• При поступлении в ремонт электродвигателя с отсутствующей табличкой, приходиться определять мощность и обороты по статорной обмотке. В первую очередь нужно определить обороты электродвигателя. Самый простой способ для определения оборотов в однослойной обмотке это посчитать количество катушек (катушечных групп).

• По таблице у однослойных обмоток на 3000 и 1500 об/мин. одинаковое количество катушек по 6, визуально отличить их можно по шагу. Если от одной стороны катушки к другой стороне провести линию, и линия будет проходить через центр статора, то это обмотка 3000 об/мин. рисунок №1. У электродвигателей на 1500 оборотов шаг меньше.

Как определить мощность асинхронного электродвигателя.

• Для определения мощности электродвигателя нужно измерить высоту оси вращения вала электродвигателя, наружный и внутренний диаметр сердечника, а так же длину сердечника двигателя и сравнить его с размерами электродвигателей единой серии 4А, АИР, А, АО...

• Увязка номинальных мощностей с установочными размерами асинхронных электродвигателей серии 4А:

Наиболее распространенным типом промышленных силовых установок являются асинхронные электродвигатели. Один из наиболее важных их параметров — мощность электродвигателя, которая в зависимости от модели может варьироваться в широких пределах. От мощности зависит тип энергосистемы, к которой двигатель можно подключить, а также тип и производительность оборудования, с которым он будет сопряжен. По этой причине, не зная мощность электродвигателя, использовать его практически невозможно.

Определение мощности электромотора по размерам сердечка статора

Если технического паспорта нет, можно произвести расчет мощности электродвигателя, исходя из размеров сердечника статора и частоты вращения. Для этого используется формула P 2H = C * D 1 2 / N 1 * 10 -6 кВт. Здесь:
С —постоянная мощность;
D — размер внутреннего диаметра сердечника статора в см;
l — длина статора в см;
N 1 — значение синхронной частоты вращения в об/мин.

Постоянная мощность зависит от частоты вращения и габаритов мотора. Она определяется по величине полюсного деления как зависимость мощности от количества полюсов и размеров полюсного деления τ, если U1 < 500В.

τ = πD 1 / 2р см.
2р здесь — количество полюсов в моторе.

Полученный по этой формуле результат необходимо округлить до наиболее подходящего значения в таблице. Это самый простой и доступный метод, по которому может быть осуществлен расчет мощности электродвигателя.

Подбор требуемой мощности электродвигателя

Правильно подобранная мощность электродвигателя позволяет получить оптимальные технико-экономические показатели электропривода по себестоимости, размерам, экономичности и прочим параметрам. При стабильной нагрузке на электродвигатель определить его мощность можно просто выбором по каталогу, исходя из соотношения Р н ≥ Р нагр. Здесь Р н — это мощность подбираемого двигателя, а Р нагр — предполагаемая мощность нагрузки.

Потребляемая мощность электромотора

Рисунок 1. Шильдик с параметрами на корпусе электродвигателя Работая с электромоторами, нужно знать, как по шильдику определяется потребляемая мощность электродвигателя. Значение мощности Р — это не электрическая мощность мотора, а механическая мощность на валу, обозначенная в кВт.

Чтобы найти потребляемую мощность, нужно обратить внимание на КПД и cosφ двигателя, указанные на шильдике. Причем КПД может быть обозначен как просто буквами КПД, так и буквой η, что и видно на шильдике. Сначала необходимо найти активную мощность, потребляемую двигателем от сети, по формуле Р а = Р / КПД.

Т. е. в нашем случае (рис. 1) потребляемая электродвигателем из сети активная мощность равна Р а = 0,75кВт/0,75 = 1 кВт. Теперь, чтобы найти полную потребляемую мощность, нужно воспользоваться формулой S = P a /cosφ = 1/0,78 = 1,28 кВт.

Коэффициент мощности электромотора

Коэффициент мощности электродвигателя, или cos φ — это соотношение активной и полной мощности двигателя. Определяется коэффициент мощности электродвигателя по формуле cosφ = P/S. Здесь:
Р — активная мощность в Вт;
S — полная мощность в ВА.

В большинстве случаев активная мощность имеет меньшее значение, чем полная, из-за чего коэффициент составляет меньше единицы. Только тогда, когда нагрузка будет исключительно активной, cosφ станет равен единице.

Чем ниже коэффициент мощности потребителя, тем более мощными должны быть трансформаторы, электрические станции, а также питающие линии электропередач. Кроме того, моторы с низким коэффициентом имеют меньший КПД и большие энергопотери.

Электрические двигатели уже давно стали включаться в состав различных мотор-редукторов. Они находят свое применение как в трёхступенчатых типа МЦ3У , так и в двухступенчатых типа МЦ2У . Электромоторы имеют практически 90%-ный коэффициент полезного действия, не требуют постоянного обслуживания. Немаловажным параметром является и исключительная экологичность электрического мотора, вредные выхлопы отсутствуют вовсе, что делает его незаменимым при установке внутри помещения. Словом, в настоящее время электромоторы признаны в 3, а то и в 4 раза эффективнее традиционных двигателей внутреннего сгорания.

Но иногда, в случае выхода из строя электродвигателя, покупатель узнает, что абсолютно никакой сопроводительной документации к нему не прилагается. Маркировочные шильды, если и сохранились, могут находиться в изношенном потертом состоянии, так, что ничего на них рассмотреть попросту бывает невозможно. Как же в таком случае можно определить мощность двигателя и число его оборотов? Здесь поэтапно будут приведены советы, которые помогут это сделать.

Следует иметь в виду, что под числом оборотов подразумевается так называемая асинхронная скорость. Синхронная скорость это скорость вращения магнитного поля. Асинхронная скорость несколько ниже синхронной из-за наличия массы у вращательного элемента, а также воздействия сил трения, которые могут значительно понизить КПД мотора. Впрочем, на практике эти различия практически никогда не имеет решающего значения.

Сейчас на рынке представлено 3 основные категории асинхронных электродвигателей. Первая категория каталога - моторы, работающие при 1000 оборотах. На практике это число составляет порядка 950-970 оборотов, но для наглядности все-таки округляют до тысячи. Вторая категория моторы, выдающие 1500 об/мин. Это также округлено, так как в действительности диапазон лежит в пределах 1430-1470. Третья 3000 оборотов в минуту. Хотя реально такой мотор выдает 2900-2970 вращений.

Способы определения характеристик электромотора.

Чтобы определить, к какой из этих групп относится двигатель, не нужно разбирать его, как это советуют некоторые специалисты, чтобы обеспечить себе заказ на работу. Дело в том, что разбор электродвигателя может осуществить только мастер достаточной квалификации. На самом же деле достаточно открыть защитную крышку (другое название подшипниковый щит) и найти катушку обмотки. Таких катушек может быть несколько, но достаточно одной. В случае если к валу прикреплены полумуфта или шкив, потребуется снять еще и нижний щит.

Если катушки соединены при помощи деталей, которые мешают рассмотреть информацию, эти детали ни в коем случае нельзя отсоединять. Нужно попробовать определить на глаз соотношение размера катушки и статора.

Статором называется неподвижная часть электромотора, подвижная же имеет название ротор. В зависимости от конструктивных особенностей, в качестве ротора может выступать как сама катушка, так и магниты.

Если катушка закрывает собой половину кольца статора, такой двигатель относится к третьей группе, то есть способен выдавать до 3000 оборотов. Если размер катушки составляет треть от размеров кольца, это мотор второго типа, соответственно, он способен развить 1500 оборотов в минуту. Наконец, если катушка только на четверть закрывает собой кольцо, это первый тип. Электромотор развивает мощность в 1000 оборотов.

Существует еще один способ определения частоты вращения вала роторной части. Для этого также нужно снять крышку и найти верхнюю часть обмотки. По расположению секций обмотки и определяется скорость. Обычно внешняя секция занимает 12 пазов. Если сосчитать общее количество пазов и разделить на 12, можно получить число полюсов. Если число полюсов равно 2, двигатель имеет скорость вращения около 3000 об/мин. Если полюсов получилось 4, это соответствует 1500 оборотам в минуту. Если 6, то 1000 об/мин. Если 8, то 700 оборотов.

Третий способ определения количества оборотов внимательно осмотреть бирку на самом двигателе. Цифра на маркировке в конце и соответствует числу полюсов. Например, для маркировки АИР160S6 последняя цифра 6 указывает, сколько полюсов использует катушка.

Проще же всего измерить число оборотов специальным прибором тахометром. Но в силу узкой специализации применения данный способ нельзя рассматривать как общедоступный. Таким образом, даже если не сохранилось никакой технической документации, существует как минимум 4 способа определить число оборотов электрического мотора.

Очень часто возникают ситуации, когда на имеющемся производственном оборудовании, изготовленном 20 - 30 лет назад, выходят из строя электродвигатели и для их замены нужно подобрать аналог. Вариантов поломки множество: это может быть выход из строя обмотки в результате нагрева при длительной перегрузке электродвигателя, а также естественного старения изоляции обмоточного провода; механический износ конца вала; полная поломка вала в результате резких ударных нагрузок или чрезмерной радиальной нагрузки; поломка лап станины; поломка лопастей осевого вентилятора или ребер на станине улучшающих теплоотдачу.

Так как основными приводными механизмами производственного оборудования являются трехфазные асинхронные двигатели, то мы и разберем именно тот случай, при котором нужно подобрать аналог асинхронному электродвигателю, вышедшему из строя.

Представим следующую ситуацию. Имеется группа из трех насосов, работающих на откачку воды из бака для слива оборотной воды. Вода применяется в цикле охлаждения технологического оборудования, простои которого не допустимы. На все насосы установлены электродвигатели отечественного производства серии АО2. Данная серия электродвигателей разработана в конце пятидесятых годов прошлого века и давно снята с производства.

Режим работы насосов таков. Один насос включен в работу постоянно, второй включается кратковременно в случае, если первый не справляется с возложенной на него задачей и происходит перелив воды в баке. Третий насос резервный.

За долгий период эксплуатации электродвигатели не раз разбирались для замены подшипников. При разборке на одном из двигателей был сломан осевой вентилятор и этот двигатель был поставлен в резерв. Другой двигатель демонтировался для замены обмотки и при его демонтаже была сломана лапа. Бывает и такое.

Что делать? Срочно собирали из двух поврежденных электродвигателей один рабочий. Теперь не остается резервного насоса. Необходимо срочно подобрать аналогичный электродвигатель, имеющий точно такие же или максимально приближенные технические характеристики и габаритные размеры.

Определение параметров существующего электродвигателя

Первым делом для подбора аналога требуется выяснить, что за двигатель установлен в настоящее время. Тип электродвигателя можно узнать, прочитав табличку, прикрепленную к станине электродвигателя. Там же можно рассмотреть, если табличка не закрашена многолетними слоями краски или не исцарапана отверткой, основные технические характеристики, такие как: номинальную мощность электродвигателя P ном, кВт (мощность передаваемую на вал P 2 , не путайте с мощностью P 1 и S - потребляемой из сети); номинальное питающее напряжение U ном; номинальный ток I ном, А; номинальное число оборотов вала n ном, об/мин; коэффициент полезного действия η; коэффициент мощности cos φ ; режим работы; конструктивное исполнение, IM; защитное исполнение, IP; массу, кг; год выпуска. Если все же табличка не читабельна, необходимо обратиться к проектно-конструкторской документации технологического оборудования. В ней есть все перечисленные данные.

В итоге выясняем, что тип установленного электродвигателя - АО2-81-4У3. Расшифруем обозначение типа электродвигателя АО2-81-4У3:
- АО2 - как уже говорилось, это серия электродвигателей. Данная серия была представлена 6-ю типоразмерами (габаритами), с 3-го по 9-й, со станиной закрытого исполнения и подшипниковыми щитами из чугуна;
- 8 - порядковый номер габарита;
- 1 - порядковый номер длины сердечника статора;
- 4 - число полюсов;
- У - климатическое исполнение;
- 3 - категория размещения.

Данный тип электродвигателя является трехфазным электродвигателем общего назначения, основного исполнения, и рассчитан на продолжительный режим работы (S1). При данном режиме работы электродвигатель развивает мощность на валу равную 40 кВт при 1455 об/мин. Потребляемый из сети номинальный ток равен 126 А, при напряжении питания 220 В и 73 А, при напряжении питания 380 В. Соответственно обмотка электродвигателя может быть собрана в треугольник, при напряжении питания 220 В, и в звезду при напряжении питания 380 В. Коэффициент полезного действия 91,5%, коэффициент мощности 0,91.

Конструктивное исполнение двигателя IM1001 (с одним цилиндрическим концом вала, установленный в горизонтальном положении на лапы). Степень защиты электродвигателя от внешних воздействий IP54.

Стоит отметить, что практически все электродвигатели, начиная с мощности 15 - 20 кВт, изготавливают с шестью выводными концами обмотки. Это дает возможность запуска электродвигателя большой мощности переключением со звезды на треугольник, а также подключения электродвигателя на одно из двух напряжений питающей сети.

Стандартные напряжения питающей сети, при классе напряжения до 1000 В - 220, 380 и 660 В. Поэтому когда вы подбираете электродвигатель с шестью выводными концами обмотки, обязательно обращайте внимание, на какие напряжения он рассчитан. Обычно это 220/380 В и 380/660 В.

Теперь нужно выяснить присоединительные размеры двигателя, а именно: высоту оси вращения вала; диаметр вала; расстояние между крепежными отверстиями расположенные на лапах станины; расстояние конца вала от передних крепежных отверстий (вылет вала), длину конца вала.

Размеры возможно определить непосредственно на электродвигателе с помощью измерительного инструмента, а также найти их в справочной литературе, что мы в данном случае и сделаем. Основные технические характеристики электродвигателей серии АО2 приведены в справочнике по электрическим машинам, 1988 года, составленный по редакцией И. П. Копылова.

На странице 304 в таблице 9.52 приведены габаритные, установочные и присоединительные размеры нашего двигателя.

В первой колонке находим обозначение габарита двигателя - 81. Далее, как в любой другой таблице, в выбранной строке находим интересующие нас размеры:
- высота оси вращения - h = 250 мм;
- диаметр конца вала - d = 60 мм;
- длина конца вала - l = 140 мм;
2C = 406 мм;
2C 2 = 311 мм;
- вылет конца вала - L 8 = 168 мм.

Рисунок 1. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии АО2

Итак, мы собрали все необходимые сведения для подбора аналогичного электродвигателя. Сейчас нужно определиться с производителем. В этом случае как говорится: - "На вкус и цвет товарищей нет". Мне, на основании личного опыта эксплуатации электродвигателей, нравятся электродвигатели ОАО "Ярославский электромашиностроительный завод". Заходим на сайт предприятия и скачиваем полный каталог продукции

Прежде всего, обращаем внимание на то, что электродвигатели, выпускаемые данным предприятием, изготавливаются в соответствии двум стандартам, это - DIN и ГОСТ. DIN (Deutsches Institut für Normung) - Немецкий национальный стандарт, который используется практически во всей Европе. ГОСТ - государственный стандарт бывшего СССР, а теперь межгосударственный России и стран СНГ. Смотрим электродвигатели обоих стандартов.

Начинать лучше с просмотра габаритных и присоединительных размеров. На странице 44 находим таблицу с размерами для электродвигателей по DIN в конструктивном исполнении IM1001.

В первую очередь нас интересуют размеры конца вала, то есть его диаметр и длина. Ищем значение d 1 = 60 мм и l 1 = 140 мм, для числа полюсов - 4. Находим соответствующие этим значениям типы электродвигателей RA225S и RA225M (рисунок 2) с высотой оси вращения вала h = 225 мм.

Высота оси вращения, при той же мощности, на всех современных электродвигателях, ниже, чем у изготавливаемых ранее. Связано это с использованием производителями более лучших, с технической точки зрения, электротехнических материалов. Поэтому они становятся более компактными и легкими.
Расшифруем обозначение типа электродвигателя, к примеру - RA225S4У3:
- RA - серия электродвигателей. Данная серия имеет 15 типоразмеров;
- 225 - высота оси вращения вала;
- S - установочный размер по длине станины (условная длина статора);
- 4 - число полюсов;
- У - климатическое исполнение;
- 3 - категория размещения.

Рисунок 2. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии RA, страница 44

Вылет вала у того и другого электродвигателя - l 31 = 149 мм; расстояние между крепежными отверстиями по ширине станины - b 10 = 356 мм. Расстояние между крепежными отверстиями по длине станины для электродвигателя RA225S - l 10 = 286 мм; для электродвигателя RA225M - l 10 = 311 мм. Из всех размеров совпал только один, это расстояние по длине станины между крепежными отверстиями для электродвигателя RA225M - l 10 = 311 мм. Но это не существенный аргумент, так как в любом случае при установке придется сверлить новые отверстия в постели, в связи с меньшим вылетом конца вала.

Проверим размеры электродвигателя следующего габарита RA250M (рисунок 2):
- высота оси вращения - h = 250 мм;
- диаметр конца вала - d 1 = 65 мм;
- длина конца вала - l 1 = 140 мм;
- расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями - b 10 = 406 мм;
- расстояние по длине станины между крепежными отверстиями - l 10 = 349 мм;
- вылет конца вала - l 31 = 168 мм.

Вывод. Для установки и подгонки на место электродвигателя RA225S и RA225M придется изготовить из листового металла переходную постель. Для установки электродвигателя RA250M нужно будет расточить отверстие полумуфты под диаметр вала 65 мм и шпоночный паз этого отверстия. В том и другом случае необходимо разметить и высверлить новые крепежные отверстия в существующей постели.

Переходим на страницу 45 - 46 с размерами электродвигателей по ГОСТ.

Точно также находим наиболее подходящие типы электродвигателей и выписываем для сравнения, интересующие нас размеры.

Электродвигатель А200L (рисунок 3) имеет следующие размеры:
- высота оси вращения - h = 200 мм;
- диаметр конца вала - d 1 = 60 мм;
- длина конца вала - l 1 = 140 мм;
- расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями - b 10 = 318 мм;
- расстояние по длине станины между крепежными отверстиями - l 10 = 305 мм;
- вылет конца вала - l 31 = 133 мм.

Рисунок 3. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии А, страница 45

Электродвигатель А225M (рисунок 3):
- высота оси вращения - h = 225 мм;
- диаметр конца вала - d 1 = 65 мм;
- длина конца вала - l 1 = 140 мм;
- расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями - b 10 = 356 мм;
- расстояние по длине станины между крепежными отверстиями - l 10 = 311 мм;
- вылет конца вала - l 31 = 149 мм.

Рисунок 4. Таблица габаритных, установочных и присоединительных размеров двигателей серии А, страница 46

Электродвигатель А250S (рисунок 4):
- высота оси вращения - h = 250 мм;
- диаметр конца вала - d 1 = 75 мм;
- длина конца вала - l 1 = 140 мм;
- расстояние по ширине станины между крепежными отверстиями - b 10 = 406 мм;
- расстояние по длине станины между крепежными отверстиями - l 10 = 311 мм;
- вылет конца вала - l 31 = 168 мм.

Для удобства сравнения полученные результаты сведем в таблицу.

Сравнивая полученные результаты, сделать сразу конкретный вывод о применении того или иного двигателя невозможно, поскольку все зависит от возможности его установки. Нужно принимать во внимание внешние габариты пространства, в котором он будет установлен, войдет он туда или нет. Возможно, ли просверлить новые крепежные отверстия в существующей постели. Получится ли расточить отверстие существующей полумуфты для ее дальнейшего использования или нужно изготовить новую, и так далее.

Если есть возможность изготовить новую постель, то лучше применить двигатель с меньшей высотой оси вращения вала, поскольку, устанавливая электродвигатель с равной высотой вращения, приходится переплачивать за лишнюю мощность. К примеру, стоимость электродвигателя A200L4, мощностью 45 кВт, ниже более чем в 1,5 раза, стоимости электродвигателя A250S4, мощностью 75 кВт.

В данном случае будем полагать, что никаких препятствий для установки двигателей у нас нет. Тогда наиболее подходящим для замены будет электродвигатель RA225M4. Посмотрим его энергетические характеристики. Для этого перейдем на страницу 16. Находим строку с этим типом электродвигателя и видим:
- тип двигателя - RA225M4;
- номинальная частота вращения, n - 1465 об/мин;
- номинальная мощность, P ном - 45 кВт;
- коэффициент полезного действия, η - 92,5%;
- коэффициент мощности, cos φ - 0,87
- номинальный ток при напряжении 380 В, I ном - 86 А.

Не пугайтесь этих цифр, ведь в таблице указана мощность при номинальном режиме работы двигателя, то есть при его 100% загрузке. А так как нагружен наш новый двигатель будет на -

то и потребляемый в номинальном режиме ток составит:

Возможно, вам даже не придется перенастраивать аппараты защиты электродвигателя.

Что касается климатического исполнения и категории размещения то их нужно принять точно такие, как и у вышедшего из строя двигателя (У3). Тогда тип электродвигателя будет выглядеть так RA225M4У3.

Чаще всего мощность двигателя обозначена в техническом паспорте к устройству и продублирована на корпусе, где есть специальная наклейка или планка с основными техническими параметрами.

Однако нередко случается, что данные на корпусе являются не читаемыми, а технический паспорт давно утерян.

Как же в таком случае выяснить параметры мощности электромотора?

Определение по счетчику:

При отсутствии маркировки на корпусе электромотора можно вычислить его мощность несколькими способами. Самым простым методом является вычисление по счетчику электричества: потребуется отсоединить от этого прибора все прочие устройства, подключить электродвигатель и запустить его под нагрузкой на 5-7 минут. Большинство современных счетчиков выдает показатель нагрузки в киловаттах, и полученный показатель и будет исковым результатом.

Вычисление по таблицам:

Другим способом определения мощности мотора является расчет по данным из таблиц. Для этого понадобится измерить диаметр вала, длину мотора без учета выступающей части вала, а также расстояние до оси. По этим параметрам можно выяснить, к какой серии относится данный мотор, и найти его технические характеристики, в том числе мощность. В сети можно отыскать технические таблицы по двигателям постоянного и переменного тока, где по найденному значению легко отыскать тип устройства и его мощность.

Вычисление по габаритам:

По данному способу необходимо провести следующие действия:

• Измерить диаметр сердечника в статоре по внутренней части, а также длину с учетом отверстий вентиляции. Значение выражается в сантиметрах.
• Вычислить частоту сети, к которой подключен электродвигатель, и синхронную частоту валового вращения.
• Узнать показатель полюсного деления: для этой цели диаметр сердечника умножается на синхронную частоту вращения вала, а найденное значение умножается на 3,14 и делится на частоту сети, умноженное на 120.

Формула вычисления постоянного полюсного значения:

• Найти число полюсов, перемножив частоту тока на 60 и разделив на частоту валового вращения.
• Найденное число умножить на 2, после чего обратиться к таблице по определению зависимости константы от числа полюсов и выявить соответствующий показатель.
• Найденную постоянную величину умножают на квадрат от диаметра сердечника, длину и частоту вращения вала, после чего результат умножается по нижеприведенной формуле:

Найденное значение выражается в кВт.

Вычисление мощности, выдаваемой электродвигателем.

Для вычисления реального показателя мощности, с которой работает электродвигатель, необходимо найти скорость валового вращения, выражаемую в числе оборотов за секунду, тяговое усилие мотора. Частота вращения умножается последовательно на 6,28, показатель силы и радиус вала, который можно вычислить при помощи штангенциркуля. Найденное значение мощности выражается в ваттах.

Определяем потребляемый ток:

Для тех, кому надо знать не только мощность, но и объем потребляемого тока, также есть несколько способов получения таких данных. Для каждого из них важным критерием в процессе определения является количество фаз.
Если у вас однофазная сеть, разделите показатель мощности на значение напряжения.
Если двигатель 3-фазный, схема подсчета еще проще: удвойте значение мощности - это и будет показатель в Амперах.

Как вы убедились, узнать мощность двигателя и потребляемый ток, даже если эти данные утеряны, достаточно просто. Выбирайте самый простой для вас способ решения проблемы и пусть ваша техника всегда работает исправно и имеет высокий КПД!