Асинхронный двигатель расход электроэнергии

Определение мощности электродвигателя по потребляемому току

Мощность двигателя можно определить по потребляемому им току. Для измерения силы тока будем использовать токоизмерительные клещи.

Перед началом измерений предварительно отключаем подачу напряжения на электродвигатель. После этого снимаем крышку с клеммной коробки и расправляем токопроводящие жилы, чтобы обеспечить удобный доступ к ним.

Затем подаем напряжение на двигатель и даем поработать в режиме номинальной нагрузки в течение нескольких минут. Устанавливаем предел измерений на значение «200 А» и токовыми клещами выполняем измерение потребляемого тока на одной из фаз. Далее замеряем напряжение на обмотках с помощью щупов, входящих в комплект токоизмерительных клещей.

Колесо выбора режимов и пределов измерений устанавливаем в позицию для измерения переменного напряжения с пределом в 750 В. Щуп красного цвета присоединяем к гнезду для измерения напряжения, сопротивления и силы тока до десяти Ампер, а черного – к гнезду «COM» . Замеры выполняем между клеммами «U1-V1» или «V1-W1» или «U1-W1» .

Расчет мощности электродвигателя выполняем по формуле:

где S – полная мощность (кВА), I – сила тока (А), U – значение линейного напряжения (кВ).

Замеряем ток на одной из фаз, а также напряжение и подставляем полученные значения в формулу (например, при замере мы получили ток равный 15,2А, а напряжение – 220В):

Важно отметить, что мощность эл. двигателя не зависит от схемы соединения обмоток статора. В этом можно убедиться, выполнив измерения на этом же двигателе, но с обмотками статора, соединенными по схеме «звезда»: измеренный ток будет равен 8,8А, напряжение – 380В. Также подставляем значения в формулу:

По этой формуле мы определили мощность электродвигателя, потребляемую из электрической сети.

Чтобы узнать мощность двигателя на валу, нужно полученное значение умножить на коэффициент мощности двигателя и на коэффициент его полезного действия. Таким образом, формула мощности двигателя выглядит так:

где P – мощность двигателя на валу; S – полная мощность двигателя; сosφ – коэффициент мощности асинхронного электродвигателя; η – КПД двигателя.

Поскольку мы не располагаем точными данными, подставим в формулу средние значения cosφ и КПД двигателя:

Таким образом, мы определили мощность электродвигателя, которая равна 4 кВт.

Мы рассказали о самых надежных методах определения мощности электродвигателя. Вы также можете посмотреть наше видео, в котором подробно показано, как определить мощность электродвигателя.

Оригинал статьи размещен на нашем сайте

Если этот материал был для Вас полезным, ставьте «лайк» и поделитесь статьей в социальных сетях!

А для того, чтобы не пропустить выход новых статей, подписывайтесь на наш канал: Кабель.РФ: всё об электрике .

Источник

Как рассчитать потребляемую мощность двигателя

В этой статье мы разберем, что такое мощность трехфазного асинхронного двигателя и как ее рассчитать.

Понятие мощности электродвигателя

Мощность – пожалуй, самый важный параметр при выборе электродвигателя. Традиционно она указывается в киловаттах (кВт), у импортных моделей – в киловаттах и лошадиных силах (л.с., HP, Horse Power). Для справки: 1 л.с. приблизительно равна 0,75 кВт.

На шильдике двигателя указана номинальная полезная (отдаваемая механическая) мощность . Это та мощность, которую двигатель может отдавать механической нагрузке с заявленными параметрами без перегрева. В формулах номинальная механическая мощность обозначается через Р2.

Электрическая (потребляемая) мощность двигателя Р1 всегда больше отдаваемой Р2, поскольку в любом устройстве преобразования энергии существуют потери. Основные потери в электродвигателе – механические, обусловленные трением. Как известно из курса физики, потери в любом устройстве определяются через КПД (ƞ), который всегда менее 100%. В данном случае справедлива формула:

Читайте также:  На чем крепится двигатель 2121

КПД в двигателях зависит от номинальной мощности – у маломощных моделей он может быть менее 0,75, у мощных превышает 0,95. Приведенная формула справедлива для активной потребляемой мощности. Но, поскольку электродвигатель является активно-реактивной нагрузкой, для расчета полной потребляемой мощности S (с учетом реактивной составляющей) нужно учитывать реактивные потери. Реактивная составляющая выражается через коэффициент мощности (cosϕ). С её учетом формула номинальной мощности двигателя выглядит так:

Мощность и нагрев двигателя

Номинальная мощность обычно указывается для температуры окружающей среды 40°С и ограничена предельной температурой нагрева. Поскольку самым слабым местом в двигателе с точки зрения перегрева является изоляция, мощность ограничивается классом изоляции обмотки статора. Например, для наиболее распространенного класса изоляции F допустимый нагрев составляет 155°С при температуре окружающей среды 40°С.

В документации на электродвигатели приводятся данные, из которых видно, что номинальная мощность двигателя падает при повышении температуры окружающей среды. С другой стороны, при должном охлаждении двигатели могут длительное время работать на мощности выше номинала.

Мы рассмотрели потребляемую и отдаваемую мощности, но следует сказать, что реальная рабочая потребляемая мощность P (мощность на валу двигателя в данный момент) всегда должна быть меньше номинальной:

Это необходимо для предотвращения перегрева двигателя и наличия запаса по перегрузке. Кратковременные перегрузки допустимы, но они ограничены прежде всего нагревом двигателя. Защиту двигателя по перегрузке также желательно устанавливать не по номинальному току (который прямо пропорционален мощности), а исходя из реального рабочего тока.

Современные производители в основном выпускают двигатели из ряда номиналов: 1,5, 2,2, 5,5, 7,5, 11, 15, 18,5, 22 кВт и т.д.

Расчет мощности двигателя на основе измерений

На практике мощность двигателя можно рассчитать, прежде всего, исходя из рабочего тока. Ток измеряется токовыми клещами в максимальном рабочем режиме, когда рабочая мощность приближается к номинальной. При этом температура корпуса двигателя может превышать 100 °С, в зависимости от класса нагревостойкости изоляции.

Измеренный ток подставляем в формулу для расчета реальной механической мощности на валу:

Р = 1,73 · U · I · cosϕ · ƞ , где

  • U – напряжение питания (380 или 220 В, в зависимости от схемы подключения – «звезда» или «треугольник»),
  • I – измеренный ток,
  • cosϕ и ƞ – коэффициент мощности и КПД, значения которых можно принять равными 0,8 для маломощных двигателей (менее 5,5 кВт) или 0,9 для двигателей мощностью более 15 кВт.

Если нужно найти номинальную мощность двигателя, то полученный результат округляем в бОльшую сторону до ближайшего значения из ряда номиналов.

Если необходимо рассчитать потребляемую активную мощность , используем следующую формулу:

Именно активную мощность измеряют счетчики электроэнергии. В промышленности для измерения реактивной (и полной мощности S) применяют дополнительное оборудование. При данном способе можно не использовать приведенную формулу, а поступить проще – если двигатель подключен в «звезду», измеренное значение тока умножаем на 2 и получаем приблизительную мощность в кВт.

Расчет мощности при помощи счетчика электроэнергии

Этот способ прост и не требует дополнительных инструментов и знаний. Достаточно подключить двигатель через счетчик (трехфазный узел учета) и узнать разницу показаний за строго определенное время. Например, при работе двигателя в течении часа разница показаний счетчика будет численно равна активной мощности двигателя (Р1). Но чтобы получить номинальную мощность Р2, нужно воспользоваться приведенной выше формулой.

Источник

Асинхронный двигатель расход электроэнергии

Группа: Участники форума
Сообщений: 63
Регистрация: 16.10.2007
Из: Беларусская ССР
Пользователь №: 12060

Необходимо измерить потребляемую мощность асинхронного электродвигателя, который приводит в действие центробежный насос. Номинальная мощность 45кВт, напряжение 380В.
Вопрос состоит в том как и чем это можно сделать на работающем двигателе, если он не оборудован амперметром. Вмешиваться в его работу нельзя (т.е. в цепь устанавливать какой-нибудь прибор). Может существуют какие-нибудь устройства, которые измеряют потребляемую мощность так же как вольтметр напряжение?

Читайте также:  Схема подключения двигателя кнопочный пост

Второй вопрос. На более маленьком двигателе подсоединил тестер на одну из фаз. Тестер прежде чем сгореть успел показать силу тока 2,7А. По какой формуле посчитать потребляемую мощность. Учебники пробовал читать — формул много, а какая из них мне подходит не знаю. Может эта:
P=3^(1/2)*U*I*КПД
В моем случае I=2,7 или I=3*2,7 поскольку фаз три.

Еще вопрос. Реактивная мощность учитывается при расчете затрат электроэнергии? (Нужно сделать технико-экономические расчеты замены имеющегося оборудования на новое.)

Сообщение отредактировал КиД — 4.1.2008, 19:57

Группа: Участники форума
Сообщений: 20045
Регистрация: 8.8.2007
Из: Vilnius
Пользователь №: 10542

Группа: Участники форума
Сообщений: 2371
Регистрация: 12.7.2006
Из: г.Харьков
Пользователь №: 3382

Измерениями «на скорую руку» не отделаетесь.
В любом случае необходимо учитывать сдвиг фаз, а для этого либо включать в цепь трансформатор тока или использовать «умные» токовые клещи с цифровым выходом и такой же умный измерительный прибор, который покажет и угол, а может заодно и мощность.
Реактивная мощность при расчете электрических сетей учитывается для выбора сечения проводников, и для того чтобы знать сколько придется платить энергетикам (ну или какой ставить компенсатор реактивной мощности).
Если подоплекой данных измерений является попытка применить двигатель меньшей мощности, то надо очень внимательно проверить момент (и особенно пусковой момент) на валу двигателя.

Сообщение отредактировал Сергей В. — 4.1.2008, 17:34

Группа: Участники форума
Сообщений: 20045
Регистрация: 8.8.2007
Из: Vilnius
Пользователь №: 10542

Группа: Участники форума
Сообщений: 63
Регистрация: 16.10.2007
Из: Беларусская ССР
Пользователь №: 12060

Я далеко не электрик и от этого часто страдаю. Я специалист по насосам. В нашей области незаслужено ни какого внимания не уделяется электроприводу.
Спасибо всем за советы. Поищу что такое токоизмерительные клещи в поисковой системе.

Еще вопрос. Если двигатель работает с током переменной частоты (пустим 30 Гц) что делать?

Сообщение отредактировал КиД — 4.1.2008, 19:46

Я далеко не электрик и от этого часто страдаю. Я специалист по насосам. В нашей области незаслужено ни какого внимания не уделяется электроприводу.
Спасибо всем за советы. Поищу что такое токоизмерительные клещи в поисковой системе.

Еще вопрос. Если двигатель работает с током переменной частоты (пустим 30 Гц) что делать?

Клещи надо смотреть в любом магазине для электриков. от 600 руб до много денег. в зависимости от наворотов. это просто тестер с токоизмеряющими клещами.

если двигатель работает от частотника — клещи могут нагло врать. но частотник (если он, конечно, более-менее приличный. ) сам имеет возможность показать все характеристики двигателя.

Группа: Участники форума
Сообщений: 20045
Регистрация: 8.8.2007
Из: Vilnius
Пользователь №: 10542

Группа: Участники форума
Сообщений: 180
Регистрация: 1.8.2006
Из: Краснодар
Пользователь №: 3556

Группа: Участники форума
Сообщений: 63
Регистрация: 16.10.2007
Из: Беларусская ССР
Пользователь №: 12060

зюс нужно измерить полную мощность. Теперь понял что счетчик определяет только активную мощность (да и счетчик устанавливать у нас ни кто не станет — есть общий на все производство).
Косинус фи по паспорту брать не получится — при частотном регулировании этот косинус сильно падает (хотелось бы как-то определить на сколько). С частотником работает только один из насосов. Остальные без. К стати на частотнике есть указания по силе тока, и мощности но в паспорте не указано это активная или полная.
Коэффициент загрузки насоса — 0,7-0,8 это наверно теоретически. На деле насос работает с подачей в два раза больше допустимой. По идее двигатель должен был сгореть. Но видимо из-за прерывистой работы не успевает перегреться (4 мин. работает, 10 мин простаивает).

Читайте также:  Двигатель всн 7д характеристики

Сообщение отредактировал КиД — 8.1.2008, 13:55

Группа: Участники форума
Сообщений: 61
Регистрация: 4.7.2007
Из: санкт-петербург
Пользователь №: 9838

Группа: Участники форума
Сообщений: 63
Регистрация: 16.10.2007
Из: Беларусская ССР
Пользователь №: 12060

Защита наверняка есть.

Дело в следующем. Насосы работают явно в не рабочей зоне (подача примерно в два раза более допустимой). Двигатель к насосу должен стоять на 37 кВт — стоит на 45 кВт. От того и не сгорает. — Очевидно что ситуация не в какие ворота не лезет.

Мне необходимо обосновать с точки зрения энергосбережения необходимость замены имеющегося оборудования на менее энергоемкое (так звучит в тех. задании). Поэтому мене необходимо сравнить энергозатраты на данный момент и как это будет после реконструкции. Как это будет с новым оборудованием — элементарно. А какие энергозатраты сейчас — большой вопрос — надо мерить силу тока и считать .

Подскажите токоизмерительные клещи измеряют силу тока сквозь изоляцию или надо доступ к оголенному кабелю (не хотелось бы).

Группа: Участники форума
Сообщений: 180
Регистрация: 1.8.2006
Из: Краснодар
Пользователь №: 3556

Группа: Участники форума
Сообщений: 2371
Регистрация: 12.7.2006
Из: г.Харьков
Пользователь №: 3382

Если вопрос стоит так серьезно, а не «для галочки», поставьте временный счетчик на сутки-другие и получите ответ на поставленный вопрос.

Сообщение отредактировал Сергей В. — 9.1.2008, 11:02

Группа: Участники форума
Сообщений: 180
Регистрация: 1.8.2006
Из: Краснодар
Пользователь №: 3556

Группа: Участники форума
Сообщений: 856
Регистрация: 18.6.2007
Из: Крым
Пользователь №: 9559

Не совсем понятно зачем все это?. Если хотите поменять эл.привод с частотником на эл. привод меньшей мощности без частотника, то мерить мощность надо до частотника, но в некоторых частотниках есть возможность посмотреть и ток и потребляемую мощность. Помоему лучше все таки начинать с подбора насоса по реальной ситуации.

Сообщение отредактировал zem — 9.1.2008, 15:58

Группа: Участники форума
Сообщений: 63
Регистрация: 16.10.2007
Из: Беларусская ССР
Пользователь №: 12060

Извиняюсь, что сразу не пояснил:
Есть несколько независимых участков. На одном из них был установлен преобразователь частоты тока. Насос работает постоянно. Здесь нужно доказать сокращение затрат электроэнергии поскольку по общецеховому счетчику сокращения затрат не наблюдается. Сам преобразователь спрятан в ящичек с замочком, из ящичка выходит мониторчик, который отображает не совсем то что хочется. Лезть в ящичек энергетики опасаются.
Здесь больше спортивный интерес — такое предчувствие, что с одной стороны частотник сокращает затраты энергии за счет уменьшение избыточных напоров, с другой стороны за счет падения косинуса фи — увеличивает затраты энергии. В результате ни какой экономии.

Кто бы пояснил, частотник показывает полную потребляемую мощность или активную, потребляемую или отдаваемую. В паспорте не указано. Частотник VFD-B дельта.

В другом цеху не регулируемые насосы работаю прерывисто. Насосы подобраны изначально неверно. Работают так далеко за пределами рабочей характеристиками, что по их паспортным данным не определить кпд. А кпд видимо очень низкий и его нужно определить. Если доказать, что насосные агрегаты пережигают энергию, то на реконструкцию деньги даст комитет по энергосбережению (а не из своего кармана). — это главный вопрос.

Сообщение отредактировал КиД — 10.1.2008, 14:40

Источник

Adblock
detector