Номинальные частоты вращения электрических машин

1. Номинальные частоты вращения генераторов и двигателей постоянного тока должны соответствовать указанным в табл.1

Примечания:

1. Номинальные частоты вращения генераторов постоянного тока, когда их приводными двигателями являются асинхронные двигатели, могут быть меньше указанных в таблице на частоту вращения, определяемую величиной номинального скольжения приводного двигателя.
2. Номинальные частоты вращения, заключенные в скобки, применять не рекомендуется.
3. Допускается применение номинальных частот вращения, отличных от указанных в таблице, для двигателей, предназначенных для привода шахтного подъема и механизмов металлургического производства, для генераторов с Непосредственным приводом от авиационных и автомобильных двигателей.
4. Номинальные частоты вращения двигателей, предназначенных для работы в электроприводе механизмов металлургических агрегатов и на подъемнотранспортных механизмах, должны соответствовать ГОСТ 184-61, малогабаритных автотракторных электродвигателей — ГОСТ 9443-67.

2. Номинальные частоты вращения электрических машин переменного тока (до 15 000 об/мин) при частотах тока, предусмотренных ГОСТ 6697-67 в диапазоне от 50 до 1000 Гц, должны соответствовать: для синхронных двигателей и генераторов — указанным в табл. 2, для асинхронных трехфазных, двухфазных и однофазных двигателей — указанным в табл. 3.
3. Номинальные частоты вращения электрических машин переменного тока при частотах тока, предусмотренных ГОСТ 6697-67 в диапазоне до 25 Гц, должны соответствовать синхронным частотам вращения, получающимся в результате исполнения электрических машин с числом полюсов:

• 2 и 4 для синхронных генераторов и двигателей;
• 2, 4, 6 и 8 для асинхронных двигателей (трех-, двух- и однофазных).

4. Применение номинальных частот вращения, отличных от указанных в пп. 2 и 3, допускается:

• для электрических машин переменного тока на частоты, отличающиеся от стандартных в технически обоснованных случаях;
• для генераторов переменного тока с непосредственным приводом от авиационных двигателей;
• для двигателей магнитной записи и аппаратуры связи, применяемых в системах автономной синхронизации.

Примечания:
1. Номинальные частоты вращения, заключенные в скобки, применять не рекомендуется.
2. Для гидрогенераторов с частотой 50 Гц и мощностью свыше 10 000 кВт допускается применение номинальных частот вращения ниже 125 об/мин.

Примечания:
1. Номинальные частоты вращения, заключенные в скобках, применять не рекомендуется.
2. Номинальные асинхронные частоты вращения могут быть меньше указанных в таблице на частоту вращения, определяемую величиной номинального скольжения.

5. Номинальное скольжение асинхронных трехфазных электродвигателей с нормальным, скольжением должно быть (в процентах синхронной скорости вращения) не более:
При мощности двигателя от 0,1 до 0,6 кВт ………..10
То же свыше 0,6 до 2,2 кВт ………………………….. 7
То же свыше 2,2 до 10 кВт …………………………… 5,5
То же свыше 10 кВт ……………………………………. 3,5
Номинальное скольжение асинхронных трехфазных двигателей мощностью до 0,1 кВт, асинхронных двухфазных, однофазных и двигателей с повышенным скольжением стандартом не устанавливается.
6. Номинальные частоты вращения универсальных коллекторных двигателей должны быть следующие: 2700; 5000; 6000; 8000; 12 000; 14 000 об/мин.
7. Допускаемые отклонения от номинальной частоты вращения могут составлять 0,001-5% номинальной частоты вращения и регламентируются ГОСТ 10683-63 для конкретных видов электрических машин и в зависимости от частоты тока.
8. Номинальные частоты вращения электрических машин специального исполнения (электродвигателей для привода гребных винтов; возбудителей; шаговых; импульсных; тяговых и др.; электрогенераторов автотракторных; для взрывных работ и др.) должны соответствовать стандартам или техническим условиям на эти машины и могут отличаться от указанных в данном параграфе.

Все страницы раздела на websor

17 часто задаваемых вопросов о преобразователе частоты и электродвигателе — Статьи

Дата публикации: 21.08.2019

В данной статье мы подобрали для вас ответы на наиболее часто задаваемые вопросы по работе электродвигателей и частотных преобразователей.

1. Что такое электромеханический привод?

Ответ: Электромеханический привод – это система, состоящая из электродвигателя, механического передаточного устройства, электрического силового преобразователя и электронного устройства управления, осуществляющая управляемое преобразование электрической энергии в энергию движения механического объекта.

2. Что такое преобразователь частоты?

Ответ: Преобразователь частоты – это устройство для управляемого питания электродвигателя.

3. В чем заключается назначение преобразователя частоты?

Ответ: Назначение преобразователя частоты – это управление моментом/скоростью вращения электродвигателя за счет изменения частоты и напряжения питания.

4. Что такое ШИМ?

Ответ: ШИМ (Широтно импульсная модуляция) – это метод получения регулируемого выходного напряжения путем изменения длительности коммутации.

5. Как согласуется выходное напряжение ПЧ с входным?

Ответ: Выходное напряжение может меняться от 0 до уровня входного напряжения ПЧ (возможна перегрузка в несколько процентов). Соответственно при питании ПЧ от сети 220В не возможно развить номинальный момент на двигателе подключенным по схеме питания 380В.

6. Как согласуется выходная частота ПЧ с номинальной входной?

Ответ:  Выходная частота формируется посредством ШИМ и может меняться в диапазоне от 0 до 400 -590 Гц (в зависимости от модели ПЧ). В зависимости от выходной частоты ПЧ меняется скорость вращения вала двигателя.

7. Возможно ли управлять ПЧ однофазными двигателями?

Ответ: Нет.

8. Возможно ли управлять ПЧ с однофазным питанием, трехфазными двигателями?

Ответ: Да, до 2,2 кВт.

9. Основные плюсы использования преобразователей частоты?

Ответ: Их 2. Во-первых, экономия электроэнергии при работе электродвигателя. Во-вторых, реализация сложных технологических процессов за счет изменения частоты вращения приводов.

10. Какой принцип работы асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором?

Ответ: ПЧ создает вращающееся магнитное поле в статоре, а оно создает электрическое поле в короткозамкнутом роторе (принцип магнитной индукции). Происходит взаимодействие между полями ротора и статора. Поле ротора стремится вращаться также как поле статора, тем самым ротор приходит во вращение.

11. От чего зависит номинальная скорость вращения ротора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором?

Ответ: Она зависит от частоты питающего напряжения и количества пар полюсов и скольжения. Преобразователь частоты позволяет регулировать частоту питающего напряжения и тем самым скорость вращения вала ЭД.

12. Какое значение имеет скорость вращения вала электродвигателя при его работе от сети?

Ответ: Скорость равна номинальной частоте двигателя.

13. Какова скорость вращения вала электродвигателя при его работе от ПЧ?

Ответ: Скорость регулируется от ПЧ .

14. Как связан момент с током электродвигателя?

Ответ: Для двигателя с постоянными магнитами момент пропорционален току статора. Для асинхронных двигателей зависимость между током и моментом нелинейная, но в рабочей зоне рост тока приводит к росту момента.

15: Какие существуют способы подключения обмоток двигателя?

Ответ: Треугольник, Звезда (изменяется номинальное напряжение и ток двигателя).

16: При подключении в звезду или треугольник будет больше номинальное линейное напряжение двигателя?

Ответ: Линейное напряжение будет больше для звезды (соответственно ток наоборот меньше).

17: Что такое скольжение?

Ответ: Скольжение – это разница между скоростью поля  статора и частотой вращения ротора в процентах.

Смотрите так же:

Функция «Спящий режим» преобразователя частоты Danfoss FC-051 (Реализация на встроенном контроллере)

Управление частотным преобразователем Danfoss серии FC51 с панели оператора Weintek MT8121XE1WK

Для заказа преобразователя частоты перейдите в каталог по ссылке — VLT Micro Drive

Устранение колебаний скорости двигателя, вызванных входным напряжением или изменением нагрузки

Двигатель переменного тока может быть прост в использовании, но его скорость изменяется в зависимости от размера нагрузки или количества подаваемого напряжения. Для приложений, где важно поддерживать постоянную скорость, есть другой тип двигателя, который может улучшить производительность.

Во-первых, давайте разберемся, как двигатель переменного тока определяет свой «номинальный крутящий момент» и «номинальную скорость». Номинальный крутящий момент и номинальная скорость — это то, где двигатель будет работать наиболее эффективно для данного напряжения, двигателя и нагрузки. Соотношение между крутящим моментом и скоростью показано на кривой скорости крутящего момента, которая отображает ожидаемую производительность двигателя. Двигатель ускоряется или замедляется в зависимости от момента нагрузки. В идеале правильно подобрать размер двигателя, чтобы вы могли работать с максимальной эффективностью (номинальный крутящий момент и номинальная скорость).

Посмотрите на приведенную ниже кривую скорость-момент для асинхронного двигателя переменного тока. Когда вы подаете питание на двигатель переменного тока, двигатель начинает работать с 0 об/мин, постепенно увеличивает скорость, пока не войдет в стабильную область, а затем стабилизируется на «номинальной скорости». Эта номинальная скорость находится где-то ниже «скорости без нагрузки» и «синхронной скорости» и определяется крутящим моментом нагрузки, приложенным к двигателю. Если вы проведете горизонтальную линию от значения номинального крутящего момента по оси Y к стабильной области кривой, номинальная скорость будет там, где она пересекает кривую.

Математически вот формула, определяющая «синхронную скорость» двигателя.

Компания Oriental Motor производит двигатели переменного тока с 2 и 4 полюсами. Для трехфазного двигателя переменного тока с входным напряжением 220 В переменного тока, 60 Гц синхронная скорость двигателя (об/мин) = 120 x 60/4 = 1800 об/мин. Синхронная скорость — это по сути безнагрузочная скорость с проскальзыванием. Поскольку приложение номинальной нагрузки замедлит двигатель до его номинальной скорости, разница между номинальной скоростью и синхронной скоростью является наличием номинальной нагрузки.

Однако, если крутящий момент увеличивается из-за различной массы груза, например, в ящикном конвейере на почте, перевозящем грузы разного веса, требуемый крутящий момент увеличится (сила x радиус шкива), и вы больше не сможете работать на линия номинального крутящего момента. Вместо этого скорость двигателя колеблется вверх и вниз вместе с изменениями момента нагрузки. На приведенном ниже графике показан пример, когда повышенная нагрузка на трение замедляет работу двигателя переменного тока.

Пока достаточно теории. Некоторые частотно-регулируемые приводы предлагают векторное управление и компенсацию скольжения двигателя, чтобы уменьшить колебания скорости и отрегулировать выходное напряжение на двигателе, но точная настройка параметров двигателя требует времени. Есть еще одно решение plug and play, которое может помочь.

В этом примере приложения мы рассмотрим устройство подачи деталей (вибрационная чаша), в котором используется двигатель переменного тока.

Устройство подачи деталей распределяет грузы в заданном направлении и отправляет их на следующий производственный процесс за счет вибрации механизма подачи с помощью трехфазного асинхронного двигателя переменного тока. VFD (инвертор) используется для управления скоростью.

Общие проблемы:

• Скорость подачи изменяется из-за колебаний входного напряжения двигателя.
• Различные нагрузки также могут изменить скорость подачи.
• Точная настройка скорости для различных нагрузок затруднена.

Специальный драйвер может принимать широкий диапазон входного напряжения и регулировать его выход на двигатель. Пример нашей серии BMU мощностью 30 Вт показан ниже. Если вы посмотрите на характеристики блока питания, то увидите широкий диапазон входных напряжений. Пока входное напряжение находится в этом диапазоне (100~120 В переменного тока), можно ожидать такой же производительности.

Контроль обратной связи достигается за счет встроенных в двигатели датчиков Холла. Сигналы датчика Холла используются как для измерения скорости двигателя, так и для синхронизации последовательности возбуждения статора. Специальный драйвер обеспечивает лучшее регулирование скорости, всегда сравнивая заданную скорость (заданную скорость) с фактической скоростью (скорость, рассчитанная по импульсам датчика Холла). Если скорость выходит за допустимые пределы, коррекция скорости выполняется мгновенно на лету.

Сравнение производительности двигателя переменного тока и бесщеточного двигателя:

Бесщеточные двигатели с постоянными магнитами, цифровым ШИМ-управлением (широтно-импульсной модуляцией), регулируемым напряжением, постоянным крутящим моментом и обратной связью обеспечивают стабильное управление скоростью и следующие улучшения. над двигателями переменного тока и частотно-регулируемыми приводами.

Регулирование скорости измеряется при номинальной скорости. Для бесщеточного двигателя номинальная скорость обычно выше 3000 об/мин. Для двигателя переменного тока это около 1500 об/мин. Если мы вычислим это, колебания трехфазного асинхронного двигателя переменного тока составят около 150 об/мин, а бесщеточный двигатель — 12 об/мин (+/-6 об/мин).

Кроме того, скорость можно точно установить в цифровом виде с шагом 1 об/мин. Используйте потенциометр на передней панели драйвера, чтобы легко изменить скорость, затем нажмите, чтобы установить.

Для общего применения достаточно двигателей переменного тока. Тем не менее, для более продвинутых приложений, где важна стабильность скорости, меньшая занимаемая площадь или эффективность, полезно знать, что на рынке есть другое решение.

Чтобы узнать больше о бесщеточных двигателях по сравнению с другими типами технологий управления скоростью, ознакомьтесь с нашим информационным документом.

Является ли номинальная скорость асинхронного двигателя синхронной скоростью?

Задавать вопрос

спросил
8 лет, 7 месяцев назад

Изменено
5 лет, 5 месяцев назад

Просмотрено
25 тысяч раз

\$\начало группы\$

Например, если двигатель рассчитан на 50 Гц, 400 В, 22 А, 8,29 кВт и 1460 об/мин, означает ли это, что двигатель должен работать от источника с напряжением 50 Гц, и это соответствует синхронной скорости двигателя 1460 об/мин?

Причина, по которой я спрашиваю, заключается в том, что пример вопроса и ответа, который я видел, говорит следующее:

Q: Оцените количество полюсов описанного выше двигателя

A: формула для синхронной скорости: n=120f/p

ближайшая синхронная скорость для данного ротора составляет 1500 об/мин

1500=120*50/p

p=4

Я предполагаю, что они округлили 1460 до 1500 потому, что число полюсов должно быть целым числом.

Итак, когда вы видите двигатель с номинальной скоростью в об/мин, что на самом деле означает это значение? И как это связано с синхронной скоростью (как в моем примере вопроса)?

Спасибо!

• асинхронный двигатель

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Здесь вы видите асинхронный (асинхронный) двигатель. Отличие от синхронного заключается в том, что ротор обычно представляет собой (беличью) клетку и немного железа.

Для синхронного двигателя ротор имеет либо магнит, либо геометрически строго определенные (явнозаметные) полюса и зазоры между полюсами. Иногда бывает и то, и другое!

Теперь почему один синхронный, а другой асинхронный?

• Синхронный двигатель имеет постоянное возбуждение в роторе (или имеет постоянную разность между индуктивностями). Поэтому поле вращается синхронно с ротором. $$f_{ротор}=0$$
• Асинхронный двигатель с другой стороны имеет индуцированное поле в роторе, которое зависит от скорости вращения.
  $$f_{ротор}>0$$

Скорость вращения рассчитывается по разности частот потоков статора и ротора.

Почему скорость 1460? стабильная часть характеристики момента/скорости вращения для асинхронного двигателя близка к синхронной скорости. Если вы хотите найти количество полюсов, округлите его до ближайшей синхронной скорости вращения и вычислите его в обычном режиме. В некоторых специальных режимах работы это не так, так как асинхронный двигатель может работать, например, со скоростью 900 оборотов, если вы сделаете некоторые настройки. Однако в вашем случае он будет иметь p=4 .

Почитайте статьи в Википедии или погуглите про асинхронные и синхронные двигатели.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Асинхронный двигатель никогда не вращается с синхронной скоростью.

Двигатель, вращающийся с постоянной скоростью, должен создавать ускоряющий момент, достаточный для преодоления тормозящего момента нагрузки. Поскольку асинхронный двигатель должен проскальзывать, чтобы обеспечить крутящий момент, скорость при полной нагрузке всегда будет меньше синхронной скорости.

Даже ненагруженный двигатель, на валу которого ничего нет, имеет тормозящий момент из-за трения подшипников и т.д.

Таким образом, имеем:

• Номинальная скорость — скорость двигателя при номинальной выходной мощности (на валу).

• Скорость без нагрузки — это скорость двигателя без нагрузки на валу. Обратите внимание, что подшипники двигателя по-прежнему создают номинальную нагрузку из-за трения.

• Синхронная скорость — это скорость, с которой двигатель вращался бы при абсолютно нулевой нагрузке (подшипники качения и никаких других потерь).

Связанный: Что означает скорость регулирования?

Для справки, вот типичный график характеристик двигателя.

Обратите внимание на синхронную скорость 3000 об/мин, скорость без нагрузки также около 3000 об/мин и скорость при полной нагрузке 2932 об/мин.

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

В асинхронном двигателе синхронная скорость (Ns) — это просто число, которое можно рассчитать по определенной формуле: Ns=120*f(частота подаваемого напряжения)/полюс.
Но Номинальная рабочая скорость двигателя будет указана в об/мин (оборотов в минуту) и представляет собой скорость, с которой двигатель будет вращаться при производстве номинальной мощности и подаче номинального напряжения.

Это значение будет немного меньше синхронной скорости двигателя из-за снижения скорости при добавлении нагрузки. На приведенной табличке указана номинальная скорость 1460 об/мин для этого 4-полюсного двигателя с частотой 50 Гц.