Вращающий момент двигателя. Усилие на валу

По паспортным данным электродвигателя можно определить его вращающий момент и усилие, развиваемое на шкиве.

 

Рисунок 1. Пара  сил, действующих на шкив  двигателя

На рисунке 1. показано, каким образом приложено усилие в виде пары сил Р к вращающемуся шкиву радиусом г. Вращающий момент Мвр—мера этого усилия, изменяющего угловую скорость                                               ω=2πn / 60               (1)    где п — частота вращения двигателя, об/мин.                                                                                Между мощностью двигателя Р (Вт), угловой скоростью ω (рад/с), силой F (Н), радиусом шкива г (м), и вращающим моментом Мвр (Н·м) существует следующая зависимость:                                                                                      Mвр=P / ω=Fr       (2) Подставив в (2) значение угловой скорости  ω  из (1), получим:                                                                                 Mвр=P / ω=P / 2πn / 60=60P / 2πn=9,554P / n                (3)      Вращающий момент асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором изменяется в зависимости от частоты вращении ротора по кривой, представленной на рисунке 2,  

 

Рисунок 2.Изменение пускового и максимального моментов асинхронного двигателя в зависимости от частоты вращения.
Где отмечены три частные имеющие практическое значение величины вращающего момента двигателя: номинальный вращающий момент Мн, развиваемый двигателем в номинальном режиме работы; пусковой вращающий момент Мп, соответствующий условиям пуска (n = 0); максимальный вращающий момент Мм, развиваемый двигателем при частоте вращения, меньше номинальной, называемой критической (пкр). Максимальный момент определяет перегрузочную способность электродвигателя. При перегрузке, большей максимального момента, двигатель, снижая частоту вращения  (nкр) входит в неустойчивый режим работы и останавливается. Устойчивый режим работы двигателя в области от nм.п  до nкр   можно восстановить, лишь сняв часть нагрузки со шкива. Пусковой вращающий момент характеризует способность двигателя брать нагрузку с места, а максимальный вращающий момент — способность двигателя преодолевать временные перегрузки при работе. В каталожных данных на двигатели обычно заданы отношения Мп:Мн и Мм: Мн. Для большинства асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором отношение пускового момента к номинальному составляет 1,1 -1,5. У отдельных двигателей оно равно 1,9—2, а , у двигателей типа АОС и АОП — 2,3—2,8. Отношение максимального момента к номинальному для разных типов асинхронных двигателей находится в пределах от 2 до 3 и несколько более, то есть электродвигатель способен преодолевать двукратные, трехкратные даже большие временные перегрузки.

Пример. Найти номинальный, пусковой и максимальный вращающие моменты для двигателя А02-51-2 мощностью Р = 10 кВт и частотой вращения n = 2930 об/мин. Из каталога известно, что Мп : Мн =1,6  а  ММН=3,1.                                           Определить также силу  F,                                                                                                   обеспечиваемую двигателем на шкиве радиусом                                 г = 0,2 м                   и на шкиве радиусом                                                                                    r= 0.1 м.    

Решение. Номинальный вращающий момент             Mн=9554R / n=9554·10 / 2930=32,6 H·м                                                                                                                              Пусковой вращающий момент                                      Мп=1,6Mн=1,6·32,6 = 52,1 Н·м. Максимальный вращающий момент                            ММ =3,1Mн=3,1·32,6= 101 Н·м. Сила F при радиусе шкива  0,2 м                                 F0,2=Mн / r =32,6 / 0,2 =163Н. Сила при радиусе шкива    0,1 м                                    F0,1=32,6 / 0,1=326H

15 комментариев: Вращающий момент двигателя. Усилие на валу

  1. Арам говорит:

    Огромное спасибо автору

    Ответить
  2. kissaa63 говорит:

    Автору огромное спасибо.

    Ответить
  3. Олег говорит:

    А при пуске двигателя получается, что момент сначала увеличивается до максимального, а потом снижается до номинального?

    Ответить
  4. а говорит:

    Большое спс, ну реально ответ на вопрос о высоком напряжении на двиганах и трансах долго оставался для меня открытым. А тут сразу все по полкам без заумностей.

    Ответить
  5. Techolektro говорит:

    Понял: 9554 и 9,554

    Ответить
  6. Techolektro говорит:

    В начале указана мощность в Ваттах, а при расчете взята в кВт.

    Ответить
  7. Юрий говорит:

    Супер! Все ясно и по полочкам. Педивикия отделывается общими фразами из стандартных школьных учебников, которыми простому обывателю на пальцах трудно объяснить.

    Ответить
  8. Богдан говорит:

    извиняюсь не ту картинку поставил
    хотя и этот двигатель можна собрать

    Ответить
  9. Богдан говорит:

    Итак я сидел соображал об электродвигателях
    И о напряжении в них
    Стоит вопрос — для чего нужны высоковольтные обмотки в электродвигателях?
    Очень просто — чтобы обманывать людей!

    дело вот в чем
    Главное для электродвигателя это сила
    что за сила?
    Сила на валу!
    И скорость вращения тут вообще не при чем!
    Скорость вращения электродвигателя это результат действия силы
    Силы на проводник с током
    F = I*B*L*sin a ,представим что угол равен 90 градусов
    F = I*B*L , все!
    не забываем A = F*S
    что же имеет значение для этой силы которая является основной?
    Ток , сила магнитного поля и длинна проводника

    при этом скорость с которой действует сила, а именно скорость вращения вала значения не имеет!
    Но при этом вращении да еще и при высоковольтных катушках
    На моторе возникает ЭДС , вы сообразите ! на мотре , ЭДС!
    Это ж каким идиотом надо быть чтобы на моторе получать ЭДС!
    Он мотор ему крутить надо, выдавать силу,а не ЭДС

    Электродвигатель является силовым прибором!
    Силовым!
    Сила тут главное слово

    так вот эта ЭДС не дает току проходить через катушку
    и чтобы ток прошол необоходимо подымать напряжение!
    т.е. напрягаться , этого нет смысла делать так как правильно этого не делать :)

    Правильный движитель делается так
    1 — чем сильнее магнитное поле тем лучше
    2 — чем медленее двигается якорь тем лучше
    3 — чем больший ток проходит через катушку тем лучше
    4 — чем больше длинна проводника тем лучше

    получается практически любая необходимая сила ,а соответственно и работа!
    после ставится звездочка для преобразования оборотов если необходимо и получается любая необходимая сила и скорость

    Вообще тут очень хорош униполряный двигатель
    там даже индуктивного сопротивления почти нет

    Ответить
    • Ivan Sergeevich говорит:

      Согласен на половину. Просто есть режим электродвигателя «стоянка под током», вот там то и надо учитывать силу магнитного потока, зазор между ротором и статором и т.п. Но как только двигатель начинает вращение, в силу вступает еще и момент инерции вращения ротора, который тем больше, чем быстрее вращается вал. Вот я столкнулся с проблемой вычисления момента на валу электродвигателя в режиме «стоянка под током»… И как же быть, когда угловая скорость равна нулю? Или там указывается скорость вращения магнитного потока?

      Ответить
      • ozzy_72 говорит:

        Режим «стоянка под током» для двигателя не является штатным, если только это не очень специальный двигатель. Если считать такой режим в стандартном двигателе, допустим асинхронном, и узнать надо достаточно точно, то потребуются данные которые придётся мерять самому, так как их нет в паспорте. А тогда проще померять сразу момент в таком режиме :) Заодно узнаете через какое время двигатель в таком режиме сгорит, так как токи в обмотках будут значительно превышать номинал.

        Ответить
    • ozzy_72 говорит:

      Главное не сила, а мощность которая есть совершаемая работа за единицу времени. А работа это произведение силы на совершаемое ею перемещение. То есть если Вася и Петя толкают две одинаковые тележки и за ОДНО и ТО-ЖЕ время Вася протолкал свою на вдвое большее расстояние, то Вася совершил вдвое большую работу за одно и то-же время и развил вдвое большую мощность.

      Ответить
  10. Вася из 3B класса говорит:

    Спс за инфу. Сдал зачёт.

    Ответить
  11. Andrei говорит:

    Sposibo, dolgo iskal otvet.

    Ответить
  12. Владимир говорит:

    Спасибо, полезно

    Ответить

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

20 − семь =