Как увеличить мощность электродвигателя
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Как увеличить мощность электродвигателя

Способы увеличения мощности электродвигателя

Бывает, что мощности электродвигателя недостаточно для обеспечения запуска и работы какого-либо устройства. Как увеличить мощность электродвигателя? Прежде всего, следует знать причину: почему не хватает мощности – а она кроется в параметрах тока, протекающего по обмоткам агрегата. Следовательно, нужно увеличить его значение, либо включив двигатель в сеть большей частоты (если это устройство переменного тока), либо внеся некоторые конструктивные изменения (при включении в бытовую сеть). Ниже мы рассмотрим последний случай.

Как повысить мощность электродвигателя в домашних условиях

Итак, для проведения работ вам следует «вооружиться»:

  • набором проводов разного сечения;
  • тестером;
  • частотным преобразователем;
  • источником тока с изменяемой ЭДС.

Сначала необходимо подключить электродвигатель к имеющемуся у вас источнику тока и изменяемой ЭДС и увеличить ее значение. Напряжение в обмотках должно увеличиваться соответственно и поравняться со значением ЭДС (если не принимать во внимание потери в подводящих проводниках, но они незначительны).

Для расчета увеличения мощности двигателя определите значение увеличения напряжения и возведите эту цифру в квадрат. Например, если напряжение на обмотках выросло в два раза (со 110В до 220В), мощность двигателя увеличилась в четыре раза.

Иногда самый рациональный способ повысить мощность электродвигателя – перемотать обмотку. Во многих моделях это медный проводник. Вам следует взять провод из того же материала и той же длины, но большего сечения. Мощность двигателя (и ток в проводе) увеличатся во столько же раз, во сколько снизится сопротивление обмотки. Следите за тем, чтобы напряжение на обмотках оставалось неизменным.

Расчет в этом случае тоже достаточно прост. Разделите большую цифру сечения провода на меньшую. Если провод сечением 0.5 мм заменен проводом сечением 0.75 мм, показатель мощности вырастает в 1.5 раза.

Если вы включаете асинхронный трехфазный двигатель в однофазную бытовую сеть, на первую обмотку подается фаза, на второй фаза сдвигается конденсатором, на третьей сдвиг фаз отсутствует. Именно последняя обмотка создает момент вращения в противоположном направлении (тормозящий момент). Увеличить полезную мощность двигателя в этом случае можно путем отключения третьей обмотки. Это приведет к исчезновению тормозящего момента, генерируемого при работе всех обмоток, и, соответственно, повышению мощности. Данный метод удобен в том случае, когда одна обмотка у двигателя уже сгорела – двух оставшихся вам вполне хватит для подключения и обеспечения работы агрегата.

Еще лучшего результата вы достигнете, поменяв местами выводы третьей обмотки и создав таким образом момент вращения в правильном направлении. В этом случае двигатель «выдаст» более 50% мощности от номинала. Эту обмотку рекомендуется подключать через конденсатор с правильно подобранной емкостью.

У асинхронного двигателя переменного тока мощность можно увеличить, присоединив к нему частотный преобразователь, который повысит частоту переменного тока в обмотках. Значение мощности в этом случае фиксируется с помощью тестера, поставленного на режим ваттметра. Существует два вида преобразователей частоты, отличающиеся принципом работы и устройством:

  • Приборы с непосредственной связью (выпрямители). Они не подходят для мощного оборудования, но с небольшим двигателем, использующимся в быту, способны «справиться». С помощью такого устройства осуществляется подключение обмотки к сети. Выходное напряжение, образованное им, имеет частоту от 0 до 30 Гц. При этом управлять скоростью вращения привода можно только в ограниченном диапазоне.
  • Приборы с промежуточным звеном постоянного тока. Они производят двухступенчатое преобразование энергии – выпрямление входного напряжения, его фильтрацию и сглаживание и последующую трансформацию в напряжение с требуемой частотой и амплитудой при помощи инвертора. В процессе преобразования КПД оборудования может быть несколько снижен. Благодаря возможности обеспечивать плавную регулировку оборотов и выдавать на выходе напряжение с достаточно высокой частотой, преобразователи данного типа более востребованы и широко применяются в быту и на производстве.

Произведя необходимые расчеты и выбрав наиболее эффективный в вашем случае способ, вы сможете заставить двигатель работать с нужной вам мощностью. Не забывайте о мерах предосторожности.

Увеличение оборотов электродвигателя

Увеличение оборотов электродвигателя также ведет к повышению его мощности. При выборе способа увеличения оборотов учитывайте тип агрегата, особенности модели и область ее применения.

Для повышения частоты вращения коллекторного двигателя следует или уменьшить нагрузку на вал, или увеличить напряжение питания. Обратите внимание на следующие нюансы:

  • Мощность двигателя должна держаться в рамках номинала.
  • Работа коллекторного двигателя с последовательным возбуждением без нагрузки, если не снижено питание, чревата его выходом из строя, так как он может разогнаться до слишком большой скорости.
  • Увеличение оборотов с помощью шунтирования обмотки возбуждения часто приводит к сильному перегреву мотора.

Вышеуказанный способ подходит и для электродвигателей с электронным управлением обмотками (в них используется обратная связь), поскольку их свойства очень схожи с коллекторными моделями (главное различие – невозможность осуществления реверса путем переполюсовки). Все перечисленные ограничения должны соблюдаться при работе с двигателями данного типа.

В асинхронном двигателе, подключаемом непосредственно к сети, частоту вращения регулируют, изменяя напряжение питания. Этот способ не слишком эффективен, поскольку коэффициент полезного действия сильно меняется из-за нелинейного характера зависимости скорости от напряжения. К синхронному двигателю данный метод применять нельзя.

Трехфазный инвертор позволяет регулировать обороты электродвигателей обоих типов (синхронного и асинхронного). Прибор должен обеспечивать уменьшение напряжения при снижении частоты.

Зная, как сделать мощнее электродвигатель, вы сможете заставить оборудование, к которому он подключен, работать с гораздо большей эффективностью и КПД. Естественно, перед началом работ следует четко представлять себе номинальную мощность двигателя. Данные можно найти в паспорте или на табличке, прикрепленной к корпусу агрегата. Если они отсутствуют (или не читаемы), воспользуйтесь одним из способов определения мощности, описанных в предыдущих статьях.

Работая с электродвигателем, соблюдайте правила техники безопасности. Не допускайте его перегрева и следите, чтобы он эксплуатировался в подходящих условиях. При поломке агрегата или первых признаках неисправности проведите технический осмотр и устраните неполадки. Если проблема слишком серьезная, и вы не можете справиться с ней самостоятельно, обратитесь к специалисту. Срок службы двигателя зависит от множества факторов, но в ваших силах свести к минимуму возможность поломки и сделать так, чтобы устройство работало долго и эффективно.

Повышаем мощность двигателя 3 фазный на 1 фазе

При обычном подключении трехфазного асинхронного двигателя на одну фазу мощность двигателя и его крутящий момент значительно снижается, удается получить около 30% от номинальной мощности. Ниже мы рассмотрим причины снижения мощности и схемы включения двигателя, повышающие мощность и крутящий момент.

Для нормальной работы асинхронного трехфазного двигателя требуется подавать на каждую обмотку напряжение, сдвинутое по фазе относительно напряжения на других обмотках, так как фазы три то оно сдвигается на 120 0 . При обычном подключении трехфазного двигателя к однофазной сети , на одну обмотку подается фаза, на другую фаза сдвигается конденсатором, а третья обмотка подключается без сдвига фаз. Так вот третья обмотка создает момент вращения в противоположном направлении. Поэтому лучших результатов можно добиться, отключив одну обмотку. Так двигатель будет работать аналогично однофазному двигателю. Кстати у трехфазных двигателей часто сгорает одна обмотка, а две остаются целыми, такой двигатель можно здесь применить.

Подключаем только две обмотки

Меняем местами выводы одной обмотки

Подключаем эту обмотку через конденсатор

Еще лучших результатов можно добиться, если выводы третье обмотки поменять местами, так третья обмотка будет помогать создавая момент вращения в правильном направлении. Так можно получить больше 50% мощности от номинала. Эту обмотку двигателя желательно также подключить через конденсатор. Конденсаторы должны быть одинаковой емкости. Для того чтобы узнать правильно ли подобраны конденсаторы мерим напряжение на каждой обмотке, оно должно быть приблизительно равно. Подробнее о подборе конденсатора для подключения трехфазного асинхронного двигателя.

Здесь две обмотки подключены в противофазно на напряжение 220В

Ну, а 100% мощности от асинхронного двигателя можно получить используя частотный преобразователь, частотный преобразователь может работать на одной фазе выдавая три.

Комментарии и отзывы

Повышаем мощность двигателя 3 фазный на 1 фазе : 34 комментария

Такой способ повышения мощности эл.двигателя не годится.Двигатель нужно подключить в треугольник если у него три конца то придется разобрать двигатель и вывести ещё три

Да придется разбирать двигатель и перепаивать концы. При необходимости можно и разобрать, если знаешь что делаешь

двигатель разобрать не такуж и долго а если понимаешь что делать то можно и распаять и заодно подшипники смазать)))

Согласен наработка полезная не требует особых затрат и простая в
исполнении.

Обычно я считаю 6.6 mf на 100 ватт движка. И подключаю в треугольник.
А как посчитать емкость , если использовать схему включения в звезду, но с переключением одной из обмоток , когда используется два конденсатора одинаковой емкости. Повысится ли мощность, ведь в звезду движок на 380, а в треугольник на 220.

Михаил, ка подбирать конденсатор есть статья, оба конденсатора одинаковой емкости.
Здесь разницы нет подключать в звезду или треугольник В обоих случаях будет напряжение 220. Посмотри на схему там ноль подключается к средней точке. Поэтому на обмотку будет подано 220В, при подключении в треугольник также на обмотку будет приходится 220В

Добрый день.Подскажите как можно узнать какое подключение обмоток у двигателя “звезда” или “треугольник”?? С него выходит три провода, а как в нём подключение неизвестно?? Хочу его запустить, а какой конденсатор ставить не знаю??

Скорее всего этот двигатель соединен в звезду. Конденсатор зависит от мощности, в статьях формула есть.

Доброго времени….
Подскажите – Трехфазный двигактель 1,5 кВт., подключен треугольником, два кондера по 100 mf – пуск 200mf, в работу остаётся 100mf, двигатель (под нагрузкой) не запускается. Что делать? Увеличить пуск до 250mf, а в работе так и оставить 100mf?

Джек, попробуй рабочий конденсатор увеличить до 150mf, а пусковой до 300mf

Увеличеть то можно, а двигатель не сгорит?

Не должен, эти емкости рассчитаны в соответствии с формулой

2 admin – Спасибо огромное. Всё получилось! А, я уже думал двигатель на метал сдать!
admin – ГОЛОВА!
Советую Всем, прислушиваться к его советам (сори за тафтологию :).

Подскажите кто сможет -Электродвигатель, кВт/В 0,75 ¸1,5/380- (скопировано с руководства станка ТВ7) имеется в виду двигатель выдает такую мощностьв зависимости от выбранной передачи, или могут устанавливатся моторы в этом диапазоне.
И второй вопрос- может ли мотор к примеру 1,5 кВт на 220 заменить 1,5 на 380 или может быть если на 220 то нужен 2кВт это как пример.

Жека, надо смотреть на шильдике двигателя. Мощность двигателя не зависит от передачи. В руководстве могут указывать диапазон мощностей с которыми устанавливают двигателя.
Главное чтобы двигатель по размерам, по креплению, по валу подошел.

Спасибо за ответ.
Хотелось бы прояснить второй вопрос:
мотор 1,5кВт 380В= 1,5кВт 220В или это будет где то вот так= 2кВт 220В
и в чев могут быть отличия равных по мощности моторах, в размерах из за разной обмотки и т.д.?

Отличие в токе 380Вольт*(умножить на)4Ампера=1,5кВт и 220Вольт*(умножить на)7Ампер =1,5кВт

Спасибо за ответы1

Как схему на рис.3 включить в реверс. Спасибо!

Сергей, надо другую обмотку (I) подключить через конденсатор, а II напрямую

А обмотка (III) так и остаеться?, полярность менять не нужно ?? Если её подключение оставить как и есть не будет ли она наоборот “мешать ” вращениию ротора!

Да, III обмотка пусть так остается, “мешать” не будет. Это как для реверса на трех фазах, меняется подключение двух обмоток а третья остается как есть.

Спасибо за ответ! Через пару деньков попробую отпишусь!

Здравствуйте всем!
Вопрос 1: эл.двигатель , 3-фазный, 2800 об/мин, ток 1,4 А, обмотки “звезда”, 220В, предусмотрено подключение через понижающий трансформатор 380/220 В. Как подключить к однофазной сети? Как подключить к двум фазам?(имеется такое).
Вопрос 2: как подключить 3-фазный эл.двигатель – обмотки в “треугольник”, 1500 об/мин, 1,1 Квт, к двум фазам?
Заранее благодарю!

При подключении по схеме 3,с двумя конденсаторами,плюс пусковой параллельно С1,двигатель не запускается.почему. а при подключении без второго конденсатора все нормально запускается.и второй вопрос-где будет больше остаточная мощность,при подключении по этим двум схемам с обратной обмоткой,или при треугольник с конденсатором. спасибо.

здравствуйте все.подскажите пожалуйста-При подключении по схеме 3,с двумя конденсаторами,плюс пусковой
параллельно С1,двигатель не запускается.почему. а при подключении без
второго конденсатора все нормально запускается.и второй вопрос-где
будет больше остаточная мощность,при подключении по этим двум схемам с
обратной обмоткой,или при треугольник с конденсатором. спасибо

На этих схемах “в звезду” ноль сетевого напряжения подключены к средней точке поэтому здесь потери мощности буду такие же как и в треугольник. Но за счет отключения одной обмотки мощность должна повысится.

спасибо за ответ.а можно как то на холостом ходу двигателя увидеть изменение мощности между треугольником и звездой с отключенной обмоткой,по току,или так не получится сравнить?

Читать еще:  Оптимальные обороты для переключения передач

На холостом ходу смысла нет. Надо нагрузить двигатель и посмотреть при какой схеме он себя лучше чувствует, греется или нет, что со скоростью и тд

Нагружал двигатель при помощи доски, эл.двиг. пробовал с различными схемами включения, на движке должен стоять шкив, включаешь и доской жмешь на шкив, если память не изменяет самая малая мощность при обычном вкл. звездой с конденсатором, потом треугольник, а когда одну обмотку отключил то офигел, реальный прирост мощности, короче разобрал, вывел 6 концов и остановился на третей схеме, в простом варианте просто отсоединить одну обмотку и все, только вот непонятно зачем тогда везде рисуют с третей обмоткой?

Нужна консультация. Попался мне движок. 3квт/1425об.мин.При проверке обнаружил, что одна из фазных обмоток замкнута на корпус. После разборки движка стало визуально видно, что сгорела одна из катушек в фазной обмотке. Так как я собираюсь эксплуатировать движок в однофазнох сети, то возникла мысль удалить эту сгоревшую катушку. Что я и сделал. Удалил, теперь на статоре остались свободными два паза, а вывод на клеммную колодку я сделал с предидущей катушки. Запустил его по схеме “звезда”, подав напругу на неповреждённые обмотки, а кондёр подключил к этой, проблемной, обмотке. Двигатель заработал нормально, но кто мне объяснит, много ли я потерял в мощности? И как поведёт себя этот движок если включить его в “треугольник”? Повторюсь: я удалил е всю обмотку одной из фаз, а лишь одну её секцию. И эксплуатировать буду только однофазной сети.

Владимир, Ни разу так не делал, я бы не стал так заморачиваться просто одну обмотку подключил бы на прямую, вторую через кондер, а сгоревшую отключил бы. Кстати это хороший способ продлить жизнь двигателю. Двигатель работает и ладно.

Здравствуйте. Вопрос, двигатель от стиралки, однофазный 180вт, 1350об, конд.7мкф. Неисправность, ток ХХ-3.2А, после 1 (одной) мин. работы почувствовал что он греется. Вялый разбек и обороты кажется не полные. Отключил, разобрал, а ротор горяченный рукой еле держиш, а статор и ротор просто теплые. Из за чего это может быть?

FAQ по электродвигателям

1. Какие электродвигатели применяются чаще всего?

Наиболее распространены асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Они имеют сравнительно простую конструкцию и относительно недороги.

Для работы асинхронного двигателя требуется трехфазное напряжение, создающее на обмотках статора вращающееся магнитное поле. Это поле приводит в движение ротор двигателя, который передает крутящий момент на нагрузку, например, на пропеллер вентилятора или редуктор конвейера. Изменяя конфигурацию обмоток статора, можно менять основные характеристики привода – частоту оборотов и мощность на валу. В случае работы асинхронного электродвигателя в однофазной сети применяют фазосдвигающие и пусковые конденсаторы.

Также в настоящее время находят применение двигатели постоянного тока. Данные приводы имеют щетки, подверженные износу и искрению. Кроме того, необходима обмотка подмагничивания (возбуждения), на которую подается постоянное напряжение. Несмотря на эти недостатки, электродвигатели постоянного тока используются там, где необходимо быстрое изменение скорости вращения и контроль момента, а также при мощностях более 100 кВт.

В быту также применяют коллекторные (щеточные) электродвигатели переменного тока, которые имеют низкую надежность по сравнению с асинхронными.

2. Какие способы управления электродвигателями используются на практике?

Управление электродвигателем подразумевает возможность изменения его скорости и мощности. Так, если на асинхронный двигатель подать напряжение заданной величины и частоты, он будет вращаться с номинальной скоростью и сможет обеспечить мощность на валу не более номинала. Если же нужно понизить или повысить скорость электродвигателя, используют преобразователи частоты. ПЧ может обеспечить нужный режим разгона и торможения, а также позволит оперативно управлять частотой работы.

Для обеспечения требуемого разгона и торможения без изменения рабочей частоты применяют устройство плавного пуска (УПП). Если нужно управлять только разгоном двигателя, используют схему включения «звезда-треугольник».

Для запуска двигателей без ПЧ и УПП широко применяются контакторы, которые позволяют дистанционно управлять пуском, остановом и реверсом.

3. Как прозвонить электродвигатель и определить его сопротивление?

Асинхронный электродвигатель, как правило, имеет три обмотки. У каждой обмотки есть по два вывода, которые должны быть обозначены в клеммной коробке двигателя. Если выводы обмоток известны, то можно легко прозвонить каждую из них и сравнить величину сопротивления с остальными обмотками. Если величины сопротивлений отличаются не более, чем на 1%, то скорее всего, обмотки исправны.

Сопротивление обмоток электродвигателя измеряется с помощью омметра, как и сопротивление обмоток трансформатора. Чем больше мощность двигателя, тем меньше сопротивление его обмоток, и наоборот.

4. Как определить мощность электродвигателя?

Проще всего определить номинальную мощность электродвигателя по шильдику. На нем указана механическая мощность (мощность на валу), значение которой всегда меньше потребляемой мощности за счет потерь на трение и нагрев. Однако, если шильдик на корпусе двигателя отсутствует, можно очень приблизительно оценить характеристики привода по его габаритам. При одинаковой мощности двигатель с бо́льшим диаметром вала будет иметь более высокую мощность на валу и меньшую частоту оборотов.

Также мощность можно определить по нагрузке и по настройкам защитных устройств, через которые питается двигатель (мотор-автомат, тепловое реле).

Еще один способ – включаем двигатель на номинальную мощность, обеспечив нужную нагрузку на валу. После этого измеряем токоизмерительными клещами ток, который должен быть одинаков по всем обмоткам. Для приблизительной оценки мощности асинхронного двигателя, подключенного по схеме «звезда», нужно разделить номинальный измеренный ток на 2.

5. Как увеличить или уменьшить обороты электродвигателя?

Управление скоростью вращения двигателя необходимо в трех режимах работы – при разгоне, торможении, и в рабочем режиме.

Наиболее универсальный способ управления оборотами — использование частотного преобразователя. Настройками ПЧ можно добиться любой частоты вращения в пределах технической возможности. При этом можно управлять и другими параметрами электродвигателя, а также следить за его состоянием во время работы. Частоту можно менять и плавно, и ступенчато.

Управление оборотами двигателя в режиме разгона и торможения возможно при использовании УПП. Это устройство позволяет значительно снизить пусковой ток за счет плавного разгона с медленным увеличением оборотов.

6. Как рассчитать ток и мощность электродвигателя?

Бывает так, что известен ток асинхронного двигателя (по измерениям в номинальном режиме или по шильдику), но неизвестна его мощность. Как в таком случае рассчитать мощность? Обычно используют следующую формулу:

Р = I (1,73·U·cosφ·η)

где:
Р – номинальная полезная мощность на валу двигателя в Вт (указывается на шильдике),
I – ток двигателя, А,
U – напряжение питания обмоток (380 В при подключении в «звезду», 220 В при подключении в «треугольник»),
cosφ, η – коэффициенты мощности и полезного действия для учета потерь (обычно 0,7…0,8).

Для расчета тока по известной мощности пользуются обратной формулой:

I = P/(1,73·U·cosφ·η)

Для двигателей мощностью 1,5 кВт и более, обмотки которых подключены в «звезду» (это подключение используется чаще всего), существует простое эмпирическое правило – чтобы приблизительно оценить ток двигателя, нужно умножить его мощность на 2.

7. Как увеличить мощность электродвигателя?

Номинальная мощность на валу, которая указывается на шильдике двигателя, обычно ограничивается допустимым током, а значит – нагревом корпуса привода. Поэтому при увеличении мощности необходимо предпринять дополнительные меры по охлаждению электродвигателя, установив отдельный вентилятор.

При использовании преобразователя частоты для повышения мощности можно изменить несущую частоту ШИМ, однако следует избегать перегрева ПЧ. Мощность также можно увеличить с помощью редуктора или ременной передачи, пожертвовав количеством оборотов, если это допустимо.

Если приведенные советы неприменимы – придётся менять двигатель на более мощный.

8. Каковы потери мощности при подключении трехфазного двигателя к однофазной сети (380 на 220)?

При таком подключении используются пусковой и рабочий фазосдвигающие конденсаторы. Номинальную мощность на валу в данном случае получить не удастся, и потери мощности составят 20-30% от номинала. Это происходит из-за невозможности обеспечить отсутствие перекоса по фазам при изменении нагрузки.

9. Какие исполнения двигателей бывают?

В зависимости от исполнения электродвигатели классифицируются по способу монтажа, классу защиты, климатическому исполнению. Существует два основных способа монтажа асинхронных электродвигателей – на лапах и через фланец. Оба варианта исполнения в различных комбинациях показаны в таблице ниже.

Виды климатического исполнения предполагают использование двигателя в определенных климатических зонах: умеренный климат (У), холодный климат (ХЛ), умеренно-холодный климат (УХЛ), тропический климат (Т), общеклиматическое исполнение (О), общеклиматическое морское исполнение (ОМ), всеклиматическое исполнение (В). Также различают категории размещения (на открытом воздухе, под навесом или в помещении и т.д.).

Класс защиты обозначает характер защиты двигателя от попадания пыли и влаги. Наиболее часто встречаются приводы с классами IP55 и IP55.

10. Зачем электродвигателю тормоз?

В некоторых устройствах (лифтах, электроталях, лебедках) при остановке двигателя необходимо зафиксировать его вал в неподвижном состоянии. Для этого применяют электромагнитный механический тормоз, который входит в конструкцию двигателя и располагается в его задней части. Управление тормозом осуществляется с помощью частотного преобразователя или схемы на контакторах.

11. Как двигатель обозначается на электрических схемах?

Электродвигатель обозначается на схемах с помощью буквы «М», вписанной в круг. Также на схемах могут быть указаны порядковый номер двигателя, количество фаз (1 или 3), род тока (переменный или постоянный), способ включения обмоток ( «звезда» или «треугольник»), мощность. Примеры обозначений показаны ниже.

12. Почему греется электродвигатель?

Двигатель может нагреваться по одной из следующих причин:

  • износ подшипников и повышенное механическое трение
  • увеличение нагрузки на валу
  • перекос напряжения питания
  • пропадание фазы
  • замыкание в обмотке
  • проблема с обдувом (охлаждением)

Нагрев двигателя резко снижает его ресурс и КПД, а также может приводить к поломке привода.

13. Типичные неисправности электродвигателей

Выделяют два вида неисправностей электродвигателей: электрические и механические.

К электрическим относятся неисправности, связанные с обмоткой:

  • межвитковое замыкание
  • замыкание обмотки на корпус
  • обрыв обмотки

Для устранения этих неисправностей требуется перемотка двигателя.

  • износ и трение в подшипниках
  • проворачивание ротора на валу
  • повреждение корпуса двигателя
  • проворачивание или повреждение крыльчатки обдува

Замена подшипников должна производиться регулярно с учетом их износа и срока службы. Крыльчатка также меняется в случае повреждения. Остальные неисправности устранению практически не подлежат, и единственный выход — замена двигателя.

Если у вас есть вопросы, ответы на которые вы не нашли в данной статье, напишите нам. Будем рады помочь!

Как повысить эффективность электродвигателя

Большинство насосов приводятся в действие с помощью асинхронных электродвигателей, это означает, что двигатели вносят вклад в общую эффективность насосной системы.

Данная статья посвящена исследованию ключевых аспектов эффективности электродвигателя, которые находятся под контролем пользователя. 2/3 всей вырабатываемой электроэнергии, потребляются электродвигателями, которые используются в различном оборудовании на промышленных площадках всего мира.

Электродвигатели развиваются на протяжении последних 150 лет. Не смотря на то, что существует большой выбор из различных конструкций двигателей (например синхронные, асинхронные или постоянного тока), наиболее используемым в промышленности на сегодняшний день является асинхронный электродвигатель переменного тока, т.к. является более надежным. Также асинхронный электродвигатель предпочтительнее при использовании частотного преобразователя. Достаточно высокая эффективность в сочетании с простотой изготовления, высокой надежностью и низкой ценой делает его самым широко-применяемым типом двигателя по всему миру.


Рисунок 1: Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором

На рисунке 1 показана обычная компоновка асинхронного электродвигателя с тремя обмотками статора, которые расположены вокруг сердечника. Обмотка ротора состоит из медных или алюминиевых стержней, торцы которых накоротко замкнуты кольцами. Кольца изолированы от ротора. В подшипниковом узле, как правило, используются шарикоподшипники с консистентной смазкой, за исключением очень больших двигателей. Смазка масляным туманом может значительно увеличить срок службы подшипников. Во всех асинхронных электродвигателях используется трехфазный ток, за исключением самых маленьких промышленных процессов (ниже 2 л.с.). Для запуска фазных двигателей необходимы другие средства, такие как щетки или конденсаторный пуск (использование конденсатора во время пуска).

Проблема эффективности двигателя

При использовании электродвигателя в качестве привода насоса потери энергии и падение давления в результате неэффективности насоса обычно гораздо больше, чем потери энергии связанные с неэффективностью электродвигателя, но они не являются незначительными. Оптимизация эффективности электродвигателя насоса может обеспечить реальную экономию стоимости рабочего цикла на протяжении всего срока службы насоса/электродвигателя. Ключевыми факторами, которые влияют на эффективность асинхронного двигателя являются:

  • относительная нагрузка двигателя (негабаритные двигатели находящиеся под нагрузкой)
  • скорость вращения (число полюсов)
  • размер двигателя (номинальная мощность)
  • класс двигателя: обычный КПД в сравнении с энергоэффективностью в с равнении с высоким КПД

Эффективность электродвигателя при частичной загрузке

Как показано на рисунке 2, эффективность асинхронного электродвигателя изменяется вместе с
относительной нагрузкой на электродвигатель по сравнению с номинальной характеристикой. Вплоть до нагрузки в 50% эффективность большинства электродвигателей остается линейной и для некоторых электродвигателей достигает пика у отметки 75%. Электродвигатели могут работать при нагрузке меньше 50% только в течение короткого промежутка времени и не могут эксплуатироваться при нагрузках меньше 20% от номинальных. Таким образом, когда отрегулированные рабочие колеса или насосы возвращаются к своим кривым “напор-подача”, необходимо оценить воздействие относительной нагрузки на электродвигатель.

Рисунок 2: Эффективность электродвигателя для 100-сильных моторов – Обычные кривые характеристик при нормальном диапазоне нагрузок электродвигателя

Читать еще:  Ремонт подогревателя эберспехер своими руками

На рисунке 2 также показано влияние скорости вращения на максимально-достижимую эффективность. 4-х полюсный электродвигатель при номинальных 1800 об/мин выходит на самый высокий КДП, а 2-х полюсный при номинальных 3600 об/мин дает низкую эффективность. Таким образом, хотя насосы с номинальной частотой вращения 3600 об/мин могут быть более эффективными (и иметь низкую закупочную стоимость), чем насосы со скоростью вращения 1800 об/мин, электродвигатели последних могут быть более эффективными, плюс эти насосы, как правило, имеют более низкий NPSHR и энергию всасывания, не говоря уже о более длительном сроке службы. Также следует отметить, что номинальная мощность электродвигателя влияет на его эффективность, большие электродвигатели имеют большую эффективность, чем малые.

Скорость вращения асинхронного электродвигателя

Синхронная скорость вращения асинхронного электродвигателя рассчитывается по следующей формуле:
n = 120*f/p
где:
n = скорость вращения в об/мин
f = частота питающей сети (Гц)
p = количество полюсов (min = 2)

Для регулирования частоты вращения электродвигателя без использования внешних механических устройств необходимо регулировать напряжение и частоту подаваемого тока. Некоторые электродвигатели могут быть изготовлены с несколькими обмотками (количество полюсов) для достижения двух или более различных скоростей вращения.

Асинхронные электродвигатели вращаются со скоростью, которая меньше скорости вращения магнитного поля (на 1-3% при полной нагрузке). Разница между фактической и синхронной частотой вращения называется скольжением. Для новых более энергоэффективных электродвигателей скольжение имеет тенденцию уменьшаться в отличие от старых электродвигателей с обычным КПД. Это означает, что при заданной нагрузке энергоэффективные электродвигатели работают немного быстрее.

Рисунок 3. Эффективность при полной и частичной загрузке двигателя с низким и высоким КПД

Электродвигатели с высоким КПД

На рисунке 3 изображен пример возможного повышения эффективности, когда старый электродвигатель с обычной эффективностью заменяется новым, имеющим более высокий КПД. Как упоминалось ранее, электродвигатели с высоким КПД работают с меньшим скольжением, что дает некоторое увеличение скорости вращения, а следовательно напор насоса и производительность становятся несколько больше.

Однако, использование электродвигателей с высоким КПД в некоторых (с изменением подачи) процессах будет не оправданно, из-за большей скорости вращения (и напора насоса), до тех пор пока существующие электродвигатели по-прежнему слабо загружены (работающие с низким КПД). Т.к. входная мощность на валу насоса пропорциональна скорости в кубе, простая замена старого электродвигателя новым с высоким КПД не обязательно приведет к снижению потребления энергии.

С другой стороны, если немного большая подача и напор для насоса – это хорошо, замена старого
электродвигателя с обычным КПД на новый с высоким КПД может быть оправдана.

Коэффициент мощности электродвигателя

Другая проблема, которая входит в игру с характеристиками асинхронного электродвигателя (которая имеет косвенное влияние на энергопотребление) называется “Коэффициент Мощности“. Некоторые
коммунальные предприятия обязывают клиентов платить дополнительные сборы за низкие значения
коэффициентов мощности. Потери в сети происходят за счет того, что при меньшем коэффициенте
мощности требуется большее количество тока, что приводит к серьезным потерям энергии. Как и КПД,
коэффициент мощности электродвигателя также снижается с уменьшением нагрузки на него практически по линейному закону приблизительно до 50% нагрузки.

Определение коэффициента мощности:

Фазовый сдвиг (задержка) синусоидальной волны тока от синусоиды напряжения, который выбарабывает меньшее количество полезной мощности.
Сдвиг, вызванный необходимым током намагничивания двигателя
PF = Pi/KVA
Где:
KVA = VxIx(3) 0.5 /1,000

Нижняя формула показывает, как коэффициент мощности влияет на входную мощность трехфазного
электродвигателя (кВт). Обратите внимание, что чем ниже коэффициент мощности (больший сдвиг фазы ток-напряжение VA), тем меньше входная мощность при данном входном токе и напряжении.
Где:
Pi = VxIxPF(3) 0.5 /1,000

Pi= трехфазный вход кВт
V= среднеквадратичное напряжение (среднее от 3 фаз)
I= среднеквадратичное значение силы тока в амперах (берется от 3 фаз)
PF= коэффициент мощности в виде дроби

Хотя коэффициент мощности не влияет напрямую на КПД электродвигателя, он оказывает влияние на потери в сети, как это упоминалось выше. Однако, есть способы увеличения PF (коэффициента мощности), а именно:

  • покупка электродвигателей с изначально высоким PF
  • не покупайте слишком большие электродвигатели (коэффициент мощности падает вместе с уменьшением
  • нагрузки на электродвигатель)
  • установка компенсирующих конденсаторов параллельно с обмотками электродвигателя
  • увеличить полную загрузку коэффициента мощности до 95% (Max)
  • преобразование в привод с частотным регулированием

Пусковые конденсаторы электродвигателей являются одним из наиболее поппулярных способов увеличения коэффициента мощности и имеют следующий список преимуществ:

  • увеличение PF
  • меньшение реактивного тока от электрооборудования через кабели и пускатели электродвигателейменьшее тепловыделение и потери мощности кВт
  • По мере уменьшения нагрузки на электродвигатель растет возможность экономии, а PF
  • падает ниже 60%-70%. (возможная экономия 10%)
  • Уменьшение сборов за коэффициент мощности
  • Увеличение общей производительности системы
  • Интеллектуальная система управления электродвигателем
  • Частотно-регулируемый электропривод

Более высокое напряжение
Другим способом повышения КПД электродвигателя является повышение рабочего напряжения. Чем выше напряжение, тем ниже ток и, тем самым будут ниже потери в сети. Однако, высокое напряжение приведет к увеличению цены частотно-регулируемого привода и сделает работу более опасной.

Выводы
Таким образом, когда вы пытаетесь сократить энергопотребление насосных систем не забывайте о
КДП электродвигателя и факторах, перечисленных выше, которые на него влияют.

Повышаем мощность двигателя 3 фазный на 1 фазе

При обычном подключении трехфазного асинхронного двигателя на одну фазу мощность двигателя и его крутящий момент значительно снижается, удается получить около 30% от номинальной мощности. Ниже мы рассмотрим причины снижения мощности и схемы включения двигателя, повышающие мощность и крутящий момент.

Для нормальной работы асинхронного трехфазного двигателя требуется подавать на каждую обмотку напряжение, сдвинутое по фазе относительно напряжения на других обмотках, так как фазы три то оно сдвигается на 120 0 . При обычном подключении трехфазного двигателя к однофазной сети , на одну обмотку подается фаза, на другую фаза сдвигается конденсатором, а третья обмотка подключается без сдвига фаз. Так вот третья обмотка создает момент вращения в противоположном направлении. Поэтому лучших результатов можно добиться, отключив одну обмотку. Так двигатель будет работать аналогично однофазному двигателю. Кстати у трехфазных двигателей часто сгорает одна обмотка, а две остаются целыми, такой двигатель можно здесь применить.

Подключаем только две обмотки

Меняем местами выводы одной обмотки

Подключаем эту обмотку через конденсатор

Еще лучших результатов можно добиться, если выводы третье обмотки поменять местами, так третья обмотка будет помогать создавая момент вращения в правильном направлении. Так можно получить больше 50% мощности от номинала. Эту обмотку двигателя желательно также подключить через конденсатор. Конденсаторы должны быть одинаковой емкости. Для того чтобы узнать правильно ли подобраны конденсаторы мерим напряжение на каждой обмотке, оно должно быть приблизительно равно. Подробнее о подборе конденсатора для подключения трехфазного асинхронного двигателя.

Здесь две обмотки подключены в противофазно на напряжение 220В

Ну, а 100% мощности от асинхронного двигателя можно получить используя частотный преобразователь, частотный преобразователь может работать на одной фазе выдавая три.

Комментарии и отзывы

Повышаем мощность двигателя 3 фазный на 1 фазе : 34 комментария

Такой способ повышения мощности эл.двигателя не годится.Двигатель нужно подключить в треугольник если у него три конца то придется разобрать двигатель и вывести ещё три

Да придется разбирать двигатель и перепаивать концы. При необходимости можно и разобрать, если знаешь что делаешь

двигатель разобрать не такуж и долго а если понимаешь что делать то можно и распаять и заодно подшипники смазать)))

Согласен наработка полезная не требует особых затрат и простая в
исполнении.

Обычно я считаю 6.6 mf на 100 ватт движка. И подключаю в треугольник.
А как посчитать емкость , если использовать схему включения в звезду, но с переключением одной из обмоток , когда используется два конденсатора одинаковой емкости. Повысится ли мощность, ведь в звезду движок на 380, а в треугольник на 220.

Михаил, ка подбирать конденсатор есть статья, оба конденсатора одинаковой емкости.
Здесь разницы нет подключать в звезду или треугольник В обоих случаях будет напряжение 220. Посмотри на схему там ноль подключается к средней точке. Поэтому на обмотку будет подано 220В, при подключении в треугольник также на обмотку будет приходится 220В

Добрый день.Подскажите как можно узнать какое подключение обмоток у двигателя “звезда” или “треугольник”?? С него выходит три провода, а как в нём подключение неизвестно?? Хочу его запустить, а какой конденсатор ставить не знаю??

Скорее всего этот двигатель соединен в звезду. Конденсатор зависит от мощности, в статьях формула есть.

Доброго времени….
Подскажите – Трехфазный двигактель 1,5 кВт., подключен треугольником, два кондера по 100 mf – пуск 200mf, в работу остаётся 100mf, двигатель (под нагрузкой) не запускается. Что делать? Увеличить пуск до 250mf, а в работе так и оставить 100mf?

Джек, попробуй рабочий конденсатор увеличить до 150mf, а пусковой до 300mf

Увеличеть то можно, а двигатель не сгорит?

Не должен, эти емкости рассчитаны в соответствии с формулой

2 admin – Спасибо огромное. Всё получилось! А, я уже думал двигатель на метал сдать!
admin – ГОЛОВА!
Советую Всем, прислушиваться к его советам (сори за тафтологию :).

Подскажите кто сможет -Электродвигатель, кВт/В 0,75 ¸1,5/380- (скопировано с руководства станка ТВ7) имеется в виду двигатель выдает такую мощностьв зависимости от выбранной передачи, или могут устанавливатся моторы в этом диапазоне.
И второй вопрос- может ли мотор к примеру 1,5 кВт на 220 заменить 1,5 на 380 или может быть если на 220 то нужен 2кВт это как пример.

Жека, надо смотреть на шильдике двигателя. Мощность двигателя не зависит от передачи. В руководстве могут указывать диапазон мощностей с которыми устанавливают двигателя.
Главное чтобы двигатель по размерам, по креплению, по валу подошел.

Спасибо за ответ.
Хотелось бы прояснить второй вопрос:
мотор 1,5кВт 380В= 1,5кВт 220В или это будет где то вот так= 2кВт 220В
и в чев могут быть отличия равных по мощности моторах, в размерах из за разной обмотки и т.д.?

Отличие в токе 380Вольт*(умножить на)4Ампера=1,5кВт и 220Вольт*(умножить на)7Ампер =1,5кВт

Спасибо за ответы1

Как схему на рис.3 включить в реверс. Спасибо!

Сергей, надо другую обмотку (I) подключить через конденсатор, а II напрямую

А обмотка (III) так и остаеться?, полярность менять не нужно ?? Если её подключение оставить как и есть не будет ли она наоборот “мешать ” вращениию ротора!

Да, III обмотка пусть так остается, “мешать” не будет. Это как для реверса на трех фазах, меняется подключение двух обмоток а третья остается как есть.

Спасибо за ответ! Через пару деньков попробую отпишусь!

Здравствуйте всем!
Вопрос 1: эл.двигатель , 3-фазный, 2800 об/мин, ток 1,4 А, обмотки “звезда”, 220В, предусмотрено подключение через понижающий трансформатор 380/220 В. Как подключить к однофазной сети? Как подключить к двум фазам?(имеется такое).
Вопрос 2: как подключить 3-фазный эл.двигатель – обмотки в “треугольник”, 1500 об/мин, 1,1 Квт, к двум фазам?
Заранее благодарю!

При подключении по схеме 3,с двумя конденсаторами,плюс пусковой параллельно С1,двигатель не запускается.почему. а при подключении без второго конденсатора все нормально запускается.и второй вопрос-где будет больше остаточная мощность,при подключении по этим двум схемам с обратной обмоткой,или при треугольник с конденсатором. спасибо.

здравствуйте все.подскажите пожалуйста-При подключении по схеме 3,с двумя конденсаторами,плюс пусковой
параллельно С1,двигатель не запускается.почему. а при подключении без
второго конденсатора все нормально запускается.и второй вопрос-где
будет больше остаточная мощность,при подключении по этим двум схемам с
обратной обмоткой,или при треугольник с конденсатором. спасибо

На этих схемах “в звезду” ноль сетевого напряжения подключены к средней точке поэтому здесь потери мощности буду такие же как и в треугольник. Но за счет отключения одной обмотки мощность должна повысится.

спасибо за ответ.а можно как то на холостом ходу двигателя увидеть изменение мощности между треугольником и звездой с отключенной обмоткой,по току,или так не получится сравнить?

На холостом ходу смысла нет. Надо нагрузить двигатель и посмотреть при какой схеме он себя лучше чувствует, греется или нет, что со скоростью и тд

Нагружал двигатель при помощи доски, эл.двиг. пробовал с различными схемами включения, на движке должен стоять шкив, включаешь и доской жмешь на шкив, если память не изменяет самая малая мощность при обычном вкл. звездой с конденсатором, потом треугольник, а когда одну обмотку отключил то офигел, реальный прирост мощности, короче разобрал, вывел 6 концов и остановился на третей схеме, в простом варианте просто отсоединить одну обмотку и все, только вот непонятно зачем тогда везде рисуют с третей обмоткой?

Нужна консультация. Попался мне движок. 3квт/1425об.мин.При проверке обнаружил, что одна из фазных обмоток замкнута на корпус. После разборки движка стало визуально видно, что сгорела одна из катушек в фазной обмотке. Так как я собираюсь эксплуатировать движок в однофазнох сети, то возникла мысль удалить эту сгоревшую катушку. Что я и сделал. Удалил, теперь на статоре остались свободными два паза, а вывод на клеммную колодку я сделал с предидущей катушки. Запустил его по схеме “звезда”, подав напругу на неповреждённые обмотки, а кондёр подключил к этой, проблемной, обмотке. Двигатель заработал нормально, но кто мне объяснит, много ли я потерял в мощности? И как поведёт себя этот движок если включить его в “треугольник”? Повторюсь: я удалил е всю обмотку одной из фаз, а лишь одну её секцию. И эксплуатировать буду только однофазной сети.

Читать еще:  Консервация машины на зиму

Владимир, Ни разу так не делал, я бы не стал так заморачиваться просто одну обмотку подключил бы на прямую, вторую через кондер, а сгоревшую отключил бы. Кстати это хороший способ продлить жизнь двигателю. Двигатель работает и ладно.

Здравствуйте. Вопрос, двигатель от стиралки, однофазный 180вт, 1350об, конд.7мкф. Неисправность, ток ХХ-3.2А, после 1 (одной) мин. работы почувствовал что он греется. Вялый разбек и обороты кажется не полные. Отключил, разобрал, а ротор горяченный рукой еле держиш, а статор и ротор просто теплые. Из за чего это может быть?

Как повысить КПД электродвигателя: выбираем оптимальное решение

Назовите код «КП-5» и получите скидку 7% на оборудование производства компании «Эффективные Системы».

Для повышения КПД асинхронного двигателя используются преобразователи частоты и устройства плавного пуска.

Частотный преобразователь в комплекте с асинхронным электродвигателем поможет значительно сократить расходы на потребление электроэнергии.

Устройство плавного пуска позволяет решить проблему «просадок» напряжения, снизить вероятность перегрева и повысить срок службы электродвигателей.

Контроллеры асинхронных электродвигателей предохраняют оборудование от короткого замыкания и обладают функцией коррекции коэффициента мощности.

Скидки и акции позволят существенно сэкономить на покупке оборудования для управления электроприводом и энергосбережением.

Несмотря на высокую эффективность современных электромеханических преобразователей, в процессе их работы все же возникают потери магнитной, электрической и механической энергии, сопровождающиеся выделением тепла, усилением шума и вибрации. Это обусловлено трением элементов, перемагничиванием в магнитном поле сердечника якоря электродвигателя, скачками нагрузок… Можно ли минимизировать эти «утечки», повысив тем самым КПД, и если да, то как этого добиться? Об этом мы и поговорим в данной статье.

Современные подходы к повышению КПД асинхронных двигателей

Согласно общепринятой классификации электрические машины бывают синхронными — с одинаковой частотой вращения ротора и магнитного поля, и асинхронными — в которых магнитное поле вращается с более высокой скоростью, чем ротор. Электродвигатели последнего типа получили более широкое распространение: порядка 90% всех двигателей на планете являются асинхронными. Они применяются во всех отраслях промышленности, сельского хозяйства и сферы ЖКХ. Такая популярность объясняется тем, что данные механизмы просты в изготовлении, надежны, доступны по цене и не требуют больших эксплуатационных затрат. Кроме того, КПД асинхронного электродвигателя значительно выше, чем синхронного.

Но есть у подобной техники и существенные недостатки. В частности, высокий пусковой ток, недостаточный пусковой момент, несогласованность механического момента на валу привода с механической нагрузкой (что приводит к лавинообразному росту силы тока и избыточным механическим нагрузкам при запуске и снижению КПД в периоды пониженной нагрузки), невозможность точной регулировки скорости работы прибора и т.д. Все эти факторы приводят к тому, что эффективность работы механизма существенно снижается.

Для повышения эффективности работы электропривода необходимо обеспечивать его загрузку на уровне не менее 75%, увеличивать коэффициент мощности, регулировать напряжение и где возможно — частоту подаваемого тока. Реализация этих мер обеспечивается использованием специального оборудования, позволяющего повысить КПД электродвигателя. Однако не во всех случаях возможно или необходимо реализовать их все.

Такие приборы подразделяются на частотные преобразователи, которые изменяют скорость вращения двигателя путем изменения частоты питающего напряжения, а также устройства плавного пуска, ограничивающее скорость нарастания пускового тока и его максимальное значение. В этой статье мы сравним современные решения для повышения КПД двигателей с позиций эффективности работы и экономической целесообразности.

Частотные преобразователи для асинхронных двигателей

Одним из наиболее действенных средств повышения эффективности работы электродвигателя является частотный преобразователь, который трансформирует однофазное или трехфазное напряжение с частотой 50 Гц в напряжение с требуемой частотой (обычно от 1 Гц до 300–400 Гц, но иногда и до 3000 Гц) и амплитудой.

Принцип работы преобразователя частоты

«Частотник» (так в профессиональной среде называют преобразователь частоты) состоит из:

  1. Микропроцессора, обеспечивающего управление электронными ключами, а также контроль работы оборудования, его диагностику и защиту.
  2. Схем, функционирующих в режиме ключей и открывающих тиристоры или транзисторы. Несколько более эффективными считаются тиристорные преобразователи частоты, так как они могут работать с высокими напряжениями и токами и имеют КПД до 98%. Однако при не слишком больших мощностях это преимущество практически незаметно.

Существует два класса приборов в зависимости от устройства и принципов работы:

  1. С непосредственной связью. Такие преобразователи представляют собой выпрямители. Система осуществляет отпирание тиристоров и подключение обмотки к сети, в результате чего образуется выходное напряжение с частотой 0–30 Гц и ограниченным диапазоном управления скоростью вращения привода. Такие устройства не могут использоваться при оснащении мощного оборудования, регулирующего множество технологических параметров.
  2. С промежуточным звеном постоянного тока. В подобных аппаратах производится двойное преобразование энергии: входное напряжение выпрямляется, затем фильтруется и сглаживается, а потом при помощи инвертора снова трансформируется в напряжение с необходимой амплитудой и частотой. Подобное преобразование может несколько снижать КПД оборудования, но такие преобразователи частоты имеют широкое применение в силу того, что могут давать на выходе напряжение с высокой частотой.

Наибольшую популярность получили устройства второго типа, обеспечивающие плавную регулировку оборотов двигателей.

Возможности частотных преобразователей

Эффективность того или иного преобразователя во многом зависит от соответствия его функциональных возможностей целям использования. Так, для оснащения электроприводов насосов и вентиляторов используются преобразователи с невысокой перегрузочной способностью и зачастую с U/f-управлением, которые при необходимости могут повышать начальное значение выходного напряжения с целью увеличения момента двигателя на низких частотах.

Более совершенными являются устройства с векторным управлением, которые регулируют не только частоту и амплитуду выходного напряжения, но и фазы тока, протекающего через обмотки статора. Они устанавливаются на прокатные станы, конвейеры, подъемное, упаковочное оборудование и др.

Если необходимо выполнять контролируемое торможение двигателя, используется функция замедления, которая обеспечивают остановку механизма за счет изменения частоты до нужного уровня. Однако, если требуется интенсивное замедление, может понадобиться «частотник», оснащенный встроенными или внешними блоком торможения и тормозным резистором либо рекуперативным блоком торможения. В режиме динамического торможения двигатель переходит в генераторный режим и трансформирует механическую энергию в электрическую, которая возвращается в звено постоянного тока и либо рассеивается в виде тепла на сопротивлении тормозного резистора, либо возвращает энергию в сеть посредством рекуперации. Это решение актуально для станкового и конвейерного оборудования.

Частотный преобразователь с обратной связью позволяет поддерживать постоянную скорость вращения при переменной нагрузке с более высокой точностью, чем преобразователь без обратной связи, тем самым повышая качество технологического процесса в замкнутых системах. Такие устройства используются в робототехнике, дерево- и металлообработке, в системах высокоточного позиционирования.

Стоимость

В последнее время стоимость «частотников», как бы выразились финансисты, подвержена высокой волатильности — за год–полтора цены увеличились более чем в 2 раза, что объясняется колебаниями валютного курса. Частотные преобразователи российского и зарубежного производства мощностью порядка 90 кВт в январе-феврале 2017 года обходятся покупателям в 375–685 тысяч рублей.

Достоинства и недостатки

Таким образом, преобразователь частоты для асинхронного двигателя, принцип работы которого описан выше, обеспечивает снижение расхода электроэнергии, плавный запуск привода и высокую точность регулировки, увеличивает пусковой момент и стабилизирует скорость вращения при переменной нагрузке. Все это в совокупности позволяет повысить коэффициент полезного действия машины. К недостаткам «частотника» можно отнести его высокую стоимость, а также создание электромагнитных помех в процессе работы.

Устройства плавного пуска: контроллеры-оптимизаторы

Для обеспечения плавного запуска, разгона и остановки электродвигателя используются устройства плавного пуска (УПП). Эти приборы ограничивают скорость увеличения пускового тока в течение определенного времени.

Традиционные устройства плавного пуска не решают задачу повышения КПД. Кроме того, они могут применяться только для управления приводами с небольшой нагрузкой на валу. Однако сегодня существуют разновидности УПП, позволяющие повысить энергоэффективность двигателей путем согласования крутящего момента с моментом нагрузки и, как следствие, снижения потребления электроэнергии на минимальных нагрузках на 30–40% — это контроллеры-оптимизаторы. Последние предназначены для приводов, не нуждающихся в изменении числа оборотов двигателя.

Например, чтобы снизить энергопотребление эскалатора при помощи преобразователя частоты, потребовалось бы уменьшить его скорость, но это невозможно, потому что тогда подъем пассажиров потребует более продолжительного времени. А контроллеры-оптимизаторы позволяют снизить энергопотребление без изменения скорости электропривода в тех случаях, когда он недогружен.

Принцип работы

Контроллеры-оптимизаторы — это регуляторы напряжения питания электродвигателя, осуществляющие контроль за фазами тока и напряжения. Они обеспечивают полное управление приводом на всех этапах работы и защищают его от повышенного и пониженного напряжения, перегрузки, обрыва или нарушения чередования фаз и т.д. Контроллеры-оптимизаторы согласуют значение крутящего механического момента, развиваемого электродвигателем, со значением механического момента нагрузки на его валу за счет изменения напряжения питания двигателя. При этом скорость вращения ротора электродвигателя остается прежней, а коэффициент мощности повышается. Это оборудование является функционально законченным и не требует подключения дополнительных устройств.

При работе привода в режиме динамично меняющихся нагрузок контроллер обеспечивает прекращение отбора мощности из питающей сети в те моменты, когда полупроводниковые переходы тиристоров (управляемых диодов) закрыты, то есть не пропускают электрический ток. Тиристоры открываются при поступлении управляющих импульсов, задержка подачи которых определяется степенью загрузки привода, а закрываются при переходе тока через ноль.

Возможности

Контроллеры-оптимизаторы обеспечивают повышение КПД дробилок, вентиляторов, ленточных транспортеров, обрабатывающих станков, крутильных агрегатов, лебедок и другого оборудования, используемого в промышленности, сельском хозяйстве и сфере ЖКХ. В том числе эти устройства предотвращают перегрузки кронштейнов при запуске мешалок, нейтрализуют гидроудары в трубопроводах, обеспечивают плавный запуск тяжело и очень тяжело нагруженного оборудования, на что не способны обычные устройства плавного пуска, и др.

Стоимость

Контроллеры-оптимизаторы не только обеспечивают повышение КПД оборудования, но и более доступны по цене, чем частотные преобразователи. Так, средняя цена устройства отечественного производства мощностью около 90 кВт в первые месяцы 2017 года составила порядка 92–106 тысяч рублей.

Достоинства и недостатки

Контроллеры-оптимизаторы оперативно реагируют на изменение напряжения, снижают расходы электроэнергии на 30–40%, уменьшают влияние реактивной нагрузки на сеть, повышают КПД привода, позволяют сократить расходы на конденсаторные компенсирующие устройства, продлевают срок службы оборудования и повышают экологичность производства. Кроме того, они отличаются более доступной ценой, нежели преобразователи частоты. Единственным ограничением для применения контроллера является невозможность его использования в тех случаях, когда необходимо изменять скорость вращения электродвигателя.

Выбираем лучшее решение для повышения КПД

Выбор устройства для повышения КПД двигателя того или иного электропривода определяется особенностями работы оборудования. Так, если скорость привода нужно изменять, то единственно возможным решением является покупка преобразователя частоты. Если скорость вращения двигателя менять нельзя или это делать необязательно, то лучшим решением будет использование контроллеров-оптимизаторов, которые имеют более доступную стоимость, чем «частотники».

Где можно купить устройства для повышения КПД асинхронного электродвигателя?

Приобретать частотные преобразователи и УПП рекомендуется напрямую у компаний-производителей, поскольку специалисты последних досконально знают свою продукцию, могут грамотно подобрать оптимальное для решения задач заказчика оборудование, а также обеспечить его качественное обслуживание. Производители данной продукции могут предложить своим клиентам как готовые решения, так и устройства, изготовленные по индивидуальным заказам, максимально соответствующие потребностям потребителей.

В число отечественных разработчиков и изготовителей приборов для повышения КПД электрических машин входит ООО «Эффективные Системы». В ассортименте этой компании — частотные преобразователи мощностью от 0,75 до 800 кВт, УПП мощностью от 11 до 400 кВт и уникальные контроллеры-оптимизаторы «ЭнерджиСейвер» мощностью 5,5–400 кВт.

Клиентами этого отечественного гиганта уже стали такие предприятия, как «Аэрофлот», «ГруппаГАЗ», «Металлоинвест», «Мослифт», «Газпромнефть» и др. ООО «Эффективные Системы» гарантирует индивидуальный подход к каждому заказчику, оперативность поставок и возможность оформления уникальной расширенной гарантии, позволяющей заказчику осуществить замену вышедшего из строя оборудования на новое изделие независимо от его наработки.

Па­ра­докс со­вре­мен­но­го ми­ра за­клю­ча­ет­ся в том, что эко­но­мить при­хо­дить­ся не толь­ко на рас­хо­дах элек­тро­э­нер­гии, но и на са­мих средст­вах эко­но­мии и по­вы­ше­ния энер­го­эф­фек­тив­нос­ти. По­это­му, преж­де чем сде­лать вы­бор в поль­зу то­го или ино­го устройст­ва, по­вы­ша­ю­ще­го КПД элек­тро­д­ви­га­те­ля, важ­но прос­чи­тать оку­па­е­мость вло­же­ний и вы­брать оп­ти­маль­ное ре­ше­ние, ис­поль­зуя опыт про­фес­си­о­на­лов в дан­ной сфе­ре — раз­ра­бот­чи­ков и про­из­во­ди­те­лей.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector