Крутящий момент электродвигателя формула


Мощность и вращающий момент электродвигателя. Что это такое?

Мощность и вращающий момент электродвигателя

Данная глава посвящена вращающему моменту: что это такое, для чего он нужен и др. Мы также разберём типы нагрузок в зависимости от моделей насосов и соответствие между электродвигателем и нагрузкой насоса.

Вы когда-нибудь пробовали провернуть вал пустого насоса руками? Теперь представьте, что вы поворачиваете его, когда насос заполнен водой. Вы почувствуете, что в этом случае, чтобы создать вращающий момент, требуется гораздо большее усилие.



А теперь представьте, что вам надо крутить вал насоса несколько часов подряд. Вы бы устали быстрее, если бы насос был заполнен водой, и почувствовали бы, что потратили намного больше сил за тот же период времени, чем при выполнении тех же манипуляций с пустым насосом. Ваши наблюдения абсолютно верны: требуется большая мощность, которая является мерой работы (потраченной энергии) в единицу времени. Как правило, мощность стандартного электродвигателя выражается в кВт.



Вращающий момент (T) - это произведение силы на плечо силы. В Европе он измеряется в Ньютонах на метр (Нм).



Как видно из формулы, вращающий момент увеличивается, если возрастает сила или плечо силы - или и то и другое. Например, если мы приложим к валу силу в 10 Н, эквивалентную 1 кг, при длине рычага (плече силы) 1 м, в результате, вращающий момент будет 10 Нм. При увеличении силы до 20 Н или 2 кг, вращающий момент будет 20 Нм. Таким же образом, вращающий момент был бы 20 Нм, если бы рычаг увеличился до 2 м, а сила составляла 10 Н. Или при вращающем моменте в 10 Нм с плечом силы 0,5 м сила должна быть 20 Н.




Работа и мощность

Теперь остановимся на таком понятии как «работа», которое в данном контексте имеет особое значение. Работа совершается всякий раз, когда сила - любая сила - вызывает движение. Работа равна силе, умноженной на расстояние. Для линейного движения мощность выражается как работа в определённый момент времени.

Если мы говорим о вращении, мощность выражается как вращающий момент (T), умноженный на частоту вращения (w).



Частота вращения объекта определяется измерением времени, за которое определённая точка вращающегося объекта совершит полный оборот. Обычно эта величина выражается в оборотах в минуту, т.е. мин-1 или об/мин. Например, если объект совершает 10 полных оборотов в минуту, это означает, что его частота вращения: 10 мин-1 или 10 об/мин.



Итак, частота вращения измеряется в оборотах в минуту, т.е. мин-1.

Приведем единицы измерения к общему виду.



Для наглядности возьмём разные электродвигатели, чтобы более подробно проанализировать соотношение между мощностью, вращающим моментом и частотой вращения. Несмотря на то, что вращающий момент и частота вращения электродвигателей сильно различаются, они могут иметь одинаковую мощность.



Например, предположим, что у нас 2-полюсный электродвигатель (с частотой вращения 3000 мин-1) и 4-полюсной электродвигатель (с частотой вращения 1500 мин-1). Мощность обоих электродвигателей 3,0 кВт, но их вращающие моменты отличаются.



Таким образом, вращающий момент 4-полюсного электродвигателя в два раза больше вращающего момента двухполюсного электродвигателя с той же мощностью.

Как образуется вращающий момент и частота вращения?

Теперь, после того, как мы изучили основы вращающего момента и скорости вращения, следует остановиться на том, как они создаются.

В электродвигателях переменного тока вращающий момент и частота вращения создаются в результате взаимодействия между ротором и вращающимся магнитным полем. Магнитное поле вокруг обмоток ротора будет стремиться к магнитному полю статора. В реальных рабочих условиях частота вращения ротора всегда отстаёт от магнитного поля. Таким образом, магнитное поле ротора пересекает магнитное поле статора и отстает от него и создаёт вращающий момент. Разницу в частоте вращения ротора и статора, которая измеряется в %, называют скоростью скольжения.



Скольжение является основным параметром электродвигателя, характеризующий его режим работы и нагрузку. Чем больше нагрузка, с которой должен работать электродвигатель, тем больше скольжение.

Помня о том, что было сказано выше, разберём ещё несколько формул. Вращающий момент индукционного электродвигателя зависит от силы магнитных полей ротора и статора, а также от фазового соотношения между этими полями. Это соотношение показано в следующей формуле:



Сила магнитного поля, в первую очередь, зависит от конструкции статора и материалов, из которых статор изготовлен. Однако напряжение и частота тока также играют важную роль. Отношение вращающих моментов пропорционально квадрату отношения напряжений, т.е. если подаваемое напряжение падает на 2%, вращающий момент, следовательно, уменьшается на 4%.




Потребляемая мощность электродвигателя

Ток ротора индуцируется через источник питания, к которому подсоединён электродвигатель, а магнитное поле частично создаётся напряжением. Входную мощность можно вычислить, если нам известны данные источника питания электродвигателя, т.е. напряжение, коэффициент мощности, потребляемый ток и КПД.



В Европе мощность на валу обычно измеряется в киловаттах. В США мощность на валу измеряется в лошадиных силах (л.с.).

Если вам необходимо перевести лошадиные силы в киловатты, просто умножьте соответствующую величину (в лошадиных силах) на 0,746. Например, 20 л.с. равняется (20 • 0,746) = 14,92 кВт.

И наоборот, киловатты можно перевести в лошадиные силы умножением величины в киловаттах на 1,341. Это значит, что 15 кВт равняется 20,11 л.с.


Момент электродвигателя

Мощность [кВт или л.с.] связывает вращающий момент с частотой вращения, чтобы определить общий объём работы, который должен быть выполнен за определённый промежуток времени.

Рассмотрим взаимодействие между вращающим моментом, мощностью и частотой вращения, а также их связь с электрическим напряжением на примере электродвигателей Grundfos. Электродвигатели имеют одну и ту же номинальную мощность как при 50 Гц, так и при 60 Гц.



Это влечёт за собой резкое снижение вращающего момента при 60 Гц: частота 60 Гц вызывает 20%-ное увеличение числа оборотов, что приводит к 20%-ному уменьшению вращающего момента. Большинство производителей предпочитают указывать мощность электродвигателя при 60 Гц, таким образом, при снижении частоты тока в сети до 50 Гц электродвигатели будут обеспечивать меньшую мощность на валу и вращающий момент. Электродвигатели обеспечивают одинаковую мощность при 50 и 60 Гц.

Графическое представление вращающего момента электродвигателя изображено на рисунке.



Иллюстрация представляет типичную характеристику вращающий момент/частота вращения. Ниже приведены термины, используемые для характеристики вращающего момента электродвигателя переменного тока.

Пусковой момент (Мп): Механический вращающий момент, развиваемый электродвигателем на валу при пуске, т.е. когда через электродвигатель пропускается ток при полном напряжении, при этом вал застопорен.

Минимальный пусковой момент (Ммин): Этот термин используется для обозначения самой низкой точки на кривой вращающий момент/частота вращения электродвигателя, нагрузка которого увеличивается до полной скорости вращения. Для большинства электродвигателей Grundfos величина минимального пускового момента отдельно не указывается, так как самая низкая точка находится в точке заторможенного ротора. В результате для большинства электродвигателей Grundfos минимальный пусковой момент такой же, как пусковой момент.

Блокировочный момент (Мблок): Максимальный вращающий момент - момент, который создаёт электродвигатель переменного тока с номинальным напряжением, подаваемым при номинальной частоте, без резких скачков скорости вращения. Его называют предельным перегрузочным моментом или максимальным вращающим моментом.

Вращающий момент при полной нагрузке (Мп.н.): Вращающий момент, необходимый для создания номинальной мощности при полной нагрузке.


Нагрузка насосов и типы нагрузки электродвигателя

Выделяют следующие типы нагрузок:

Постоянная мощность

Термин «постоянная мощность» используется для определённых типов нагрузки, в которых требуется меньший вращающий момент при увеличении скорости вращения, и наоборот. Нагрузки при постоянной мощности обычно применяются в металлообработке, например, сверлении, прокатке и т.п.



Постоянный вращающий момент

Как видно из названия - «постоянный вращающий момент» - подразумевается, что величина вращающего момента, необходимого для приведения в действие какого- либо механизма, постоянна, независимо от скорости вращения. Примером такого режима работы могут служить конвейеры.



Переменный вращающий момент и мощность

«Переменный вращающий момент» - эта категория представляет для нас наибольший интерес. Этот момент имеет отношение к нагрузкам, для которых требуется низкий вращающий момент при низкой частоте вращения, а при увеличении скорости вращения требуется более высокий вращающий момент. Типичным примером являются центробежные насосы.

Вся остальная часть данного раздела будет посвящена исключительно переменному вращающему моменту и мощности.

Определив, что для центробежных насосов типичным является переменный вращающий момент, мы должны проанализировать и оценить некоторые характеристики центробежного насоса. Использование приводов с переменной частотой вращения обусловлено особыми законами физики. В данном случае это законы подобия, которые описывают соотношение между разностями давления и расходами.



Во-первых, подача насоса прямо пропорциональна частоте вращения. Это означает, что если насос будет работать с частотой вращения на 25% больше, подача увеличится на 25%.

Во-вторых, напор насоса будет меняться пропорционально квадрату изменения скорости вращения. Если частота вращения увеличивается на 25%, напор возрастает на 56%.

В-третьих, что особенно интересно, мощность пропорциональна кубу изменения скорости вращения. Это означает, что если требуемая частота вращения уменьшается на 50%, это равняется 87,5%-ному уменьшению потребляемой мощности.

Итак, законы подобия объясняют, почему использование приводов с переменной частотой вращения более целесообразно в тех областях применения, где требуются переменные значения расхода и давления. Grundfos предлагает ряд электродвигателей со встроенным частотным преобразователем, который регулирует частоту вращения для достижения именно этой цели.

Так же как подача, давление и мощность, потребная величина вращающего момента зависит от скорости вращения.



На рисунке показан центробежный насос в разрезе. Требования к вращающему моменту для такого типа нагрузки почти противоположны требованиям при «постоянной мощности». Для нагрузок при переменном вращающем моменте потребный вращающий момент при низкой частоте вращения - мал, а потребный вращающий момент при высокой частоте вращения - велик. В математическом выражении вращающий момент пропорционален квадрату скорости вращения, а мощность - кубу скорости вращения.



Это можно проиллюстрировать на примере характеристики вращающий момент/частота вращения, которую мы использовали ранее, когда рассказывали о вращающем моменте электродвигателя:

Когда электродвигатель набирает скорость от нуля до номинальной скорости, вращающий момент может значительно меняться. Величина вращающего момента, необходимая при определённой нагрузке, также изменяется с частотой вращения. Чтобы электродвигатель подходил для определённой нагрузки, необходимо чтобы величина вращающего момента электродвигателя всегда превышала вращающий момент, необходимый для данной нагрузки.



В примере, центробежный насос при номинальной нагрузке имеет вращающий момент, равный 70 Нм, что соответствует 22 кВт при номинальной частоте вращения 3000 мин-1. В данном случае насосу при пуске требуется 20% вращающего момента при номинальной нагрузке, т.е. приблизительно 14 Нм. После пуска вращающий момент немного падает, а затем, по мере того, как насос набирает скорость, увеличивается до величины полной нагрузки.

Очевидно, что нам необходим насос, который будет обеспечивать требуемые значения расход/напор (Q/H). Это значит, что нельзя допускать остановок электродвигателя, кроме того, электродвигатель должен постоянно ускоряться до тех пор, пока не достигнет номинальной скорости. Следовательно, необходимо, чтобы характеристика вращающего момента совпадала или превышала характеристику нагрузки на всём диапазоне от 0% до 100% скорости вращения. Любой «избыточный» момент, т.е. разница между кривой нагрузки и кривой электродвигателя, используется как ускорение вращения.


Соответствие электродвигателя нагрузке

Если нужно определить, отвечает ли вращающий момент определённого электродвигателя требованиям нагрузки, Вы можете сравнить характеристики скорости вращения/вращающего момента электродвигателя с характеристикой скорости вращения/ вращающего момента нагрузки. Вращающий момент, создаваемый электродвигателем, должен превышать потребный для нагрузки вращающий момент, включая периоды ускорения и полной скорости вращения.

Характеристика зависимости вращающего момента от скорости вращения стандартного электродвигателя и центробежного насоса.



Если мы посмотрим на характеристику , то увидим, что при ускорении электродвигателя его пуск производится при токе, соответствующем 550% тока полной нагрузки.



Когда двигатель приближается к своему номинальному значению скорости вращения, ток снижается. Как и следовало ожидать, во время начального периода пуска потери на электродвигателе высоки, поэтому этот период не должен быть продолжительным, чтобы не допустить перегрева.

Очень важно, чтобы максимальная скорость вращения достигалась как можно точнее. Это связано с потребляемой мощностью: например, увеличение скорости вращения на 1% по сравнению со стандартным максимумом приводит к 3%-ному увеличению потребляемой мощности.

Потребляемая мощность пропорциональна диаметру рабочего колеса насоса в четвертой степени.



Уменьшение диаметра рабочего колеса насоса на 10% приводит к уменьшению потребляемой мощности на (1- (0.9 * 0.9 * 0.9 * 0.9)) * 100 = 34%, что равно 66% номинальной мощности. Эта зависимость определяется исключительно на практике, так как зависит от типа насоса, конструкции рабочего колеса и от того, насколько вы уменьшаете диаметр рабочего колеса.


Время пуска электрдвигателя

Если нам необходимо подобрать типоразмер электродвигателя для определённой нагрузки, например для центробежных насосов, основная наша задача состоит в том, чтобы обеспечить соответствующий вращающий момент и мощность в номинальной рабочей точке, потому что пусковой момент для центробежных насосов довольно низкий. Время пуска достаточно ограниченно, так как вращающий момент довольно высокий.



Нередко для сложных систем защиты и контроля электродвигателей требуется некоторое время для их пуска, чтобы они могли замерить пусковой ток электродвигателя. Время пуска электродвигателя и насоса рассчитывается с помощью следующей формулы:



tпуск = время, необходимое электродвигателю насоса, чтобы достичь частоты вращения при полной нагрузке

n = частота вращения электродвигателя при полной нагрузке

Iобщ = инерция, которая требует ускорения, т.е. инерция вала электродвигателя, ротора, вала насоса и рабочих колёс.

Момент инерции для насосов и электродвигателей можно найти в соответствующих технических данных.



Мизб = избыточный момент, ускоряющий вращение. Избыточный момент равен вращающему моменту электродвигателя минус вращающий момент насоса при различных частотах вращения.

Мизб можно рассчитать по следующим формулам:







Как видно из приведённых вычислений, выполненных для данного примера с электродвигателем мощностью 4 кВт насоса CR, время пуска составляет 0,11 секунды.


Число пусков электродвигателя в час

Современные сложные системы управления электродвигателями могут контролировать число пусков в час каждого конкретного насоса и электродвигателя. Необходимость контроля этого параметра состоит в том, что каждый раз, когда осуществляется пуск электродвигателя с последующим ускорением, отмечается высокое потребление пускового тока. Пусковой ток нагревает электродвигатель. Если электродвигатель не остывает, продолжительная нагрузка от пускового тока значительно нагревает обмотки статора электродвигателя, что приводит к выходу из строя электродвигателя или сокращению срока службы изоляции.

Обычно за количество пусков, которое может выполнить электродвигатель в час, отвечает поставщик электродвигателя. Например, Grundfos указывает максимальное число пусков в час в технических данных на насос, так как максимальное количество пусков зависит от момента инерции насоса.


Мощность и КПД (eta) электродвигателя

Существует прямая связь между мощностью, потребляемой электродвигателем от сети, мощностью на валу электродвигателя и гидравлической мощностью, развиваемой насосом.

При производстве насосов используются следующие обозначения этих трёх различных типов мощности.



P1 (кВт) Входная электрическая мощность насосов - это мощность, которую электродвигатель насоса получает от источника электрического питания. Мощность P! равна мощности P2, разделённой на КПД электродвигателя.

P2 (кВт) Мощность на валу электродвигателя - это мощность, которую электродвигатель передает на вал насоса.

Р3 (кВт) Входная мощность насоса = P2, при условии, что соединительная муфта между валами насоса и электродвигателя не рассеивает энергию.

Р4 (кВт) Гидравлическая мощность насоса.

Электродвигатели - мощность и крутящий момент в зависимости от скорости

Движущая сила электродвигателя - , крутящий момент - не лошадиная сила.

Крутящий момент - это крутящая сила, которая приводит двигатель в действие, и крутящий момент активен от 0% до 100% рабочей скорости .

Мощность, создаваемая двигателем, зависит от скорости двигателя и составляет

  • ноль при скорости 0% и
  • обычно на максимуме при рабочей скорости

Примечание Примечание ! - полный крутящий момент при нулевой скорости является основным преимуществом для электромобилей.

Для полного стола - вращайте экран!

901 9 976 901 975 9 975 9 975 9 975 9 975 975 9 975 9 975 9 975 9 975 9 9 9 9 9 9 975 9 9 9 9 9 975 9 9 975 9 975 9 975 9 9 975 9 5 5 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 975 901 901 9 975 901 901 901 всего 901 901 901 901 901 всего 9 97575 9017 5 41 9017 5 142 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 975 901 901 901 901 901 901 975 901 901 901 901 975 901 901 901 979 901 901 900 901 900 901 900 900-египерт находится до 9 лет 9 0175 Межфаланговый 210 ​​ 901 901 901 901 901 901 975 901 901 975 901 901 975 901 975 901 975 901 975 901 975 901 975 901 975 901 975 901 975 901 976 901 975 901 975 901 976 901 - 9016 до 93375 901 901 901 901 901 975 901 901 975 всего 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 975 901 901 975 901 901 975 901 901 901 901 901 901 901 901 901 931 931 931 931 931 976 901 976 901 979 975 975 901 976 9 О ЧЕМ МОЖЕ ПЕРСОН
Мощность Скорость двигателя (об / мин)
3450 2000 1750 1000 500
Крутящий момент
л.с. кВт (фунт ф дюймов)
(фунт ф футов)
(Нм) (фунт ф дюйма) (фунт ф футов) (Нм) (фунт ф дюймов) (фунт ф футов) (Нм) (фунт ф дюймов) (фунт ф футов) (Нм) (фунт ф дюймов) 90 042 (фунт f футов) (Нм)
1 0.75 18 1,5 2,1 32 2,6 3,6 36 3,0 4,1 63 5,3 7,1 126 10,5 14,2
1,5 1,1 27 2,3 3,1 47 3,9 5,3 54 4,5 6,1 95 7.9 10,7 189 15,8 21,4
2 1,5 37 3,0 4,1 63 5,3 7,1 72 6,0 8,1 126 10,5 14,2 252 21,0 28,5
3 2,2 55 4,6 97676 6,2 95 7.9 10,7 108 9,0 12 189 15,8 21,4 378 31,5 42,7
5 3,7 91 7,6 10 158 13,1 18 180 15 20 315 26,3 36 630 52,5 71
7.5 5,6 137 11 15 236 20 27 270 23 31 473
10 7,5 183 15 21 315 26 36 360 30 41 630 53 71 1260 105 142
15 11 274 23 31 473 39 53 540 45 158 214
20 15 365 30 630 53 71 720 60 81 1260 105 142 2521 210 285
25 19 457 38 52 788 66 89 900 75 102 тысячу пятьсот семьдесят шесть 131 178 3151 263 356
30 22 548 46 62 945 79 107 1080 90 122 1891 158 214 3781 315 427
40 30 731 61 83 1260 105 1441 120 163 2521 210 285 5042 420 570
50 37 913 76 103 1576 131 178 1801 в 150 204 3151 263 356 6302 525 712
60 45 1096 91 124 1891 158 214 2161 180 244 3781 315 427 7563 930 145 2206 184 249 2521 285 4412 368 499 8823 735 997
80 60 1461 122 165 2521 210 285 2881 240 326 5042 420 570 10084 840 1140
90 67 901 901 901 901 975 901 901 901 975 901 975 901 9 УТД МОЖЕТ ВЫРАЗУЕТСЯ ТАК 321 3241 270 366 5672 473 641 11344 945 1282
901 975 всего 901 901 975 всего 901 901 901 всего 901 901 всего 901 901 901 901 всего 901 901 901 901 901 всего 3201 901 901 901 901 всего 901 901 901 901 всего лишь 9 263 356 3601 300 407 6302 525 712 12605 1050 1425
125 93 2283 190 258 3939 328 445 4502 375 509 7878 657 891 15756 1313 1781
150 112 940 450 611 9454 788 1069 18907 1576 2137
175 131 3197 266 361 5515 460 623 6302 525 712 1 1029 919 1247 22058 1838 2494
200 149 3654 304 413 6302 525 712 7203 600 814 12605 1050 1425 25210 2101 2850
225 168 4110 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 975 901 901 975 901 901 975 901 975 901 975 901 901 975 901 901 901 901 901 901 975 901 975 901 975 901 976 901 975 901 975 901 975 901 901 675 916 14180 1182 1603 28361 2363 3206
250 187 4567 381 516 7878 657 891 9003 750 1018 15756 90 176 1313 1781 31512 2626 3562
275 205 5024 419 568 8666 722 980 9904 825 1120 17332 1444 1959 34663 2889 3918
300 224 5480 457 620 9454 788 1069 10804 900 1221 18907 1576 2137 37814 3151 4275
350 261 6394 533 723 11029 919 1247 12605 1050 1425 22058 1838 2494 44117 3676 4987
400 298 7307 609 926 901 901 901 901 901 901 901 901 901 976 901 901 901 901 901 975 901 901 975 901 975 901 975 901 975 901 975 901 975 901 975 901 976 901 976 901 900 901 900 900 900 ЗА КАМЕР 25210 2101 2850 50419 4202 5699
450 336 8221 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 1832 28361 2363 3206 56722 4727 6412
550 410 901 901 901 901 901 975 901 975 901 975 901 975 901 975 901 975 901 975 901 975 901 975 901 975 901 976 901 976 901 976 901 976 975 975 901 975 901 976 901 976 901 976 1651 2239 34663 2889 3918 69326 5777 7837
600 448 10961 913 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 975 901 901 901 901 901 901 975 901 976 901 976 901 976 901 975 901 975 901 976 901 2443 37814 3151 4275 75629 6302 8549

Электрическая мощность двигателя, скорость и крутящий момент Уравнения

крутящего момента в Imperial единиц может быть рассчитана как

девяносто одна тысяча двести девяносто девять

T inlb = P л.с. 63025 / n (1)

, где

T inlb = крутящий момент (в фунтах f )

P л.с. = лошадиная сила, предоставляемая электродвигатель (л.с.)

n = оборот в минуту (об / мин)

В качестве альтернативы

T фунтов на квадратный дюйм = P л.с. 5252 / n (1b)

, где

T фунтов на квадратный дюйм = крутящий момент (крутящий момент lf )

Крутящий момент в единицах СИ можно рассчитать как

T Нм = P W 9.549 / n (2)

, где

T Нм = крутящий момент (Нм)

P Вт = мощность (Вт)

n = оборот в минуту (об / мин)

Электродвигатель - крутящий момент в зависимости от мощности и скорости

мощность (кВт)

скорости (об / мин)

Электродвигатель - мощность в зависимости от крутящего момента и скорости

крутящий момент (Нм)

скорость (об / мин)

Электродвигатель - Скорость противМощность и крутящий момент

мощность (кВт)

крутящий момент (Нм)

Пример - крутящий момент от электродвигателя

Крутящий момент, создаваемый электродвигателем, вырабатывающим 0,75 кВт (750 Вт) ат. скорость 2000 об / мин можно рассчитать как

T = ( 750 Вт ) 9,549 / (2000 об / мин)

= 3,6 (Нм)

Пример Крутящий момент от электродвигателя

Крутящий момент от электродвигателя, производящего 100 л.с. при скорости 1000 об / мин , можно рассчитать как

T = (100 л.с.) 63025 / (1000 об / мин)

= 6303 (фунт f дюймов)

Чтобы преобразовать в фунт-сила ног - разделите крутящий момент на 12 .

Расчет размеров двигателя

Правильный размер и выбор двигателя для вашего оборудования является ключом к обеспечению производительности, надежности и стоимости оборудования. В дополнение к информации, приведенной ниже, для правильного определения размера двигателя, Oriental Motor предлагает онлайн-инструменты для определения размера двигателя, а также помощь нашего персонала технической поддержки.

Наша служба технической поддержки готова помочь вам правильно подобрать размеры и выбрать двигатель на основе вашего индивидуального применения.Просто позвоните по номеру 1-800-GO-VEXTA (468-3982) (M-F 7:30 утра CST до 5:00 вечера PST).

Процедура выбора

Первый шаг - определить механизм привода для вашего оборудования. Некоторыми примерами являются прямое вращение, шариковый винт, ремень и шкив или реечная передача. Наряду с типом приводного механизма необходимо также определить размеры, массу, коэффициент трения и т. Д., Необходимые для расчета нагрузки:

  • Размеры и масса (или плотность) груза
  • Размеры и масса (или плотность) каждой детали
  • Коэффициент трения поверхности скольжения каждой подвижной части

Далее вам необходимо определить необходимые технические характеристики для оборудования:

  • Рабочая скорость и время работы
  • Расстояние позиционирования и время позиционирования
  • Разрешение
  • Точность остановки
  • Положение удержания
  • Источник питания и напряжение
  • Операционная среда
  • Особенности и требования, такие как; Разомкнутый, замкнутый, программируемый, обратная связь, рейтинг IP, утверждения агента и т. Д.

Чтобы определить производительность двигателя, вам нужно рассчитать три фактора; Момент инерции, крутящий момент и скорость. (Обратитесь к разделам ниже по расчетам для каждого.)

После того, как вы рассчитали инерцию, крутящий момент и скорость двигателя, вы выберете тип двигателя на основе требуемых характеристик. Oriental Motor предлагает широкий ассортимент шаговых двигателей, серводвигателей, двигателей переменного тока и бесщеточных двигателей для удовлетворения конкретных потребностей вашего оборудования.

Наконец, после выбора типа двигателя вы сделаете окончательное определение двигателя, подтвердив, что характеристики выбранного двигателя (и редуктора, если применимо) удовлетворяют всем требованиям, таким как механическая прочность, время ускорения и момент ускорения.

Расчет размеров двигателя

Существует три фактора, которые необходимо рассчитать при определении размера двигателя; Момент инерции, крутящий момент и скорость.

Момент инерции

Момент инерции - это мера сопротивления объекта изменениям скорости вращения.

Когда объект просто сидит без движения, момент инерции равен 0.

Когда вы пытаетесь заставить его двигаться, что означает, что вы хотите изменить скорость объекта от 0 до любого, будет эффект инерции момента.

Фундаментальная инерция (J) Уравнение :

Расчет момента инерции для вращающегося объекта

Расчет момента инерции для цилиндра

Расчет момента инерции для полого цилиндра

Расчет момента инерции для нецентральной оси

Расчет момента инерции для прямоугольного столба

Расчет момента инерции для объекта в линейном движении

Единицы измерения момента инерции

Единицы инерции обычно используются двумя способами: унций-в ² и унций-в -²² .Первый включает в себя гравитацию, последний только массу.

Теоретически, инерция является фактором массы, поэтому она не должна включать в себя гравитацию, однако практически мы не можем легко измерить массу на Земле.

Oriental Motor обычно обеспечивает инерцию в унциях в ². Затем, когда мы рассчитываем момент ускорения в расчете крутящего момента, мы делим общую общую инерцию на силу тяжести.

Гравитация = 386 дюймов / сек²

  • унций в ² = Инерция в расчете на массу
  • унций в секунду² = инерция в расчете на массу

Расчет от унций в ² до унций в сек²

Крутящий момент

Крутящий момент - это тенденция силы вращать объект вокруг оси.Крутящий момент состоит из двух компонентов; нагрузочная (постоянная) составляющая и ускоряющая составляющая.

Компонент крутящего момента нагрузки обычно обусловлен трением и / или силой тяжести и всегда действует на двигатель. Этот компонент обычно может быть определен путем расчета или путем установки динамометрического ключа на систему и считывания значения крутящего момента. Когда это невозможно измерить, тогда мы используем некоторые уравнения для расчета приблизительного значения.

Однако момент ускорения действует на двигатель только тогда, когда он ускоряется или замедляется.Когда двигатель работает с постоянной скоростью, этот компонент исчезает. Измерять составляющую ускорения сложно, не говоря уже об опасности. Если вы хотите, чтобы нагрузка достигала скорости в течение 50 миллисекунд, вполне вероятно, что динамометрический ключ отлетит. Поэтому мы рассчитываем компонент ускорения. Этот компонент является функцией инерции системы и скорости ускорения. Итак, как только мы определим эти значения, мы сможем определить момент ускорения.

Момент нагрузки ( T )

Нагрузка крутящего момента очень проста.

Как видно из этого уравнения, крутящий момент - это произведение силы на расстояние между силой и центром вращения. Например, если вы хотите удерживать усилие, действующее на конец шкива, T = F x r . Таким образом, при расчете крутящего момента нагрузки определяется сила в системе и логическое расстояние между валом двигателя и местом действия силы.

Когда механика усложняется, нам нужно преобразовать F и r, чтобы соответствовать механике.

Момент нагрузки - фактические измерения

Если вы можете измерить силу, это самый точный способ найти силу, поскольку она учитывает всю эффективность и коэффициент трения на каждой части.

FB = Сила, когда главный вал начинает вращаться

Силы

Есть три типа сил; вертикальный, горизонтальный и наклонный. Сила меняется в зависимости от того, как она действует.

Расчет вертикальной силы

Расчет горизонтальной силы

Расчет силы наклона

Расчет крутящего момента нагрузки - шарико-винтовой привод

Расчет крутящего момента нагрузки - Шкив

Расчет крутящего момента нагрузки - тросовый или ременный привод, реечный привод

Момент ускорения

Как упоминалось ранее, момент ускорения состоит из инерции и скорости ускорения.Если мы знаем эти два значения, мы можем рассчитать момент ускорения.

Рассчитать момент ускорения ( Ta )

Если скорость двигателя изменяется, всегда следует устанавливать момент ускорения или момент замедления.

Основная формула одинакова для всех двигателей. Тем не менее, используйте формулы ниже при расчете момента ускорения для шаговых или серводвигателей на основе скорости импульса.

Общая формула для всех двигателей

При расчете момента ускорения для шаговых или серводвигателей на основе скорости импульса

Существует два основных профиля движения.Операция ускорения / замедления является наиболее распространенной. Когда рабочая скорость низкая и инерция нагрузки мала, можно использовать операцию пуска / останова.

Расчет необходимого крутящего момента ( TM )

Требуемый крутящий момент рассчитывается путем умножения суммы крутящего момента нагрузки и момента ускорения на коэффициент безопасности.

Расчет для эффективного крутящего момента нагрузки ( Trms ) для серводвигателей и бесщеточных двигателей серии BX

Если требуемый крутящий момент для двигателя меняется со временем, определите, можно ли использовать двигатель, рассчитав эффективный крутящий момент нагрузки.Эффективный момент нагрузки становится особенно важным для режимов работы, таких как операции с быстрым циклом, где ускорение / замедление является частым. Рассчитайте эффективный момент нагрузки при выборе серводвигателей или бесщеточных двигателей серии BX.

Скорость

Скорость определяется путем расчета расстояния, деленного на время. Для шаговых или серводвигателей время ускорения также должно учитываться.

Расчет стандартной скорости

Скорость = Расстояние / Время

для шаговых или серводвигателей

Скорость = Расстояние / (Время - Время ускорения ( t1 )

Хотите узнать больше?

Команда технической поддержки и инженеры

Oriental Motor будут работать вместе с вами, чтобы определить лучшее решение для вашего приложения.Опытные члены команды ORIENTAL MOTOR знают технологию от и до. Мы найдем правильное решение с учетом ваших потребностей и объясним альтернативы. Позвоните по номеру 1-800-GO-VEXTA (468-3982), чтобы поговорить с членом команды технической поддержки Oriental Motor.

,
Уравнение крутящего момента асинхронного двигателя - пусковой момент

Разработанное в машине уравнение крутящего момента или с индуцированным крутящим моментом в машине определяется как крутящий момент, создаваемый преобразованием электрической и механической энергии. Крутящий момент также известен как электромагнитный крутящий момент. Этот развернутый крутящий момент в двигателе отличается от фактического крутящего момента, имеющегося на клеммах двигателя, который почти равен моментам трения и ветра на машине.

Разработанное уравнение крутящего момента дано как

Вышеупомянутое уравнение выражает развернутый крутящий момент непосредственно через мощность воздушного зазора P g и синхронную скорость ω с .Поскольку ω с, постоянен и не зависит от условий нагрузки. Если известно значение P g , то полученный крутящий момент можно найти непосредственно. Мощность воздушного зазора P g также называется моментом в синхронных ваттах.

Синхронный ватт - это крутящий момент, который развивает мощность в 1 ватт, когда машина работает на синхронной скорости.

Теперь электрическая мощность, генерируемая в роторе, определяется уравнением, показанным ниже.

Эти электрические мощности рассеиваются как потери I 2 R или потери меди в цепи ротора.

Входная мощность на ротор дана как

Где,

Пусковой момент асинхронного двигателя

При начальном условии значение s = 1. Следовательно, стартовый результат получается путем помещения значения s = 1 в уравнение (6), мы получаем

Начальный крутящий момент также известен как Момент останова.

Уравнение крутящего момента на синхронной скорости

При синхронной скорости s = 0 и, следовательно, развиваемый крутящий момент Ʈd = 0. При синхронной скорости развиваемый крутящий момент равен нулю.

Поскольку E 1 почти равно V 1 , уравнение (12) становится

.

Смотрите также