Вимірювання числа обертів двигуна. Як визначити обороти електродвигуна. Типові характеристики за монтажними розмірами

Під швидкістю обертання асинхронного електродвигуна зазвичай розуміють кутову частоту обертання його ротора, яка наведена на шильдику (на паспортній табличці двигуна) як кількість обертів за хвилину. Трифазний двигун можна живити і від однофазної мережі, для цього паралельно до однієї або двох його обмоток, залежно від напруги мережі, але конструкція двигуна від цього не зміниться.

Так, якщо ротор під навантаженням здійснює 2760 оборотів на хвилину, то дорівнюватиме 2760*2пі/60 радіан в секунду, тобто 289 рад/с, що не зручно для сприйняття, тому на табличці пишуть просто «2760 об/хв». Що стосується асинхронного електродвигуна, це обороти з урахуванням ковзання s.

Синхронна ж швидкість даного двигуна(без урахування ковзання) дорівнюватиме 3000 оборотів в хвилину, оскільки при живленні обмоток статора мережним струмом з частотою 50 Гц, кожну секунду магнітний потік буде здійснювати по 50 повних циклічних змін, а 50 * 60 = 3000, от і виходить 300 оборотів - Синхронна швидкість асинхронного електродвигуна.

У рамках цієї статті ми поговоримо про те, як визначити синхронну швидкість обертання невідомого асинхронного трифазного двигуна, просто глянувши на його статор. за зовнішньому виглядустатора, за розташуванням обмоток, за кількістю пазів, - можна легко визначити синхронні обороти електродвигуна, якщо у вас немає під рукою тахометра. Отже, почнемо по порядку і розберемо це питання з прикладами.

3000 оборотів за хвилину

Про асинхронні електродвигуни (дивіться -) прийнято говорити, що той чи інший двигун має одну, дві, три або чотири пари полюсів. Мінімум – одна пара полюсів, тобто мінімум – два полюси. Погляньте на малюнок. Тут ви бачите, що в статор укладено по дві послідовно з'єднані котушки на кожну фазу - у кожній парі котушок одна розташована навпроти іншої. Ці котушки і утворюють по парі полюсів на статорі.

Одна з фаз показана для ясності червоним кольором, друга – зеленим, третя – чорним. Обмотки всіх трьох фаз влаштовані однаково. Оскільки три ці обмотки живляться по черзі (трифазний струм), то за 1 коливання з 50 в кожній з фаз - магнітний потік статора один раз обернеться на повні 360 градусів, тобто зробить один оборот за 1/50 секунди, значить 50 оборотів вийде за секунду. Так і виходить 3000 обертів за хвилину.

Таким чином стає зрозуміло, що для визначення синхронних оборотів асинхронного електродвигуна достатньо визначити кількість пар його полюсів, що легко зробити, знявши кришку і поглянувши на статор.

Загальну кількість пазів статора розділіть на число пазів, що припадають одну секцію обмотки однієї з фаз. Якщо вийде 2, то перед вами двигун із двома полюсами — з однією парою полюсів. Отже синхронна частота становить 3000 оборотів за хвилину або приблизно 2910 з урахуванням ковзання. У найпростішому випадку 12 пазів, по 6 пазів на котушку, і таких котушок 6 по дві на кожну з трьох фаз.

Зверніть увагу, кількість котушок в одній групі для однієї пари полюсів може бути не обов'язково 1, але і 2 і 3, однак для прикладу ми розглянули варіант з одиночними групами на пару котушок (не будемо в рамках цієї статті звертати увагу на способи намотування).

1500 оборотів за хвилину

Для отримання синхронної швидкості в 1500 оборотів за хвилину, кількість полюсів статора збільшують удвічі, щоб за 1 коливання з 50 магнітний потік зробив би лише півоберта — 180 градусів.

Для цього на кожну фазу роблять по 4 секції обмотки. Таким чином, якщо одна котушка займає чверть усіх пазів, то перед вами двигун із двома парами полюсів, утвореними чотирма котушками на фазу.

Наприклад, 6 пазів з 24 займає одна котушка або 12 з 48, значить перед вами двигун із синхронною частотою 1500 оборотів за хвилину, або з урахуванням ковзання приблизно 1350 оборотів за хвилину. На наведеному фото кожна секція обмотки виконана у вигляді подвійної котушкової групи.

1000 оборотів за хвилину

Як ви вже зрозуміли, для отримання синхронної частоти в 1000 оборотів за хвилину, кожна фаза утворює вже три пари полюсів, щоб за одне коливання з 50 (герц) магнітний потік обернувся б лише на 120 градусів, і відповідним чином повернув би за собою ротор.

Таким чином, щонайменше 18 котушок встановлені на статор, причому кожна котушка займає шосту частину всіх пазів (по шість котушок на фазу - по три пари). Наприклад, якщо пазів 24 то одна котушка займе 4 з них. Вийде частота з урахуванням ковзання близько 935 оборотів за хвилину.

750 оборотів за хвилину

Для отримання синхронної швидкості в 750 оборотів на хвилину, необхідно, щоб три фази формували на статорі чотири пари полюсів, що рухаються, це по 8 котушок на фазу - одна навпроти іншої - 8 полюсів. Якщо, наприклад, на 48 пазів припадає по котушці на кожні 6 пазів — перед вами асинхронний двигун із синхронними оборотами 750 (або близько 730 з урахуванням ковзання).

500 оборотів за хвилину

Зрештою, для отримання асинхронного двигунаіз синхронною швидкістю 500 оборотів на хвилину необхідно 6 пар полюсів — по 12 котушок (полюсів) на фазу, щоб на кожне коливання мережі магнітний потік повертався б на 60 градусів. Тобто, якщо, наприклад, статор має 36 пазів, при цьому на котушку припадає по 4 пази — перед вами трифазний двигун на 500 оборотів за хвилину (480 з урахуванням ковзання).

При покупці електродвигуна з рук розраховувати на наявність технічної документаціїдо нього годі. Тоді постає питання про те, як дізнатися кількість оборотів придбаного пристрою. Можна довіритися словами продавця, проте сумлінність не завжди є їхньою відмінністю.

Тоді виникає проблема визначення кількості оборотів. Вирішити її можна, знаючи деякі тонкощі пристрою двигуна. Про це й йтиметься далі.

Визначаємо обороти

Існує кілька способів виміру оборотів електродвигуна. Найнадійніший полягає у використанні тахометра - пристрою, призначеного саме для цих цілей. Однак такий прилад є не у кожної людини, тим більше якщо вона не займається електричними моторами професійно. Тому існує кілька інших варіантів, що дозволяють впоратися із завданням "на око".

Перший має на увазі зняття однієї з кришок двигуна з метою виявлення котушки обмотки. Останніх може бути кілька. Вибирається та, яка доступніша і розташована в зоні видимості. Головне, під час роботи не допустити порушення цілісності пристрою.

Коли котушка відкрилася погляду, потрібно її уважно оглянути і постаратися порівняти розмір з кільцем статора. Останній є нерухомим елементом електродвигуна, а ротор, перебуваючи усередині нього, здійснює обертання.

Коли кільце наполовину закрите котушкою, число обертів за хвилину досягає 3000. Якщо закривається третина кільця – число обертів становить приблизно 1500. При чверті – число обертів дорівнює 1000.

Другий спосіб пов'язаний із обмотками всередині статора. Вважається кількість пазів, які займає одна секція будь-якої котушки. Пази розташовані на сердечнику, їхнє число свідчить про кількість пар полюсів. 3000 оборотів за хвилину буде за наявності двох пар полюсів, за чотирьох – 1500 оборотів, за шести – 1000.

Відповіддю питанням у тому, від чого залежить кількість оборотів електродвигуна, буде твердження: від кількості пар полюсів, причому це обернено пропорційна залежність.

На корпусі будь-якого заводського двигуна є металева бирка, де вказані всі характеристики. Насправді така бирка може бути відсутнім або стертися, що трохи ускладнює завдання визначення кількості оборотів.

Коригуємо обороти

Робота з різноманітним електричним інструментом і устаткуванням у побуті чи виробництві обов'язково ставить питання, як регулювати обороти електродвигуна. Наприклад, стає необхідним змінити швидкість пересування деталей у верстаті або конвеєрі, скоригувати продуктивність насосів, зменшити або збільшити витрату повітря у вентиляційних системах.

Здійснювати зазначені процедури за рахунок зниження напруги практично безглуздо, обороти різко падають, істотно знизиться потужність пристрою. Тому використовують спеціальні пристрої, що дозволяють коригувати обороти двигуна. Розглянемо їх докладніше.

Частотні перетворювачі виступають як надійні пристрої, здатні кардинальним чином змінювати частоту струму і форму сигналу. Їхню основу становлять напівпровідникові тріоди (транзистори) високої потужностіта модулятор імпульсів.

Мікроконтролер управляє всім процесом роботи перетворювача. Завдяки такому підходу з'являється можливість досягти плавного підвищення обертів двигуна, що дуже важливо в механізмах з великим навантаженням. Повільний розгін знижує навантаження, позитивно впливаючи на термін служби виробничого та побутового обладнання.

Усі перетворювачі оснащуються захистом, що має кілька ступенів. Частина моделей працює за рахунок однофазної напруги в 220 В. Виникає питання, чи можна зробити так, щоб трифазний двигун обертався завдяки одній фазі? Відповідь виявиться позитивною за дотримання однієї умови.

При подачі однофазної напруги на обмотку потрібно здійснити поштовх ротора, оскільки сам він не зрушить з місця. Для цього потрібний пусковий конденсатор. Після початку обертання двигуна обмотки, що залишилися, будуть давати недостатню напругу.

Істотним мінусом такої схеми вважається сильний перекіс фаз. Однак легко компенсується включенням у схему автотрансформатора. В цілому, це досить складна схема. Перевага ж частотного перетворювача полягає у можливості підключення двигунів асинхронного типу без застосування складних схем.

Що дає перетворювач?

Необхідність використання регулятора оборотів електродвигуна у разі асинхронних моделейполягає в наступному:

Досягається значної економії електричної енергії. Оскільки не будь-яке обладнання вимагає високих швидкостей обертання моторного валу, її має сенс зменшити на чверть.

Забезпечується надійний захиствсіх механізмів. Перетворювач частоти дозволяє контролювати як температуру, а й тиск та інші параметри системи. Цей факт є особливо важливим, якщо за допомогою двигуна приводиться в дію насос.

Датчик тиску встановлюється в ємності, посилає сигнал при досягненні належного рівня, завдяки чому двигун зупиняється.

Здійснюється плавний пуск. Завдяки регулятору знімається необхідність використання додаткових електронних пристроїв. Частотний перетворювач легко налаштувати та отримати бажаний ефект.

Знижуються витрати на технічне обслуговуванняоскільки регулятор зводить до мінімуму ризики поломки приводу та інших механізмів.

Таким чином, електродвигуни з регулятором оборотів виявляються надійними пристроями з широкою сферою застосування.

Важливо пам'ятати, що експлуатація будь-якого обладнання на основі електричного мотора лише тоді виявиться правильною та безпечною, коли параметр частоти обертання буде адекватний умовам використання.

Фото оборотів електродвигуна

Електродвигун - обмотка статора

Іноді у процесі роботи, необхідно визначити кількість обертів асинхронного електродвигуна, у якому відсутня бирка. І далеко не кожен електрик із цим завданням може впоратися. Але мій світогляд, що кожен електрослюсар у цьому повинен розумітися. На своєму робочому місці, як кажуть - за обов'язком роботи, ви знаєте всі характеристики своїх двигунів. А перейшли на нове робоче місце, А там на жодному движку немає бирок. Знайти кількість обертів електродвигуна навіть дуже просто і просто. Визначаємо за обмоткою. Для цього необхідно зняти кришку двигуна. Краще це робити з задньою кришкою, тому що шків або напівмуфту знімати не потрібно. Досить зняти кожух

остигання та крильчатку та кришка мотора доступна. Після зняття кришки обмотку видно досить добре. Знайдіть одну секцію та дивіться скільки

Двигун – 3000 об/хв

місця вона займає по колу кола (статора). Нині ж запам'ятовуйте, якщо котушка займає половину кола (180 град.) – це двигун на 3000 об/хв.

Двигун – 1500 об/хв

Якщо в колі вміститься три секції (120 град.) - Це двигун 1500 об / хв. Та й якщо в статорі вміщається чотири секції (90 град.) - цей двигун на 1000 об/хв. Ось так просто можна знайти кількість обертів "невідомого" електродвигуна. На представлених малюнках це видно добре.

Двигун – 1000 об/хв

Це спосіб визначення, коли котушки обмоток намотані секціями. А бувають обмотки "всипні", у такий спосіб вже не знайти. Такий метод намотування зустрічається рідко.

Ще є один спосіб визначення кількості обертів. У роторі електродвигуна є залишкове магнітне поле, яке може наводити невелику ЕРС в обмотці статора, якщо ми будемо крутити ротор. Цю ЕРС можна “зловити” – міліамперметром. Наше завдання полягає в наступному: потрібно знайти обмотку однієї фази, незалежно як пов'язані обмотки, трикутником або зіркою. І до кінчиків обмотки підключаємо міліамперметр, обертаючи вал двигуна, дивимося скільки разів відхилиться стрілка міліамперметра за один оборот ротора і ось по цій таблиці подивитися, що за двигун ви визначаєте.

(2p) 2 3000 r/min
(2p) 4 1500 r/min
(2p) 6 1000 r/min
(2p) 8 750 r/min

Ось такі прості і думаю зрозумілі два способи визначення кількості оборотів на якому відсутня бирка (табличка).

У СРСР випускався прилад ТЧ10-Р, може у когось і зберігся. Хто не бачив і не знав про такого вимірника, пропоную подивитись фото свого. У комплекті є дві насадки, - для вимірювання обертів по осі валу і друга для вимірювання по колу валу.

Виміряти кількість оборотів можна і за допомогою "Цифрового лазерного тахометра"

"Цифровий лазерний тахометр"

Технічні властивості:

Спектр: 2,5 об/хв ~ 99999 об/ми
Дозвіл / крок: 0,1 об / хв для спектру 2,5 ~ 999,9 об / хв, 1 об / хв 1000 об / хв і більше
Точність: +/- 0,05%
Робоча відстань: 50mm ~ 500mm
Також вказується мале та найбільше значення
Для тих, кому реально необхідно – просто супер річ!
Л. Риженков

При експлуатації будь-якої машини не обійтися без електродвигуна. Багато хто купує електродвигун з рук без будь-якої документації. У такій ситуації виникає проблема визначення оборотів електродвигуна. Щоб вирішити цю проблему, можна використати кілька способів.

Всі основні характеристики електродвигуна повинні бути вказані на металевій бирці, що знаходиться на корпусі. Але практично бирка або відсутня, або інформація стерлася протягом експлуатації.

Декілька років тому мені терміново знадобилося заміряти обороти двигуна, а тахометра немає! Як же тут бути? Оскільки виміряти оберти мені потрібно було позаріз, варіант замовляти тахометр і чекати його місяць, мене не влаштовував. Довелося думати! І мені спало на думку ідея використовувати для цієї мети комп'ютер, а точніше - звуковий редактор встановлений на комп'ютері.

Звуковий редактор "Adobe Audition" у мене давно встановлений для роботи зі звуком. Тому залишилося придумати метод з'єднання двигуна з комп'ютером. Це питання було вирішено буквально протягом 1 хвилини – ІЧ світлодіодний приймач! Поліз у коробочку та дістав світлодіод, а також штеккер "міні джек". Знайшов шматок мікрофонного кабелю і через 10 хвилин світлодіодний датчик готовий! Сам діод я вклеїв у клапачок від авторучки.

Кабель у зборі.

Для освітлення ІЧ світлодіодного датчика використав ліхтарик. Теж світлодіодний.

Датчик приклеїв шматочком скотчу на носі моделі, а ліхтарик просто тримав рукою. Відстань між датчиком і ліхтариком 5.....7 див. Світловий потік від ліхтарика висвітлює приймальний світлодіод, а повітряний гвинт перериває (модулює) світловий потік. Через війну світлодіод генерує імпульси. Датчик підключається до мікрофонного входу звукової картки. Необхідна для роботи світлодіода напруга забезпечується конструкцією мікрофонного гнізда звукової карти. Будь-яка звукова карта розрахована на роботу в тому числі і з електретним мікрофоном, оскільки йому потрібна напруга живлення + 5 Вольт. Тому ця напруга присутня на центральному контакті
мікрофонного гнізда і надходить на світлодіод, що забезпечує його роботу. В результаті імпульси, що виникають при обертанні повітряного гвинта, через мікрофонний вхід надходять на звукову карту, а редактор "Adobe Audition" записує все це як звичайний звуковий файл.

Для вимірювання частоти обертання двигуна запис достатньо здійснити протягом кількох секунд. Цього достатньо. Ось що побачимо на екрані у вікні звукового редактора.

Насамперед хочу відзначити, що в самому низу Редактора є тимчасова шкала, саме за нею визначаються обороти двигуна. В даному випадку час запису становить 9 секунд. Стрілка показує внизу вікна редактора тимчасову шкалу. Тепер потрібно збільшити масштаб звукового файлу. Щоб не вважав їмуль за одну секунду, (їх довго рахувати), порахуємо їх за відрізок часу 0,1 секунди, а потім помножимо на 10. Спочатку за тимчасовою шкалою вибираємо ділянку запису трохи більше 0,5 секунди і розтягуємо його на весь екран.

Виділена ділянка ~ 0,5 с розтягнутий на весь екран. Тимчасова шкала теж розтяглася.

Тепер на часовій шкалі виділяємо відрізок часу рівно 0,1 сек – від 3,1 до 3,2 сек.

і також розтягуємо його на весь екран. Тепер помітні чіткі імпульси, підрахувати які не складно.

Вважаємо імпульси в інтервалі часу 0,1 сек. - їх 42 .

А зараз проста арифметика. Разів за 0,1 сек. маємо 42 імпульси, отже, за 1 сек. їх від датчика надійшло 420. А за 1 хвилину 420 х 60 сек. = 25 200 імпульсів. Але так ка гвинт має 2 лопаті і двічі перериває світловий потік, результат потрібно поділити на 2 і отримаємо 12600 оборотів за хвилину. Що й потрібно було визначити. У разі 3х лопатевого гвинта результат ділимо на 3. У разі 4х лопатевого гвинта ділимо на 4. Такий незвичайний тахометр - синтез ІЧ діода, компа та звукового редактора мене цілком задовольнив! А питання придбання "залізного" тахометра в магазині
у мене відпав сам собою. І від придбання відмовився.
На польотах у полі тахометр мені не потрібен, а вдома комп'ютер і кабель зі світлодіодом завжди під рукою.
Думаю, що не всі колеги будинку вже мають тахометр, а от заміряти оберти двигуна хочеться! У такому разі мій досвід, сподіваюся, товаришам знадобиться. "Adobe Audition" можна безкоштовно завантажити звідси http://www.fayloobmennik.net/2293677. Можна використовувати інший звуковий редактор, кому що подобається. Мій звуковий файл цього тесту двигуна, записаний Редактором, лежить тут. У цій статті я хотів показати, що при необхідності, якщо дуже захотіти, в більшості випадків, які виникають у нас, модельістів, можна придумати гідну заміну необхідному, але відсутньому приладу. Сподіваюся, китайські товариші на мене не ображаються.