Как определить скорость вращения электродвигателя

Под скоростью вращения асинхронного электродвигателя обычно понимают угловую частоту вращения его ротора, которая приведена на шильдике (на паспортной табличке двигателя) в виде количества оборотов в минуту. Трехфазный двигатель можно питать и от однофазной сети, для этого достаточно добавить конденсатор параллельно одной или двум его обмоткам, в зависимости от напряжения сети, но конструкция двигателя от этого не изменится.

Так, если ротор под нагрузкой совершает 2760 оборотов в минуту, то угловая частота данного двигателя будет равна 2760*2пи/60 радиан в секунду, то есть 289 рад/с, что не удобно для восприятия, поэтому на табличке пишут просто «2760 об/мин». Применительно к асинхронному электродвигателю, это обороты с учетом скольжения s.

Синхронная же скорость данного двигателя (без учета скольжения) будет равна 3000 оборотов в минуту, поскольку при питании обмоток статора сетевым током с частотой 50 Гц, каждую секунду магнитный поток будет совершать по 50 полных циклических изменений, а 50*60 = 3000, вот и получается 3000 оборотов в минуту — синхронная скорость асинхронного электродвигателя.

В рамках данной статьи мы поговорим о том, как определить синхронную скорость вращения неизвестного асинхронного трехфазного двигателя, просто взглянув на его статор. По внешнему виду статора, по расположению обмоток, по количеству пазов, — можно легко определить синхронные обороты электродвигателя если у вас нет под рукой тахометра. Итак, начнем по порядку и разберем данный вопрос с примерами.

3000 оборотов в минуту

Про асинхронные электродвигатели (смотрите — Виды электродвигателей) принято говорить, что тот или иной двигатель имеет одну, две, три или четыре пары полюсов. Минимум — одна пара полюсов, то есть минимум — два полюса. Взгляните на рисунок. Здесь вы видите, что в статор уложено по две последовательно соединенные катушки на каждую фазу — в каждой паре катушек одна расположена напротив другой. Эти катушки и образуют по паре полюсов на статоре.

Одна из фаз показана для ясности красным цветом, вторая — зеленым, третья — черным. Обмотки всех трех фаз устроены одинаково. Поскольку три эти обмотки питаются по очереди (ток трехфазный), то за 1 колебание из 50 в каждой из фаз — магнитный поток статора один раз обернется на полные 360 градусов, то есть совершит один оборот за 1/50 секунды, значит 50 оборотов получится за секунду. Так и выходит 3000 оборотов в минуту.

Таким образом становится ясно, что для определения синхронных оборотов асинхронного электродвигателя достаточно определить количество пар его полюсов, что легко сделать, сняв крышку и взглянув на статор.

Общее число пазов статора разделите на число пазов, приходящихся на одну секцию обмотки одной из фаз. Если получится 2, то перед вами двигатель с двумя полюсами — с одной парой полюсов. Следовательно синхронная частота составляет 3000 оборотов в минуту или примерно 2910 с учетом скольжения. В простейшем случае 12 пазов, по 6 пазов на катушку, и таких катушек 6 — по две на каждую из трех фаз.

Обратите внимание, количество катушек в одной группе для одной пары полюсов может быть не обязательно 1, но и 2 и 3, однако для примера мы рассмотрели вариант с одиночными группами на пару катушек (не будем в рамках данной статьи заострять внимание на способах намотки).

1500 оборотов в минуту

Для получения синхронной скорости в 1500 оборотов в минуту, количество полюсов статора увеличивают вдвое, чтобы за 1 колебание из 50 магнитный поток совершил бы только пол оборота — 180 градусов.

Для этого на каждую фазу делают по 4 секции обмотки. Таким образом, если одна катушка занимает четверть всех пазов, то перед вами двигатель с двумя парами полюсов, образованными четырьмя катушками на фазу.

Например, 6 пазов из 24 занимает одна катушка или 12 из 48, значит перед вами двигатель с синхронной частотой 1500 оборотов в минуту, или с учетом скольжения примерно 1350 оборотов в минуту. На приведенном фото каждая секция обмотки выполнена в виде двойной катушечной группы.

1000 оборотов в минуту

Как вы уже поняли, для получения синхронной частоты в 1000 оборотов в минуту, каждая фаза образует уже три пары полюсов, чтобы за одно колебание из 50 (герц) магнитный поток обернулся бы всего на 120 градусов, и соответствующим образом повернул бы за собой ротор.

Таким образом, минимум 18 катушек установлены на статор, причем каждая катушка занимает шестую часть всех пазов (по шесть катушек на фазу — по три пары). Например, если пазов 24, то одна катушка займет 4 из них. Получится частота с учетом скольжения около 935 оборотов в минуту.

750 оборотов в минуту

Для получения синхронной скорости в 750 оборотов в минуту, необходимо, чтобы три фазы формировали на статоре четыре пары движущихся полюсов, это по 8 катушек на фазу — одна напротив другой — 8 полюсов. Если например на 48 пазов приходится по катушке на каждые 6 пазов — перед вами асинхронный двигатель с синхронными оборотами 750 (или около 730 с учетом скольжения).

500 оборотов в минуту

Наконец, для получения асинхронного двигателя с синхронной скоростью в 500 оборотов в минуту необходимо 6 пар полюсов — по 12 катушек (полюсов) на фазу, чтобы на каждое колебание сети магнитный поток поворачивался бы на 60 градусов. То есть, если например статор имеет 36 пазов, при этом на катушку приходится по 4 паза — перед вами трехфазный двигатель на 500 оборотов в минуту (480 с учетом скольжения).

Источник

Самый экономный режим работы двигателя. Идеальные обороты и скорость

Какая скорость и обороты в автомобиле самые экономичные может интересовать водителя только в двух случаях – нужно дотянуть до ближайшей заправки или попросту в целях экономии денег, дабы как можно дальше проехать на ограниченном ко-ве топлива. Постараюсь «на пальцах» это рассказать, как передвигаться экономичнее всего.

При поездке на машине в экономичном режиме можно уменьшить затраты на топливе благодаря уменьшению на двигатель нагрузки. Также возможно снизить расход на 37%, только благодаря изменению в езде!

Как действует скорость на расход

Из-за сопротивления потока воздуха и усилия ее преодоления мотор поднимает обороты дабы поднять мощность, а это в свою очередь – увеличение потребления топлива. Реальные замеры показывают, что самый меньший расход, которого можно добиться – от 180 до 220 грамм за 1 час при оборотах 2500 до 3500 оборотов в минуту!

Чем обороты ниже, тем и топлива расходуется меньше, но с условием их постоянства в независимости от выбранной скорости.

Получается, что дроссельная заслонка попросту не должна быть открытой более 70% хода. А значит, лучше передвигаться на наивысшей передачи и держать обороты двигателя в пределах 2,5-3 тыс . Правда тут стоит отметить что показатель оптимальных оборотов на авто с МКПП и АКПП будет отличаться! Так само отличаются и для дизельного мотора и составляют – от 1850 до 2900.

Однако экономичной езды можно добиться не только за счет оптимального положения дроссельной заслонки. А и двигаясь с меньшей скоростью, так как в таком режиме машина подвергается меньшему сопротивления воздуха, из-за чего езда также становится экономичнее.

Выходит, что формула экономии топлива выглядит следующим образом: нужно динамично выйти на необходимою скорость выдерживая обороты не выше 3 000 на каждой из передач и так без остановок двигаться на наивысшей .

Какая же скорость больше экономит топлива?

Экономичная скорость это – постоянная! Оптимальная скорость передвижения будет варьироваться в зависимости от аэродинамических показателей авто и мощности двигателя. Чем аэродинамичность лучше и мотор более высокооборотистый, тем скорость с экономным потреблением топлива выше. Однако средний показатель от 90 до 100 км/ч . Поскольку в таком случае сопротивление не сильное, а КПД двигателя очень высокое.

При таком условии движения есть одно условие – меньше тормозить . Ведь даже незначительное притормаживание используя педаль ведет за собой выход из благоприятного режима работы ДВС и потери топлива при последующем ускорении.

То есть если и необходимо притормозить, то стоит это делать исключительно мотором. А значит такой режим актуален только для движения по трассе. А как же действовать в городском режиме?

Езда в городских условиях . Переключайтесь между передачами при достижении на 20 км/ч выше или ниже чем на предыдущей. Если же предстоит спускаться с горы ли на нее подыматься, то желательно чтобы скорость не менялась, а значит притормаживать мотором либо понижать передачу, но держать обороты на одном уровне.

Городская езда с максимальной экономичностью требует изменения стратегии. Тут лучше держать скорость не высокой и не нажимать педаль акселератора, чтобы заслонка не открывалась более чем на 70%. Но при этом так само стараться тормозить только двигателем. И чтобы не спалить лишний литр за 100 км отказаться от перегазовок при трогании с места (присуще новичкам).

Источник

Основные сведения о крутящем моменте двигателя

Крутящий момент двигателя — это одна из основных характеристик мотора, которая показывает его динамичность и способность быстро разгонять автомобиль в широком диапазоне скоростей.

В различных автомобильных обзорах и технической документации к машинам можно найти упоминание о крутящем моменте двигателя. Однако многие автовладельцы не знают, что обозначает эта характеристика, следует ли учитывать ее при выборе конкретной машины и типа ее двигателя. Поговорим поподробнее о том, что же представляет собой крутящий момент мотора и как правильно выбрать двигатель в зависимости от этой характеристики.

Понятие крутящего момента двигателя

Часто автовладельцы путают понятие крутящего момента и мощности мотора, однако эти характеристики всё же имеют определенные различия. Если мощность измеряется в лошадиных силах, то крутящий момент в Ньютон метрах и соответствующих оборотах двигателя. Эта характеристика указывает на предельно возможную отдачу мотора при определённом показателе оборотов двигателя. На дизельных автомобилях по причине конструктивных особенностей таких силовых агрегатов максимальный пик крутящего момента приходится на низкие обороты коленвала, соответственно, машина быстро разгоняется и отлично тянет уже с самого низа.

Крутящий момент определяет интенсивность разгона, по сути, это эффективность двигателя, его максимум тяги, который может достигаться как на низких, так и высоких оборотах. Чем выше показатель Ньютон метров и ниже число оборотов, тем динамичнее автомобиль и тем быстрее он разгоняется. Однако не следует думать, что показатель крутящего момента важен лишь для спортивных автомобилей. Часто в городе при повседневной эксплуатации машины требуется постоянно быстро ускоряться и тормозить, при этом если у автомобиля небольшой показатель крутящего момента, а его пик приходится на 5-6 тысяч оборотов, то использовать такую машину будет не слишком комфортно.

От чего зависит этот показатель?

В первую очередь показатель крутящего момента будет зависеть от объема и мощности двигателя. Небольшому мотору, объём которого составляет 1,5 литра, будет сложно разогнать тяжелую машину, а вот 3 литровый турбированный агрегат сможет обеспечить максимум ускорения и отличные динамические показатели. Однако в последние годы отмечается тенденция, когда большинство автопроизводителей используют небольшие по объему турбированные агрегаты, у которых кривая мощности сглажена, а более 80% крутящего момента приходится уже на диапазон до 3000 оборотов в минуту.

Также эта характеристика зависит от мощности, которая выражается в лошадиных силах. Мощность нужна автомобилю для преодоления воздушного сопротивления, а также при движении под горку. На низких оборотах пик мощности приходится лишь у дизельных авто, а вот бензиновые турбированные агрегаты имеют максимум крутящего момента на 5-6 тысяч оборотов коленвала, что вынуждает автовладельцев выкручивать мотор до своего максимума.

Рекомендации по выбору двигателей автомобиля

Часто, выбирая конкретную модификацию двигателя автомобиля, потенциальные покупатели обращают внимание лишь на литраж мотора, его мощность и показатели расхода топлива. Однако одним из важных параметров является именно крутящий момент , от которого будет зависеть динамичность авто и его способность быстро ускоряться в широком диапазоне скоростей и оборотов двигателя.

Как уже было сказано выше, максимально возможный крутящий момент отмечается у дизельных двигателей , причём у них пик мощности агрегат выдает на низких оборотах. Это обеспечивает ураганное ускорение и великолепную приемистость мотора, который позволяет с любых оборотов отлично разгонять автомобиль. Однако у такого огромного едва ли не рекордного показателя крутящего момента имеются и свои определенные недостатки. В первую очередь, это повышенные требования к конструкции трансмиссии и коробки передач.

Чтобы переварить такой высокий показатель крутящего момента коробка передач должна выполняться не только мощной, она имеет усложненную конструкцию, что неизменно сказывается на ее надежности и стоимости. А вот простые автоматы использовать на сверхмощных дизелях не рекомендуется, так как такая коробка передач выдержит от силы 100-150 тысяч километров пробега, после чего потребуется выполнять ее дорогостоящий ремонт.

У турбированных автомобилей показатели крутящего момента также могут быть высокими, однако их максимум приходится на максимальные обороты, соответственно добиться равномерного ускорения машины будет попросту невозможным. В особенности подобное часто отмечалось на старых турбомоторах с большими нагнетатели, где была выражена так называемая турбояма, то есть провал мощности при резком нажатии на педаль газа. На современных автомобилях эта проблема отчасти решена, однако полностью исключить турбояму всё же не представляется возможным.

Покупателям новых подержанных автомобилей при выборе конкретной модификации двигателя можно порекомендовать не гнаться за рекордными показателями мощности двигателя и его крутящего момента. Дело в том, что не всегда такая повышенная мощность требуется водителю, а новички часто просто не могут справиться с динамичным авто, что приводит не только к опасным ситуациям на дороге, но и серьёзным дорожно-транспортным происшествиям. Поэтому при выборе следует придерживаться некой золотой середины между мощностью, показателем крутящего момента и топливной экономичностью.

Также необходимо различать понятия среднего крутящего момента и его максимального значения. Многие автопроизводители в своей технической документации указывают, что 80% и более крутящего эффекта достигается уже при 3000 оборотов, а при раскручивании двигателя до 5000 вращений коленвала этот показатель достигает своих пиковых значений.

Выводы

Под показателем крутящего момента, который измеряется в оборотах двигателя и Ньютон метрах, принято понимать приземистость авто и его способность быстро ускоряться. От этой характеристики напрямую зависят динамические показатели машины, а также возможность быстрого ускорения с любой скорости и на любой передаче. По причине особенностей конструкции максимально возможные показатели крутящего момента отмечаются у дизельных турбированных авто, которые великолепно тянут уже буквально с 2-3 тысяч оборотов, тогда как для достижения максимальной мощности бензиновый мотор требуется раскрутить до 5000 оборотов коленвала и более.

Источник