Categories: Electricistes novells, Motors elèctrics i la seva aplicació
Nombre de visualitzacions: 41987
Comentaris sobre l'article: 4
Característiques mecàniques i elèctriques dels motors d’inducció
Aquest article destacarà el tema de les característiques mecàniques i elèctriques dels motors elèctrics. Utilitzant com a exemple un motor asíncron, considereu paràmetres com potència, treball, eficiència, cosinus phi, parell, velocitat angular, velocitat lineal i freqüència. Totes aquestes característiques són importants a l’hora de dissenyar equips en què els motors elèctrics serveixin de motors d’accionament. Els motors elèctrics asincrònics estan especialment estès a la indústria actualment, per la qual cosa ens fixarem en les seves característiques. Per exemple, tingueu en compte l'AIR80V2U3.
Potència mecànica nominal d'un motor d'inducció
La placa identificativa (a la placa identificativa) del motor sempre indica la potència mecànica nominal de l’eix del motor. Aquesta no és l’energia elèctrica que aquest motor elèctric consumeix a la xarxa.
Així, per exemple, per a un motor AIR80V2U3, una potència de 2200 watts correspon precisament a la potència mecànica de l’eix. És a dir, en un funcionament òptim, aquest motor és capaç de realitzar treballs mecànics de 2200 joules cada segon. Denotem aquest poder com a P1 = 2200 W.
Potència elèctrica activa nominal d'un motor d'inducció
Per determinar la potència elèctrica activa nominal d’un motor d’inducció, a partir de les dades de la placa identificativa, cal tenir en compte l’eficiència. Així doncs, per a aquest motor elèctric, l’eficiència és del 83%.
Què vol dir això? Això significa que només una part de la potència activa subministrada des de la xarxa als bobinatges estatoris del motor, i consumida irrevocablement pel motor, es converteix en potència mecànica a l’eix. La potència activa és P = P1 / Eficiència. Per al nostre exemple, segons la placa identificada presentada, veiem que P1 = 2200, eficiència = 83%. Així P = 2200 / 0,83 = 2650 watts.
Potència elèctrica aparent nominal d’un motor d’inducció
La potència elèctrica total subministrada a l'estator del motor elèctric de la xarxa és sempre més gran que la potència mecànica de l'eix i més que la potència activa que consumeix irrevocablement el motor elèctric.
Per trobar tot el poder, n’hi ha prou amb dividir el poder actiu en cosi phi. Així, la potència total és S = P / Cosφ. Per exemple, P = 2650 W, Cosφ = 0,87. Per tant, la potència total S = 2650 / 0,87 = 3046 VA.
Potència elèctrica reactiva nominal d'un motor d'inducció
Una part de la potència total subministrada als bobinatges de l'estator del motor d'inducció es retorna a la xarxa. Ho és potència reactiva Q.
Q = √(S2 - P2)
El poder reactiu està relacionat amb el poder aparent mitjançant sinφ i està relacionat amb el poder actiu i aparent a través d’arrel quadrada. Per al nostre exemple:
Q = √(30462 - 26502) = 1502 VAR
La potència reactiva Q es mesura en VAR - en amperis volt reactius.
Analitzem ara les característiques mecàniques del nostre motor d’inducció: parell de funcionament nominal a l’eix, velocitat angular, velocitat lineal, velocitat del rotor i la seva relació amb la freqüència del motor elèctric.
Velocitat del rotor d’un motor d’inducció
A la placa identificativa, veiem que quan s'encén amb corrent altern 50 Hz, el rotor del motor funciona amb una càrrega nominal de 2870 rpm, denotem aquesta freqüència com a n1.
Què vol dir això? Com que el camp magnètic dels bobinats de l'estator es crea mitjançant un corrent altern amb una freqüència de 50 Hz, per a un motor amb un parell de pols (que és AIR80V2U3) la freqüència de "rotació" del camp magnètic, la freqüència síncrona n, és igual a 3000 rpm, que és idèntica a 50 rpm. Però com que el motor és asíncron, el rotor gira al darrere per una quantitat de lliscament.
El valor de s es pot determinar dividint la diferència entre les freqüències síncrones i asíncrones per la freqüència síncrona i expressant aquest valor en un percentatge:
s = ((n – n1)/n)*100%
Per al nostre exemple, s = ((3000 – 2870)/3000)*100% = 4,3%.
Velocitat angular del motor asíncron
La velocitat angular ω s’expressa en radians per segon. Per determinar la velocitat angular, n’hi ha prou de traduir la velocitat del rotor n1 en revolucions per segon (f), i multiplicar per 2 Pi, ja que una revolució completa és de 2 Pi o 2 * 3.14159 radians. Per al motor AIR80V2U3, la freqüència asíncrona n1 és de 2870 rpm, que correspon a 2870/60 = 47.833 rpm.
Multiplicant per 2 Pi, tenim: 47.833 * 2 * 3.14159 = 300.543 rad / s. Es pot traduir en graus, per això en lloc de 2 Pi substituint 360 graus, i per exemple, obtenim 360 * 47.833 = 17220 graus per segon. No obstant això, aquests càlculs es solen realitzar precisament en radians per segon. Per tant, la velocitat angular ω = 2 * Pi * f, on f = n1 / 60.
Velocitat lineal d’un motor d’inducció
La velocitat lineal v es refereix a equips sobre els quals es munta un motor d’inducció com a accionament. De manera que, si a l’eix del motor s’instal·la una politja o, per exemple, un disc emèric de radi R conegut, aleshores la velocitat lineal del punt situat a la vora de la politja o del disc es troba mitjançant la fórmula:
v = ωR
Parell nominal del motor d’inducció
Cada motor d’inducció es caracteritza per un parell nominal Mn. El parell M està relacionat amb la potència mecànica P1 mitjançant la velocitat angular de la següent manera:
P = ωM
El motor o el moment de força que actua a una certa distància del centre de gir es manté per al motor i, amb el radi creixent, la força disminueix i, com més petit sigui el radi, més gran és la força, perquè:
M = FR
De manera que, com més gran sigui el radi de la politja, menys força actua sobre la seva vora i la major força actua directament sobre l’eix del motor elèctric.
Per al motor AIR80V2U3 com a exemple, la potència P1 és de 2200 W, i la freqüència n1 és de 2870 rpm o f = 47.833 rpm. Per tant, la velocitat angular és 2 * Pi * f, és a dir 300.543 rad / s, i el parell nominal Mn és P1 / (2 * Pi * f). Mn = 2200 / (2 * 3.14159 * 47.833) = 7,32 N * m.
Així, a partir de les dades indicades a la placa identificativa del motor d’inducció, podeu trobar tots els principals paràmetres elèctrics i mecànics.
Esperem que aquest article us ajudés a comprendre com es relaciona la velocitat angular, la freqüència, el parell, la potència activa, útil i aparent, així com l'eficiència del motor elèctric.
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: