двигатель для конкретного применения. Они могут дать рекомендации по выбору наиболее подходящего двигателя для конкретных требований и обеспечить соответствие двигателя всем требованиям безопасности и нормативным требованиям.
Техническое обслуживание электродвигателей
Регулярное техническое обслуживание промышленных электродвигателей необходимо для обеспечения оптимальной работы и продления срока службы двигателя. Задачи технического обслуживания включают очистку, смазку и осмотр компонентов двигателя.
Очистка внешней поверхности двигателя помогает предотвратить накопление пыли и грязи, которые могут повлиять на систему охлаждения двигателя. Смазка подшипников двигателя помогает уменьшить трение и предотвратить преждевременный износ.
Регулярный осмотр компонентов двигателя помогает выявить любые потенциальные проблемы до того, как они станут серьезными. К компонентам, которые необходимо регулярно проверять, относятся подшипники, статор и ротор двигателя.
Важно соблюдать рекомендованный производителем график технического обслуживания и процедуры, чтобы обеспечить безопасную и эффективную работу двигателя
Промышленные электрические двигатели
Промышленные электродвигатели играют важную роль в питании различных типов машин и оборудования в обрабатывающей промышленности. Понимание мощности, скорости и конструкции этих двигателей необходимо для выбора подходящего двигателя для предполагаемого применения.
Регулярное техническое обслуживание промышленных электродвигателей необходимо для обеспечения оптимальной работы и продления срока службы двигателя. Следуя рекомендованному производителем графику и процедурам технического обслуживания, вы сможете обеспечить безопасную и эффективную работу промышленного электродвигателя.
Если вы хотите купить промышленные электродвигатели или вам нужны рекомендации по выбору подходящего двигателя, обратитесь к профессиональному поставщику электродвигателей или инженеру, который может предоставить квалифицированную консультацию и поддержку.
Электродвигатель какой мощности выпускает современная промышленность
Ящики протяжные К-654, К-655, К-657, К-657 Ящики протяжные К254-К257 предназначены для протяжки, соединения и ответвления проводов и кабелей при выполнении электропроводок в трубах и прокладки… Подробнее » Ящик протяжной для чего нужен
Электроэнергия как пишется правильно
- автор: admin
- 27.07.2023
Электроэнергия или электро энергия как правильно? Электроэнергия – правильный вариант написания сложного существительного, пишется слитно. Согласно правилам русского языка, сложные существительные с элементом «электро» пишутся… Подробнее » Электроэнергия как пишется правильно
Экспериментальное определение величины элементарного электрического заряда кто открыл
- автор: admin
- 27.07.2023
Методы определения элементарного электрического заряда (стр. 1 из 4) ЭЛЕКТРОН — первая по времени открытия элементарная частица; материальный носитель наименьшей массы и наименьшего электрического заряда… Подробнее » Экспериментальное определение величины элементарного электрического заряда кто открыл
Электродвигатель какой мощности выпускает современная промышленность
- автор: admin
- 27.07.2023
Как правильно подобрать электродвигатель по типу, мощности и другим параметрам Электродвигатель — механизм, преобразующий энергию электрического тока в кинетическую энергию. Современное производство и быт сложно… Подробнее » Электродвигатель какой мощности выпускает современная промышленность
Что является носителем тока
- автор: admin
- 27.07.2023
14 Семестр 3. Лекция 6. , где q– заряд носителей,n— концентрация носителей,— вектор средней скорости упорядоченного движения. Единица измерения величины плотности тока А/м 2 (Ампер… Подробнее » Что является носителем тока
Электродвигатели
Электрический двигатель, сокращенно электродвигатель — электрическая машина, с помощью которой электрическая энергия преобразуется в механическую, для приведения в движение различных механизмов. Электродвигатель является основным элементом электропривода.
В некоторых режимах работы электропривода электродвигатель осуществляет обратное преобразование энергии, то есть работает в режиме электрического генератора.
По виду создаваемого механического движения электродвигатели бывают вращающиеся, линейные и др. Под электродвигателем чаще всего подразумевается вращающий электродвигатель, так как он получил наибольшее применение.
Областью науки и техники изучающей электрические машины является — электромеханика. Принято считать, что ее история начинается с 1821 года, когда был создан первый электродвигатель М.Фарадея.
Конструкция электродвигателя
Основными компонентами вращающегося электродвигателя являются статор и ротор. Статор — неподвижная часть, ротор — вращающаяся часть.
Стандартная конструкция вращающегося электродвигателя
У большей части электродвигателей ротор располагается внутри статора. Электродвигатели у которых ротор находится снаружи статора называются электродвигателями обращенного типа.
Принцип работы электродвигателя
1. Согласно закону Ампера на проводник с током I в магнитном поле будет действовать сила F.
2. Если проводник с током I согнуть в рамку и поместить в магнитное поле, то две стороны рамки, находящиеся под прямым углом к магнитному полю, будут испытывать противоположно направленные силы F
3. Силы, действующие на рамку, создают крутящий момент или момент силы, вращающий ее.
4. Производимые электродвигатели имеют несколько витков на якоре, чтобы обеспечить больший постоянный момент.
5. Магнитное поле может создаваться как магнитами, так и электромагнитами. Электромагнит обычно представляет из себя провод намотанный на сердечник. Таким образом, по закону электромагнитной индукции ток протекающий в рамки будет индуцировать ток в обмотки электромагнита, который в свою очередь будет создавать магнитное поле.
-
Подробное описание принципа работы электродвигателей разных типов:
- Принцип работы однофазного асинхронного электродвигателя
- Принцип работы трехфазного асинхронного электродвигателя
- Принцип работы синхронного электродвигателя
Классификация электродвигателей
- Универсальный
- Репульсионный
- КДПТ с обмоткой возбуждения
-
Включение обмотки
- Независимое
- Последовательное возбуждения
- Параллельное
- Комбинированное
- БДПТ
(Бесколлекторный двигатель + ЭП |+ ДПР) - ВРД
(Реактивный двигатель с ротором с явновыраженными полюсами и сосредоточенной обмоткой статора + ЭП |+ ДПР)
- Трехфазный
(многофазный)- АДКР
- АДФР
- с пусковой обмоткой
- с экранированными полюсами
- с асимметричным магнитопроводом
- СДОВ
(с контактными кольцами и щетками) —> - СДПМ 5 —>
- СДПМВ
- СДПМП
- Гибридный
Примечание:
- Указанная категория не представляет отдельный класс электродвигателей, так как устройства, входящие в рассматриваемую категорию (БДПТ, ВРД), являются комбинацией бесколлекторного двигателя, электрического преобразователя (инвертора) и, в некоторых случаях, — датчика положения ротора. В данных устройствах электрический преобразователь, в виду его невысокой сложности и небольших габаритов, обычно интегрирован в электродвигатель.
- Вентильный двигатель может быть определен как электрический двигатель, имеющий датчик положения ротора, управляющий полупроводниковым преобразователем, осуществляющим согласованную коммутацию обмотки якоря [5].
- Вентильный электродвигатель постоянного тока — электродвигатель постоянного тока, вентильное коммутирующее устройство которого представляет собой инвертор, управляемый либо по положению ротора, либо по фазе напряжения на обмотки якоря, либо по положению магнитного поля [1].
- Электродвигатели используемые в БДПТ и ВРД являются двигателями переменного тока, при этом за счет наличия в данных устройствах электрического преобразователя они подключаются к сети постоянного тока.
- Шаговый двигатель не является отдельным классом двигателя. Конструктивно он представляет из себя СДПМ, СРД или гибридный СРД-ПМ.
Аббревиатура:
- КДПТ — коллекторный двигатель постоянного тока
- БДПТ — бесколлекторный двигатель постоянного тока
- ЭП — электрический преобразователь
- ДПР — датчик положения ротора
- ВРД — вентильный реактивный двигатель
- АДКР — асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
- АДФР — асинхронный двигатель с фазным ротором
- СДОВ — синхронный двигатель с обмоткой возбуждения
- СДПМ — синхронный двигатель с постоянными магнитами
- СДПМП — синхронный двигатель c поверхностной установкой постоянных магнитов
- СДПМВ — синхронный двигатель со встроенными постоянными магнитами
- СРД — синхронный реактивный двигатель
- ПМ — постоянные магниты
- ЧП — частотный преобразователь
Типы электродвигателей
Коллекторные электродвигатели
Коллекторная машина — вращающаяся электрическая машина, у которой хотя бы одна из обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, соединена с коллектором [1]. В коллекторном двигателе щеточно-коллекторный узел выполняет функцию датчика положения ротора и переключателя тока в обмотках.
Универсальный электродвигатель
Может работать на переменном и постоянном токе. Широко используется в ручном электроинструменте и в некоторых бытовых приборах (в пылесосах, стиральных машинах и др.). В США и Европе использовался как тяговый электродвигатель. Получил большое распространение благодаря небольшим размерам, относительно низкой цены и легкости управления.
Коллекторный электродвигатель постоянного тока
Электрическая машина, преобразующая электрическую энергию постоянного тока в механическую. Преимуществами электродвигателя постоянного тока являются: высокий пусковой момент, быстродействие, возможность плавного управления частотой вращения, простота устройства и управления. Недостатком двигателя является необходимость обслуживания коллекторно-щеточных узлов и ограниченный срок службы из-за износа коллектора.
Бесколлекторные электродвигатели
У бесколлекторных электродвигателей могут быть контактные кольца с щетками, таким образом не надо путать бесколлекторные и бесщеточные электродвигатели.
Бесщеточная машина — вращающаяся электрическая машина, в которой все электрические связи обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, осуществляются без скользящих электрических контактов [1].
Асинхронный электродвигатель
Наиболее распространенный электродвигатель в промышленности. Достоинствами электродвигателя являются: простота конструкции, надежность, низкая себестоимость, высокий срок службы, высокий пусковой момент и перегрузочная способность. Недостатком асинхронного электродвигателя является сложность регулирования частоты вращения.
Cинхронный электродвигатель
Синхронные двигатели обычно используются в задачах, где требуется точное управление скоростью вращения, либо где требуется максимальное значение таких параметров как мощность/объем, КПД и др.
- С обмоткой возбуждения
- С постоянными магнитами
- Реактивный
- Гистерезисный
- Реактивно-гистерезисный
- Шаговый
Специальные электродвигатели
Серводвигатель
Серводвигатели не являются отдельным классом двигателей. В качестве серводвигателя могут использоваться электродвигатели постоянного и переменного тока с датчиком положения ротора. Серводвигатель используется в составе сервомеханизма для точного управления угловым положением, скоростью и ускорением исполнительного механизма. Для работы серводвигатель требует относительно сложную систему управления, которая обычно разрабатывается специально для сервопривода.
Основные параметры электродвигателя
- Момент электродвигателя
- Мощность электродвигателя
- Коэффициент полезного действия
- Номинальная частота вращения
- Момент инерции ротора
- Номинальное напряжение
- Электрическая постоянная времени
- Механическая характеристика
Момент электродвигателя
Вращающий момент (синонимы: вращательный момент, крутящий момент, момент силы) — векторная физическая величина, равная произведению радиус вектора, проведенного от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы.
,
- где M – вращающий момент, Нм,
- F – сила, Н,
- r – радиус-вектор, м
Справка: Номинальный вращающий момент Мном, Нм, определяют по формуле
,
- где Pном – номинальная мощность двигателя, Вт,
- nном — номинальная частота вращения, мин -1 [4]
Начальный пусковой момент — момент электродвигателя при пуске.
Справка: В английской системе мер сила измеряется в унция-сила (oz, ozf, ounce-force) или фунт-сила (lb, lbf, pound-force)
1 oz = 1/16 lb = 0,2780139 N (Н)
1 lb = 4,448222 N (Н)момент измеряется в унция-сила на дюйм (oz∙in) или фунт-сила на дюйм (lb∙in)
1 oz∙in = 0,007062 Nm (Нм)
1 lb∙in = 0,112985 Nm (Нм)Мощность электродвигателя
Мощность электродвигателя — это полезная механическая мощность на валу электродвигателя.
Механическая мощность
Мощность — физическая величина, показывающая какую работу механизм совершает в единицу времени.
,
- где P – мощность, Вт,
- A – работа, Дж,
- t — время, с
Работа — скалярная физическая величина, равная произведению проекции силы на направление F и пути s, проходимого точкой приложения силы [2].
,
- где s – расстояние, м
Для вращательного движения
,
- где – угол, рад,
,
- где – углавая скорость, рад/с,
Таким образом можно вычислить значение механической мощности на валу вращающегося электродвигателя
Справка: Номинальное значение — значение параметра электротехнического изделия (устройства), указанное изготовителем, при котором оно должно работать, являющееся исходным для отсчета отклонений.
Коэффициент полезного действия электродвигателя
Коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя — характеристика эффективности машины в отношении преобразования электрической энергии в механическую.
,
- где – коэффициент полезного действия электродвигателя,
- P1 — подведенная мощность (электрическая), Вт,
- P2 — полезная мощность (механическая), Вт
-
При этом потери в электродвигатели обусловлены:
- электрическими потерями — в виде тепла в результате нагрева проводников с током;
- магнитными потерями — потери на перемагничивание сердечника: потери на вихревые токи, на гистерезис и на магнитное последействие;
- механическими потерями — потери на трение в подшипниках, на вентиляцию, на щетках (при их наличии);
- дополнительными потерями — потери вызванные высшими гармониками магнитных полей, возникающих из-за зубчатого строения 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 (International Electrotechnical Commission) определяет требования к эффективности электродвигателей. Согласно стандарту IEC 60034-31:2010 определено четыре класса эффективности для синхронных и асинхронных электродвигателей: IE1, IE2, IE3 и IE4.
Частота вращения
- где n — частота вращения электродвигателя, об/мин
Момент инерции ротора
Момент инерции — скалярная физическая величина, являющаяся мерой инертности тела во вращательном движении вокруг оси, равна сумме произведений масс материальных точек на квадраты их расстояний от оси
,
- где J – момент инерции, кг∙м 2 ,
- m — масса, кг
Справка: В английской системе мер момент инерции измеряется в унция-сила-дюйм (oz∙in∙s 2 )
1 oz∙in∙s 2 = 0,007062 kg∙m 2 (кг∙м 2 )
Момент инерции связан с моментом силы следующим соотношением
,
- где – угловое ускорение, с -2 [2]
,
Справка: Определение момента инерции вращающейся части электродвигателя описано в ГОСТ 11828-86
Номинальное напряжение
Номинальное напряжение (англ. rated voltage) — напряжение на которое спроектирована сеть или оборудование и к которому относят их рабочие характеристики [3].
Электрическая постоянная времени
Электрическая постоянная времени — это время, отсчитываемое с момента подачи постоянного напряжения на электродвигатель, за которое ток достигает уровня в 63,21% (1-1/e) от своего конечного значения.
,
- где – постоянная времени, с
Механическая характеристика
Механическая характеристика двигателя представляет собой графически выраженную зависимость частоты вращения вала от электромагнитного момента при неизменном напряжении питания.
Сравнение характеристик внешне коммутируемых электрических двигателей
Ниже представлены сравнительные характеристики внешне коммутируемых электродвигателей, в ракурсе применения в качестве тяговых электродвигателей в транспортных средствах.
Сравнение механических характеристик электродвигателей разных типов при ограниченном токе статора
Зависимость мощности от скорости вращения вала для двигателей разных типов при ограниченном токе статора
Российский рынок электродвигателей по итогам 2021 года
Оценка объемов производства в России электродвигателей производится по следующим кодам ОКПД2:
- Объем производства по итогам 2021 года вырос на 10,3 % по сравнению с показателями 2020 года и составил 1347,8 тыс. штук.
- Динамика объемов производства двигателей электрических в РФ представлена на рисунке 1.
Основную долю в общем объеме производства занимают электродвигатели мощностью не более 37,5 Вт — 43 % по итогам 2021 года.
Импорт
Российский импорт двигателей и генераторов электрических по группе кодов ТН ВЭД 8501 в стоимостном выражении по итогам 2021 года увеличился на 15 % к уровню 2020 года и составил порядка 1,04 млрд $ США.
