Повышение мощности электродвигателя в Москве и Санкт-Петербурге: как поднять мощность двигателя
От мощностных характеристик электродвигателя напрямую зависит его КПД. Если мощности двигателя недостаточно для выполнения каких-то конкретных задач, крутящий момент можно увеличить, используя разные способы. Компания ООО «ПО «Электромашина» готова предложить свои услуги по увеличению мощности электродвигателя, благодаря чему может значительно вырасти эффективность его работы.
Способы увеличения мощностных показателей
Одним из главных факторов, влияющих на показатели мощности, является разновидность электротока. Если двигатель работает от постоянного тока, достаточно увеличить значение этого параметра. Если от переменного – меняют частоту питающего напряжения. Еще один способ связан с внесением изменений в конструкцию электродвигателя, когда повышения мощности добиваются перематыванием его обмоток. Чаще всего для этого используется проводник такой же длины, как и у старой обмотки, но большего сечения. Если оставить питающее напряжение на прежнем уровне, то сопротивление нового контура уменьшится, а крутящий момент увеличится во столько же раз. Например, замена провода сечением 0,5 мм на 0,75 мм уменьшает сопротивление и увеличивает мощность в 1,5 раза. Наконец, еще одним способом поднятия мощности является увеличение оборотов электродвигателя. При этом нужно учитывать тип двигателя, параметры конкретной модели и область ее применения.
Изменение характеристик в рамках продукта «Новая жизнь»
Нашей компанией был разработан продукт «Новая жизнь», в рамках которого Вы можете избежать сложных ремонтных работ и получить обновленный, более мощный электродвигатель в старом корпусе. Кроме того, его характеристики могут быть приведены к современным требованиям к электрооборудованию. В результате проведенной работы мощность двигателя может быть увеличена, а заказчик избежит значительных трудностей, например необходимости разработки новой крупной электрической машины.
Часто этот процесс может продолжаться несколько месяцев. Прежде чем приступить к работе, мы проведем полную диагностику электромашины и предоставим Вам полную информацию о ней. Все виды работ выполняются строго по технологическим картам и с учетом пожеланий заказчиков.
Для того чтобы поднять мощность электродвигателя, обратитесь в ООО «ПО «Электромашина». Уточнить любую интересующую информацию или оформить заявку на услугу Вы можете по телефону или оставив свои контактные данные для обратной связи.
Наши преимущества
Снижение затрат за счет сокращения времени простоя оборудования
Опыт работы со сложными, специализированными и крупногабаритными электродвигателями
Ответственный подход к диагностике и ремонту в реальные сроки и за разумную стоимость
Разработка и расчет Проектирование ключевых узлов электродвигателя
Как увеличить мощность двигателя на 7% за 15 минут? — Статьи — ВМПАВТО
Увеличить мощность двигателя можно несколькими способами, среди которых чип-тюнинг, замена двигателя, увеличение объема цилиндров и другие. Какой способ выбрать, на что обратить внимание, и как увеличить мощность двигателя на 7% за 15 минут — об этом речь в статье.
На мощность двигателя влияют многие факторы, среди которых и топливо, и вязкость масла, и целостность деталей. Давайте рассмотрим каждый фактор отдельно.
Прежде чем приступить к усовершенствованию двигателя, надо разобраться, работает ли двигатель на полную мощность. Доверьтесь собственным ощущениям, чтобы понять, “тянет” ли машина при разгоне или чего-то не хватает. Конечно, от автоматической коробки передач прыти ждать не приходится уже по той причине, что автомат переключает передачи сглаживая их. Установите, нет ли внутренних проблем с двигателем. Для этого достаточно посмотреть на дым из выхлопной трубы. Выхлоп ярко-голубого или темно-синего цвета сигнализирует о попадании масла в камеру сгорания. Масло просачивается в камеру при неправильной установке оборудования (если производился ремонт двигателя) или при проблемах с кольцами на поршнях.
Если машина ведет себя адекватно, резво набирает скорость, но вы хотите большего, то увеличить мощность двигателя можно следующими способами:
1. Используя бензин с более высоким октановым числом. Чем выше октановое число, тем выше способность топлива противостоять самовоспламенению при сжатии. Следствием будет большая мощность от взрыва газа. Это обусловлено законами физики: чем выше степень сжатия газа, тем выше скорость его сгорания. Однако важно помнить, что увеличение мощности сокращает срок службы детали, которая подвергается большему износу во время работы.
2. Заменив стандартный воздушный фильтр на фильтр “нулевого” сопротивления, вы снабдите двигатель кислородно-воздушной смесью. Увеличенный объем повышает степень сжатия смеси в цилиндре. Это увеличивает силу взрыва и, как следствие, мощность двигателя.
3. Установка “прямотока” — изменение выхлопной системы автомобиля — позволит добавить несколько процентов к мощности мотора. Мощность, теряемая при выбросе выхлопных газов, останется. Но мало установить прямоточный глушитель. Множество видов, низкое качество материала, кустарное производство не всегда дают положительный эффект.
4. Турбирование двигателя — если в вашей машине его нет — приведет к увеличению количества кислорода в топливной смеси. Больший объем газа — большая сила сжатия и сила взрыва, что ударит по поршням и превратится в механическую энергию. А именно эта энергия крутит колеса вашего автомобиля и напрямую зависит от мощности мотора.
5. Чип-тюнинг — увеличивает количество подаваемого топлива в цилиндры. Мощность в таком случае увеличится на 5-25%, а крутящий момент на 10-15%. Чип-тюнинг будет полезен только для двигателей без турбины. Это обусловлено тем, что турбина и так снабжает цилиндры большим количеством топливной смеси. Но скорректировать работу всех систем автомобиля чип-тюнингом никогда не будет лишним.
6. Замена частей двигателя и смежных частей — растачивание цилиндров и замена поршней дадут ощутимый эффект, использование облегченных деталей коленвала, которые работают с большей отдачей, поднимут уровень мощности.
7. Увеличить мощность двигателя можно также путем уменьшения силы трения. Мы говорим о трении между поршнем и стенками цилиндра. Обычно с этим справляется моторное масло, но снизить силу трения можно и используя реметаллизант Resurs. Действие Resurs заключается в создании защитной пленки, восстановлении поверхности стенок поршня и, конечно, увеличении мощности двигателя за счет снижения силы трения. При таком подходе мощность двигателя увеличивается на 7-7,6%, что совсем неплохо, если учитывать стоимость реметаллизанта и скорость его воздействия.
Как видите, способов для увеличения мощности двигателя много и есть из чего выбрать. Другое дело, что любое изменение не может быть локальным, а затронет все агрегаты автомобиля. Например, увеличенная мощность потребует усиления тормозной системы. Доверять подобные работы следует специалистам, а используемые детали и материалы должны иметь соответствующие возможности и характеристики.
Как увеличить мощность двигателя — 6 проверенных способов
Каждый автомобилист наверняка не раз задумывался над тем, как увеличить мощность своего двигателя, каким бы сильным он не был.
При этом все нужно сделать так, чтобы не нанести ему вреда и автомобилю в целом, стремясь усилить мотор любыми способами.
Доработанный мотор с турбонаддувомНемного теории
От количества л.с. зависят все технические параметры и их увеличение отразится на надежности всех элементов авто, как трансмиссии, ходовой части, так и прочих системах.
Так, при их увеличении на одинаковых моделях одной марки, заводом сразу устанавливаются более надежные элементы ходовой части и тормозов. Например, в связи с поднятием крутящего момента, возрастает диаметр приводного вала полуосей, попутно ставятся и более прочные ШРУСы (шарниры равных угловых скоростей) и производится доработка системы тормозов
На заднем мосту устанавливаются дисковые тормоза, а в электрооборудовании ставится сильнее генератор и так далее.
Поэтому, к вопросу о прибавке сил нужно подходить взвешенно, заранее просчитав все возможные варианты, с учетом всех плюсов и минусов предстоящей переделки.
Чем сильнее «сердце» авто, тем больше его эксплуатационный ресурс, так как всю мощь авто водители используют крайне редко, например, когда нужно придать дополнительное ускорение при обгоне связки длинномеров или при проверке максимальной скорости автомобиля. Так, в ситуации с обгоном, на маломощном авто водителю придется выжать максимум из ДВС, чтобы вовремя закончить манёвр, когда же на более сильном авто будет достаточно просто добавить немного газа.
В обычных же условиях, скажем городской цикл или загородная езда, используется порядка 30-60% от всех л.с.
Существует несколько вариантов доработки ДВС, для прибавки сил, которые мы сейчас и рассмотрим в этой статье.
1) Чип-тюнинг
Подобный способ основан на использовании нового ЭБУ двигателем, путем установки иного чипа, позволяющего поднять мощностную характеристику мотора. Это происходит благодаря перепрограммированию его работы, что дает возможность получить прибавку сил порядка 10-20 процентов от изначальных.
Про чип-тюнинг читайте подробнее здесьЭффективность чипа очень зависит от конкретной прошивки и типа двигателя. На атмосферном моторе максимально возможный прирост мощности гораздо ниже, чем на турбированном. При оптимально подобранной прошивке расход может скорее упасть, чем вырасти.
2) Установка турбины
Это достаточно сложный вид тюнинга, требующий правильного расчета мощности ДВС, подбора определенного типа нагнетателя, доработки впускных и выпускных коллекторов, плюс перепрограммирование ЭБУ силовой установки.
Грамотный расчет и применение турбин средней мощности на фоне профессиональной доработки, позволит добавить сил без ущерба ресурса.
ТурбинаДополнительно устанавливают и интеркулер (устройство для охлаждения воздуха), позволяющий подать в цилиндры большую порцию воздуха. Это объяснятся тем, что масса холодного воздуха значительно выше.
Турбина работает за счет подвода отработавших газов, температура которых очень высока, что ведет к ее нагреву и как следствие снижению давления наддува.
Следовательно, основной задачей интеркулера является снижение температуры воздуха, поступающего в турбокомпрессор. Так охлаждение воздуха на 10-15 градусов, дает прибавку л.с. порядка 3-5%.
Однако при установке этого устройства возникает и своеобразное препятствие на пути прохода воздуха, что и негативно может отразиться на давлении наддува.
Поэтому перед установкой промежуточного охладителя необходимо провести точный расчет его работы, чтобы понять выиграете вы или проиграете в борьбе за прибавку сил.
Дополнительно при установке турбины необходимо поставить и более производительные форсунки, чтобы избежать так называемой турбоямы.
Установка турбины позволяет значительно прибавить л.с. силовой установки без вмешательства внутрь, то есть без увеличения объема, как в случае с расточкой цилиндров.
При этом нужно правильно понимать, что максимальное увеличение лошадиных сил при подобном виде тюнинга, без дальнейшей доработки всех систем, приведет к быстрому износу ДВС и как следствие потребуется его капитальный ремонт.
3) Доработка
Данный вариант предусматривает полную доработку мотора, позволяющую без существенного уменьшения общего ресурса силовой установки достичь значительной прибавки в л.с.
В этом случае потребуется разобрать мотор, произвести расточку цилиндров (при необходимости), заменить поршня (устанавливаются кованые поршня), коленчатый вал, маховик (облегченный), распределительный вал, клапана, узел дроссельной заслонки и многое другое.
Все эти действия потребуют значительных финансовых вложений, плюс работу должен выполнять профессионал, способный грамотно рассчитать полученную в итоге прибавку л.с.
Однако результат вас однозначно порадует.
4) Доработка систем впуска и выпуска
Подобный вариант тюнинга подразумевает доработку впускных и выпускных коллекторов путем зачистки и полировки их внутренней части, либо установку готовых тюнинг комплектов с уже модернизированными коллекторами.
В систему впуска дополнительно устанавливается воздушный фильтр нулевого сопротивления, позволяющий добавить в топливовоздушную смесь большую массу воздуха.
В системе выхлопа ставят, так называемый прямоток, снижающий сопротивление выхлопных газов, что при правильном подборе оптимальной системы выхлопа также дает прирост л.с.
5) Распределительный вал
Поднять л.с. можно и установкой спортивного распределительного вала. Прибавка достигается за счет большего подъема клапанов. Выпускаются так называемые низовые валы, дающие прибавку сил на низких оборотах и верховые, поднимающие мощность на высоких оборотах.
Спортивный распредвалПосле установки вала необходимо выполнить регулировку клапанов с помощью разрезной шестерни.
6) Замена двигателя
Наиболее радикальный вариант поднятия мощностной характеристики ДВС, это его замена на более сильную модификацию. Однако, этот возможно лишь при условии, что конструкция данной модели дает возможность установить под капотом другую силовую установку.
В то же время необходимо понимать, что только заменой решить эту задачу не удастся. Придется попутно изменить передаточные числа в КПП, усилить элементы подвески, системы тормозов, заменить ШРУСы, систему выхлопных газов и прочее.
Все это несомненно отразится на общей стоимости подобного сценария доработки, так что подходить к данному варианту тюнинга нужно достаточно взвешенно.
В заключение
Необходимо помнить, что только грамотный подход к выполнению доработок ДВС способен принести желаемый результат. В противном случае, непрофессиональное вмешательство способно нанести непоправимый вред мотору, вплоть до его замены.
Как повысить эффективность электродвигателя — Fluidbusiness
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
Скорость вращения
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.
Как увеличить мощность двигателя без вреда для автомобиля
Многих автолюбителей интересует, как увеличить мощность двигателя собственного авто. Одни мечтают о высоких скоростях, другие — поклонники спортивных увлечений.
Существует много вариантов, позволяющих повысить мощность, при этом максимально увеличить скорость. Разница между ними в цене и эффективности.
Однако, стоит помнить, что большая мощность делает автомобиль более «прожорливым», а это не всех устраивает. Поэтому, принимая подобное решение, следует тщательно проанализировать каждый метод отдельно, сделав соответствующие выводы.
Варианты добавления мощности
Снижаем массу автомобиля
Для этого тяжёлые детали заменяют аналогами, изготовленными из лёгкого, но очень прочного материала. Этот способ позволяет уменьшить расход топлива, улучшить управляемость, повысить динамику. Но, на вопрос, можно ли благодаря ему улучшить функции двигателя, ответ однозначный — нет.
Устанавливаем фильтр с нулевым сопротивлением
Наиболее простой и недорогой способ, применяемый к спортивным автомобилям. Фильтр обладает максимальной очищающей способностью и не сопротивляется прохождению воздуха. Это ускоряет его доступ к камере сгорания, способствуя эффективному использованию бензина и существенному приросту мощности движка.
Благодаря возможности проводить чистку, фильтр не нуждается в замене, что позволяет существенно экономить бюджет. Правда, этот способ не позволяет добиться значительного прироста мощности.
Расточка цилиндров
Это действительно действенный вариант, требующий минимальных вложений. Он заключается в увеличении объёма цилиндров блока путём расточки. Благодаря этому, изменениям подвергаются шатуны, а также поршни.
Данная методика не гарантирует, что повышение мощности оправдает ожидаемый результат. Возможно, что при несущественных изменениях, довольно внушительно вырастет топливный расход.
Устанавливаем спортивные аналоги стандартным деталям
Благодаря кованым поршням удаётся значительно повысить нагрузки, идущие на движок. Подобное увеличение мощности двигателя предоставляет возможность добиваться ожидаемых результатов, выжимая из любого агрегата максимум.
Но, при этом придётся заменить тормоза и КПП (коробка переключения передач), нуждающиеся в адаптации к новым нагрузкам. К преимуществам данной методики относится сохранение расхода топлива в прежних пределах, а также увеличение эксплуатационного периода благодаря использованию качественных деталей.
Перепрограммирование ЭБУ (электронный блок управления)
Практически все автомобили с инжекторными движками снабжены блоком управления с определённой программой работы. Несмотря на целый ряд ограничений, выдвигаемых ЭБУ к специфическим характеристикам двигателя, их можно успешно обойти.
Программисты имеют для этого свой способ, позволяющий вносить в автомобильный «мозг» новые параметры. Благодаря компьютерным технологиям, подобный чип-тюнинг даёт эффективные результаты.
Проведение подобной процедуры самостоятельно не рекомендуется. Это может привести к сбою в программе, способному вывести из строя агрегат. Эту работу должны выполнять профессиональные программисты!
Заменяем выхлопную трубу прямоточной
Интересуясь, как можно увеличить мощность двигателя, стоит отдать должной этой не совсем стандартной методике. Она способна добавить порядка 15% к максимальной мощности при несущественных затратах, заключается в монтаже прямоточной трубы к системе выхлопа.
Это способствует снижению сопротивления выходящих газов, что значительно ускоряет движение. Благодаря этому у двигателя снижаются затраты энергии на выхлоп отработанных газов, и перенаправляются на эффективный разгон коленвала. Расплатой за подобное удовольствие станет неприятный шум и слишком грязный выхлоп, загрязняющий окружающий воздух.
Устанавливаем закись азота
Многие кинолюбители знакомы с веществом, под названием азот. Установленный в машине баллон приводится в действие, что даёт значительное ускорение. Правда, ненадолго. Данная методика предельно проста, но непродолжительность действия и высокая стоимость составляющих, являются значительным недостатком.
Установка турбонаддува
Способы увеличения мощности двигателя, включают установку турбокомпрессора. Проходящие через турбину, отработанные газы разгоняются специализированным вентилятором, закачивающим большие объёмы воздуха к камере сгорания. Сильнее водитель газует, быстрее возрастёт количество оборотов, что довольно сильно ощущается.
Правда, при этом придётся использовать более надёжную систему охлаждения. Несмотря на то, что установка турбины, удовольствие достаточно дорогое, это поможет существенно увеличить потенциал двигателя своими руками. К недостаткам следует отнести повышенную «прожорливость» автомобиля.
Несмотря на кажущуюся простоту тюнинга бензинового двигателя, работу желательно доверить специалистам из сферы обслуживания автомобилей. Ведь конструктивные изменения силового агрегата являются серьёзной доработкой, способной повлиять на многочисленные параметры. При неправильном выполнении существует риск ускоренного износа ходовой, а также трансмиссии.
Ускоряем дизельный движок
От бензиновых движков, дизельные принципиально отличаются технологией сгорания смесей, которые в первых поджигаются при помощи электрических разрядов. В дизельных же происходит сильнейшая детонация после мощного сжатия.
Это свойство не позволяет применять к ним некоторые из перечисленных способов, так как дизель становится непригодным к апгрейдам. Учитывая это, стоимость проведения доработок будет значительно выше.
К особенностям модернизации дизельных движков, можно отнести следующее.
- Все современные дизельные агрегаты предусматривают наличие турбины в конструкции. Поэтому модернизация заключается в её замене на более мощную.
- Доработку ГБЦ, а также пуска заменяют установкой усовершенствованных систем для подачи топлива, среди которых немалой популярностью пользуется CommonRail. Это достаточно дорогой вид тюнинга, но действенный.
- Аналогично применяется чиповка.
Дизельные моторы с их системой впуска обладают более сложными устройствами, чем бензиновые.
Поэтому ожидать супер увеличения мощности без профессионального инженерного подхода, не стоит. Однако стоимость апгрейда настолько высока, что многие автолюбители предпочитают купить машину с большей мощностью.
Бюджетный вариант
При желании и возможности увеличить мощность двигателя, следует обратиться к помощи профессионалов в специализированное ателье тюнинга. При наличии оборудованного гаража, добиться улучшений можно самостоятельно, но для этого потребуются определённые знания и профессиональные умения.
Ведь между дедовской копейкой и современным дорогостоящим авто немалая разница, и без соответствующих навыков, можно не улучшить показатели, а навредить машине.
Если вспомнить, давно ли делалась диагностика, менялись свечи, фильтры, а также жидкость, на увеличение мощности не потребуются космические вложения. Очистив дроссельную заслонку, проверив компрессию движка, прочистив впуск, можно существенно увеличить динамику автомобиля, повысив мощность. Качество горючего также имеет огромное значение.
Возможные последствия
У получивших изменения агрегатов, существенно снижается ресурс. Поэтому потребуются частые диагностики и установка дорогостоящих деталей. Сопоставив желания с возможностями и оценив стоимость предстоящей модернизации, возможно, лучшим вариантом будет приобретение нового авто с более мощным движком.
Серьёзные улучшения влекут повышенную потребляемость топлива. Это также следует учитывать, принимая решение о тюнинге.
Как повысить мощность двигателя? | АВТОМИР
Добавить своему автомобилю лошадиных сил и ньютонметров мечтает каждый, но далеко не все готовы тратить на тюнинг большие суммы и уж тем более вмешиваться в механику двигателя.
О том, можно ли обойтись «малой кровью», задумался Леонид ВОРОБЬЕВ.
Во времена развитого социализма с выбором двигателей у нас было плохо. Это сегодня одну и ту же модель можно купить с моторами, отличающимися по мощности процентов на 50 — раньше, к примеру, ВАЗ большинство своих моделей комплектовал только 1,5-литровым агрегатом. При этом каждому автовладельцу хотелось быть лучше (быстрее) других, и тема тюнинга, если так можно назвать кустарную модернизацию, быстро стала актуальной.
Что у нас по программе?
Сегодня машины совсем другие, а двигатели тем более. Самостоятельно улучшить динамику уже невозможно — надо прибегать к услугам специалистов. А что, собственно, они предлагают?
Прежде всего чип-тюнинг: оптимизацию программы управления двигателя. Вопреки распространенному мнению эта работа не так проста. Точнее, заменить программное обеспечение и калибровки несложно, но довести систему управления до ума на конкретном автомобиле гораздо труднее. Отсюда и достаточно высокие цены на услуги в организациях, действительно профессионально занимающихся чип-тюнингом. Таких, кстати, даже в Киеве мало.
Решившись на чип-тюнинг, надо понимать всю ответственность этого шага. Если вам «повезет» столкнуться с непрофессионалами, проблемы с двигателем в будущем практически обеспечены. Одна из главных в этих случаях — появление детонации, приводящей к быстрому разрушению поршней и цилиндров. Увы, со временем это выливается в необходимость капитального ремонта двигателя. Кроме того, обещанная «прибавка» может проявляться лишь в узком диапазоне оборотов. Максимальные же значения мощности и крутящего момента останутся неизменными. К примеру, если улучшились характеристики «на низах», старт будет действительно ощутимо резвее, но на трассе при необходимости обогнать впередиидущий транспорт ваша машина окажется ничуть не лучше стоковой (обычной, серийной). Иногда после чип-тюнинга заметно возрастает расход топлива, на что сервисмены тоже разводят руками: дескать, вы же хотели ездить быстрее, так будьте готовы за это платить.
Минимум вмешательства
Еще один чисто электронный вариант тюнинга — установка так называемых бустеров, специальных блоков, преобразующих сигнал, который поступает от педали газа. В данном случае об увеличении мощности и крутящего момента речь не идет в принципе: устройство никоим образом не нарушает работу электронных систем автомобиля, не вмешивается в программу управления. Улучшение динамики и повышение комфортности вождения происходят только за счет изменения сигнала, поступающего от педали газа.
Перевоспитываем педаль газа
В угоду все более ужесточающимся экологическим требованиям автопроизводители вынуждены снижать чувствительность педали газа: владельцы многих современных машин отмечают некую задемпфированность, задержку между нажатием на газ и реакцией автомобиля. Бустеры позволяют избавиться от этого эффекта, делая реакцию на перемещение педали более оперативной. Мы опробовали одно из немногих устройств такого типа, прошедшее сертификацию в Европе, — Sprint Booster, причем под руководством специалиста из компании-дистрибьютора самостоятельно смонтировали блок (поскольку делали это впервые, времени ушло минут 10; профессионалы то же выполняют вдвое быстрее). Sprint Booster имеет три режима (стандартный, комфортный и спортивный), их можно выбирать кнопкой из салона.
Кнопка в салоне позволяет выбирать один из режимов бустера: стандартный (заводской), комфортный или спортивный. Использовать их можно в зависимости от ситуации: к примеру, при необходимости частых обгонов по встречной полосе перейти на более агрессивные характеристикиОфициальные дилеры заверили, что сложностей с обращениями по гарантии при использовании таких устройств возникнуть не должно. Двое из них, кстати, были вполне «в теме», потому что сами предлагают бустеры в отделе дополнительного оборудования. Конечно, для желающих ощутимо улучшить динамику бустеры — это полумера, зато она безопасна и отлично подходит для водителей, которые хотят просто комфортно ездить и не считать секунды до «сотни».
Полезно знать
- Некоторое время назад многие автомобилисты устанавливали под капоты своих машин так называемые фильтры нулевого сопротивления, считая, что они позволяют улучшить отдачу двигателя за счет уменьшения сопротивления на впуске. Однако эти детали сами по себе реальной пользы не приносят — их использование целесообразно вместе с другими мероприятиями по увеличению мощности и крутящего момента мотора. Более того, в обычных городских условиях и уж тем более на пыльных дорогах фильтры-«нулевики» не могут обеспечить требуемую чистоту воздуха, что приводит к ускоренному износу деталей двигателя.
- Что бы ни говорили сервисмены и продавцы, чип-тюнинг не позволит добиться существенного увеличения тяги двигателя. Реальная прибавка составляет от 5 до 20%, причем верхняя граница достигается очень редко. Как правило, наиболее благодатной почвой для такого тюнинга становятся автомобили с турбомоторами. Обычным атмосферникам редко удается добавить более 10% мощности.
- При профессиональном чип-тюнинге, как это ни покажется странным, одновременно с улучшением тяговых характеристик расход топлива как минимум остается прежним (а иногда и уменьшается). Правда, как показывает практика, после доработки владелец начинает ездить на автомобиле более агрессивно — в этом случае, конечно, придется чаще заливать топливо в бак. Но прямой связи с тюнингом здесь нет.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал, чтобы ничего не пропустить.
Как увеличить мощность мотора: простые и рабочие способы
Перечисляем основные способы повышения мощности двигателя и возможные последствия от их применения
Редакция
Несмотря на то, что по большинству дорог нельзя ездить быстрее 90 км/ч, в глубине подсознания то и дело просыпается жажда новых лошадиных сил.
Самый верный способ договориться с адреналином – заняться картингом или аналогичным видом спорта. Но многим хочется пришпорить именно личный автомобиль.
Сразу отбрасываем в сторону всё, что связано с неисправностями – от чадящего мотора многого не потребуешь. То же относится к банальностям типа багажника на крыше: максималку с таким сопротивлением вам не развить. Поговорим лучше о способах увеличения мощности, используемых мастера своего дела – от конструкторов до опытных тюнингистов.
Чтобы увеличить мощность двигателя внутреннего сгорания, нужно либо умудриться заставить топливо сгорать эффективнее, либо увеличить его расход. Ведь в конечном итоге все лошадиные силы берутся из топливного бака. Попробуем поднять их эффективность.
Убрать все лишнее
Не секрет, что значительная часть энергии мотора тратится на преодоление механических потерь, уменьшить которые до нуля невозможно. Но можно попытаться их сократить. Не случайно конструкторы стали использовать облегченные поршни и шатуны, сохраняя их изначальную размерность. Такие комплекты для моторов зачастую продаются – в основном их приобретают тюнингисты. Понятно, что при этом двигателю становится легче жить и работать.
Без сопротивления
Еще один вид потерь связан с воздухом. Напоминаем: ДВС работает не на бензине или дизтопливе, а на топливовоздушной смеси. Как правило, для сокращения времени попадания воздуха в камеру сгорания используют воздушные фильтры нулевого сопротивления, хотя это, честно говоря, не очень здорово. Да и «нулевик» на входе – это не подарок. Малое сопротивление – это обратная сторона плохой фильтрующей способности. Грубо говоря, поездка станет быстрой, но недолгой…
Сжимаем и увеличиваем
Чем выше отношение объема цилиндра к объему камеры сгорания, тем выше его мощность – это азбука. Но увеличение степени сжатия – это уже операция… Можно подрезать головку блока цилиндров или применить более тонкую прокладку, но может получиться так, что мотор станет склонен к детонации, а соответствующий датчик просто уменьшит угол опережения зажигания.
С такими последствиями порой сталкиваются даже опытные мастера. Другая хирургическая операция – увеличение литража двигателя. Обычно это достигается увеличением диаметра цилиндра или хода поршня.
Больше воздуха
Пожалуй самый эффективный способ, как выжать дополнительные силы из мотора – это поставить наддув. Ведь мало влить лишнее топливо, надо еще подать больше воздуха. Для этого служит турбокомпрессор. А если воздух, нагретый им, охладить, то его плотность вырастет, а наполнение цилиндров улучшится. Для этого применяют охладитель наддувочного воздуха, он же – интеркулер.
Топливо
Простейший путь к увеличению мощности – переход на высокооктановый бензин. Сегодня есть не только 98-й, но и 100-й бензин: заливайте! Если, конечно, ваш двигатель на него рассчитан – в противном случае толку просто не будет. Правда, нефтехимики сегодня проводят активные компании, призывая всех потребителей без исключения забыть про АИ-95 и перейти на ступень выше, но, опять-таки, если разработчик мотора не предусмотрел такую возможность, то пользы от такого перехода не будет – только лишняя трата денег. Тоже самое можно сказать о чудо-присадках, производители которых обещают эффекты из серии «до 80%!». Понятно, что врут, но зная поговорку, что «лох не мамонт, не вымрет», продолжают дурить наивных автовладельцев.
Моторное масло
Масла типа 0W-16, конечно же, снизят трение подарив немножко мощности, но, опять-таки, исключительно в тех случаях, когда их рекомендовал производитель мотора. В противном случае двигатель обидится очень быстро.
Чип-тюнинг
Красота: мотор вскрывать не надо, а мощность может вырасти… Как правило, такой чип-тюнинг повышает подачу топлива и, простите, плюет на экологию. А это нехорошо. Такой прием чем-то сродни удалению каталитического нейтрализатора…
Ну и, напоследок, помните: любое несанкционированное производителем повышение мощности мотора (за редким исключением) всегда уменьшает его ресурс.
Хочу получать самые интересные статьи
4 гениальных способа повысить производительность вашего электродвигателя
Наша повседневная жизнь во многом зависит от электроприборов. От микроволновых печей и холодильников до пылесосов и водонагревателей — жизнь была бы неполной без наших электроприборов.
Электроприборы находят применение не только в домах, но и на промышленных предприятиях и в коммерческих учреждениях. Электродвигатели являются одним из основных компонентов электроприборов, и их эффективность определяет, насколько хорошо прибор будет работать.
Это правда, что электродвигатели потребляют больше электроэнергии, чем любые другие технологии в коммерческих или промышленных приложениях. Но благодаря достижениям в технологии производители электродвигателей разработали энергоэффективные двигатели. Они создали двигатели с повышенным КПД, которые потребляют меньше энергии и снижают затраты на электроэнергию.
Для тех, кто не знаком с этой темой, эффективность электродвигателя определяется соотношением выходной мощности на валу и входной электрической мощности.Большинство электродвигателей рассчитаны на работу от 50 до 100 процентов номинальной нагрузки. В идеале максимальный КПД составляет около 75 процентов от номинальной нагрузки.
Это означает, что электродвигатель мощностью 100 л.с. (л.с.) будет иметь допустимый диапазон нагрузки от 50 до 100 л.с. с максимальной эффективностью при 75 л.с. Двигатель имеет тенденцию терять свой КПД при нагрузке ниже 50% или при перегрузке (из-за перегрева).
Вот несколько способов повышения производительности электродвигателей:
1.Устранение дисбаланса напряжений
Несимметрия напряжений (любое отклонение формы волны напряжения и тока от идеальной синусоидальной формы или фазового сдвига называется дисбалансом) между фазами серьезно повлияет на работу электродвигателя. К последствиям несимметрии напряжения относятся:
- Уменьшение заторможенного ротора и крутящих моментов пробоя для применения.
- Снижение скорости при полной нагрузке.
- Значительный дисбаланс по току, связанный с конкретной конструкцией двигателя.
- Несимметрия напряжения приведет к значительному увеличению / уменьшению рабочих температур.
Для оптимальной работы электродвигателей очень важно устранить несимметрию напряжений ; это может быть достигнуто следующими способами:
- Однофазные нагрузки должны быть распределены по трехфазной системе так, чтобы они давали равную нагрузку на все три фазы.
- Немедленно замените оборудование, создающее помехи (оборудование с несимметричным трехфазным реактивным сопротивлением).
- Установив реактивные или активные фильтры, вы можете уменьшить гармоники, что значительно снизит небаланс.
2. Подключите двигатели к частотно-регулируемым приводам (VFD) для повышения эффективности
VFD — это неиспользованные ресурсы, которые быстро повышают эффективность электродвигателей. Простой и эффективный частотно-регулируемый привод может быстро переключить двигатель до точки, в которой он достигает оптимального КПД. VFD особенно эффективны в приложениях, в которых сопротивление является важным фактором.К ним относятся системы вентиляции, системы кондиционирования, вентиляции и т. Д.
При использовании частотно-регулируемого привода электродвигатель может выполнять ту же задачу, не прилагая обычных усилий, которые потребовались бы при отсутствии частотно-регулируемого привода. Таким образом, они делают электроприборы более энергоэффективными и часто являются частью программ экологического стимулирования, которые побуждают крупные организации, использующие электроприборы, работать без вреда для окружающей среды.
Однако, чтобы обеспечить наилучшую производительность, вам необходимо понимать конкретные приложения и требования двигателя.
3. Выберите двигатели правильного размера
Для обеспечения максимальной эффективности выбор двигателя правильного размера имеет решающее значение. Это особенно важно для коммерческих и промышленных предприятий, которые используют огромные электроприборы, потребляющие огромное количество энергии.
Необходима правильная оценка, поскольку для разных процессов и приложений требуются разные типы двигателей. В то время как некоторые процессы могут быть выполнены со старым двигателем с полной нагрузкой, для других могут потребоваться двигатели меньшей мощности или медленные.Поэтому определите тип приложений или процессов, которые необходимо выполнить, и соответственно выберите двигатель.
Использование двигателя небольшого размера может быть полезно для любого конкретного применения, так как оно обеспечит дополнительную мощность, когда это необходимо, и продлит срок службы электродвигателя.
Для оптимальной производительности важно обеспечить небольшую разницу между потенциальной нагрузкой двигателя и стандартной рабочей нагрузкой, поскольку это гарантирует, что потенциал двигателя не будет потрачен впустую.Таким образом, вы можете сэкономить деньги и обеспечить оптимальную эффективность на объекте.
4. Требуется надлежащее обслуживание
Правильное обслуживание электродвигателей является обязательным условием для поддержания оптимальной работы оборудования. Программы планового технического обслуживания позволяют техническим специалистам выявлять проблемы с двигателем, как только они возникают, и быстро их устранять. Если не проводить техническое обслуживание, это приведет к дальнейшему повреждению различных внутренних частей электродвигателя, что повлияет на его эффективность.
Кроме того, регулярное техническое обслуживание продлевает срок службы двигателя и гарантирует, что вам не придется нести убытки из-за простоев или дорогостоящего ремонта. Техники могут тщательно осмотреть каждую часть двигателя и убедиться, что они работают оптимально, тем самым улучшая характеристики двигателя.
Заключение
Производительность электродвигателя зависит от его эффективности, поэтому у вас должен быть план повышения общей эффективности двигателя.
Оценка процессов / приложений и использование двигателей правильного типа может обеспечить быстрое и эффективное выполнение задач.Правильное обслуживание двигателей имеет решающее значение для выявления проблем, как только они возникают, и поэтому мы проводим ремонт / замену по мере необходимости для обеспечения оптимальной работы двигателя .
Поддержание равных или близких к равным фазным напряжениям хорошо помогает убедиться, что электродвигатель работает с полной эффективностью. Несимметрия напряжения не только влияет на производительность, но и сокращает срок службы двигателя.
Помня о вышеперечисленном, вы можете улучшить характеристики электродвигателя, будь то дома или на работе, и облегчить жизнь.
Изображение предоставлено: regalbeloit.com
Как улучшить крутящий момент и частоту вращения двигателя постоянного тока?
Я собираюсь предположить, что у этого 6-летнего ребенка есть хотя бы небольшое образование в области физики. Я собираюсь начать с ответа, почему каждый результат будет происходить с большим количеством математики, чтобы описать физику, стоящую за всем этим. Затем я отвечу на каждый случай индивидуально с математическим обоснованием каждого результата. В заключение отвечу на ваш «общий» вопрос.
Ответ на все ваши «Почему?» вопросы есть: Физика! В частности, закон Лоренца и закон Фарадея.Отсюда:
Крутящий момент двигателя определяется по уравнению:
$$ \ tau = K_t \ cdot I ~~~~~~~~~~ (N \ cdot m) $$
Где:
\ $ \ tau = \ text {крутящий момент} \ $
\ $ K_t = \ text {постоянная крутящего момента} \ $
\ $ I = \ text {ток двигателя} \ $
Постоянная крутящего момента, \ $ K_t \ $, является одним из основных параметров двигателя, которые описывают конкретный двигатель на основе различных параметров его конструкции, таких как магнитная сила, количество витков провода, длина якоря и т. Д.как вы упомянули. Его значение указывается в крутящем моменте на ампер и рассчитывается как:
.$$ K_t = 2 \ cdot B \ cdot N \ cdot l \ cdot r ~~~~~~~~~~ (N \ cdot m / A) $$
Где:
\ $ B = \ text {сила магнитного поля в теслах} \ $
\ $ N = \ text {количество витков провода в магнитном поле} \ $
\ $ l = \ text {длина действующего магнитного поля на проводе} \ $
\ $ r = \ text {радиус якоря двигателя} \ $
Напряжение обратной ЭДС определяется по:
$$ V = K_e \ cdot \ omega ~~~~~~~~~~ (вольт) $$
Где:
\ $ V = \ text {Напряжение обратной ЭДС} \ $
\ $ K_e = \ text {постоянная напряжения} \ $
\ $ \ omega = \ text {угловая скорость} \ $
Угловая скорость — это скорость двигателя в радианах в секунду (рад / сек), которая может быть преобразована из об / мин:
$$ \ text {рад / сек} = \ text {RPM} \ times \ dfrac {\ pi} {30} $$
\ $ K_e \ $ — второй главный параметр двигателя.Как ни странно, \ $ K_e \ $ вычисляется по той же формуле, что и \ $ K_t \ $, но дается в других единицах:
$$ K_e = 2 \ cdot B \ cdot N \ cdot l \ cdot r ~~~~~~~~~~ (вольт / рад / сек) $$
Почему \ $ K_e = K_t \ $? Из-за физического закона сохранения энергии. Это в основном означает, что электрическая мощность, подаваемая в двигатель, должна равняться механической мощности, отдаваемой двигателем. При 100% эффективности:
\ $ P_ {in} = P_ {out} \ $
\ $ V \ cdot I = \ tau \ cdot \ omega \ $
Подставляя уравнения сверху, получаем:
\ $ (K_e \ cdot \ omega) \ cdot I = (K_t \ cdot I) \ cdot \ omega \ $
\ $ K_e = K_t \ $
Я предполагаю, что каждый параметр изменяется отдельно.
Случай 1: Напряженность магнитного поля прямо пропорциональна постоянной крутящего момента \ $ K_t \ $. Таким образом, когда напряженность магнитного поля увеличивается или уменьшается, крутящий момент \ $ \ tau \ $ будет увеличиваться или уменьшаться пропорционально. Это имеет смысл, потому что чем сильнее магнитное поле, тем сильнее «толчок» якоря.
Напряженность магнитного поля прямо пропорциональна постоянной напряжения \ $ K_e \ $. Однако \ $ K_e \ $ обратно пропорционально угловой скорости:
$$ \ omega = \ dfrac {V} {K_e} $$
Итак, по мере увеличения магнитного поля скорость будет уменьшаться.Это снова имеет смысл, потому что чем сильнее магнитное поле, тем сильнее «толчок» якоря, поэтому он будет сопротивляться изменению скорости.
Поскольку выходная мощность равна крутящему моменту, умноженному на угловую скорость, а мощность равна выходной мощности (опять же, при 100% КПД), получаем:
$$ P_ {in} = \ tau \ cdot \ omega $$
Таким образом, любое изменение крутящего момента или скорости будет прямо пропорционально мощности, необходимой для привода двигателя.
Случай 2: (Здесь немного больше математики, которую я явно не использовал выше) Возвращаясь к закону Лоренца, мы видим, что:
$$ \ tau = 2 \ cdot F \ cdot r = 2 (I \ cdot B \ cdot N \ cdot l) r $$
Следовательно:
$$ F = I \ cdot B \ cdot N \ cdot l $$
Благодаря Ньютону у нас:
$$ F = m \ cdot g $$
Итак…
$$ \ tau = 2 \ cdot m \ cdot g \ cdot r $$
Если вы сохраните длину провода такой же, но увеличите его калибр, масса увеличится. Как видно выше, масса прямо пропорциональна крутящему моменту, как и напряженность магнитного поля, поэтому применим тот же результат.
Случай 3: Радиус якоря, \ $ r \ $ в приведенных выше уравнениях, снова прямо пропорционален постоянным двигателям. Итак, опять же, мы получаем те же результаты, когда мы увеличиваем и уменьшаем его длину.
Начинаете видеть здесь закономерность?
Случай 4: Число витков нашего провода, \ $ N \ $ в приведенных выше уравнениях, также прямо пропорционально константам двигателя. Итак, как обычно, мы получаем те же результаты, когда увеличиваем и уменьшаем количество витков.
Если это еще не очевидно, крутящий момент и скорость обратно пропорциональны:
Необходимо найти компромисс между потребляемой мощностью двигателя (напряжение и ток) и выходной мощностью двигателя (крутящий момент и скорость):
$$ V \ cdot I = \ tau \ cdot \ omega $$
Если вы хотите поддерживать постоянное напряжение, вы можете только увеличить ток.Увеличение тока только увеличит крутящий момент (и общую мощность, подаваемую в систему):
$$ \ tau = K_t \ cdot I $$
Для увеличения скорости необходимо увеличить напряжение:
$$ \ omega = \ dfrac {V} {K_e} $$
Если вы хотите сохранить постоянную входную мощность, вам необходимо изменить один из физических параметров двигателя, чтобы изменить константы двигателя.
батарей — Что происходит, когда вы увеличиваете ток двигателя постоянного тока?
Добавляя параллельно батарею, вы не увеличиваете ток .Вы увеличиваете максимальный ток, который может выдерживать двигатель. Ничего не произойдет, если вы подключите еще одну батарею параллельно и двигатель не будет испытывать недостатка тока.
Имейте в виду, что, чем в законе Ома, у вас есть 3 переменные: \ $ V = RI \ $. В этом уравнении вы можете повлиять на одну переменную, изменив две другие. Для данного двигателя R постоянно, это означает, что одна из двух возможных переменных, которые вы можете изменить, отсутствует.
Вы можете либо установить напряжение на некоторый уровень, что вы, кажется, делаете с помощью регулятора скорости, и позволить току исходить из уравнения, либо вы можете использовать другой тип регулятора скорости, который устанавливает ток и позволяет приходить напряжение. в результате уравнения.
Так как же крутящий момент связан с этим? Что ж, у двигателя есть так называемая обратная электродвижущая сила, и уравнение закона Ома на самом деле немного другое: $$ I = \ frac {V_ {battery} -V_ {back-EMF}} {R} $$ Чем больше крутящий момент, обеспечиваемый двигателем, тем ниже \ $ V_ {противо-ЭДС} \ $, что приводит к большему току, протекающему через двигатель.
Когда ток подается от батареи, напряжение батареи обычно падает. Падение зависит от типа аккумулятора и силы тока. Если ток выше ожидаемого от батареи, вы можете ожидать, что батарея будет иметь более низкое напряжение, чем ожидалось, перегреется или даже взорвется.Если ток, обеспечиваемый батареей, достаточен, падение напряжения не будет таким большим.
Итак, как я сказал в первом абзаце: если батареи могут обеспечить достаточный ток для двигателя (и вы проверяете это, проверяя ток, когда двигатель должен обеспечивать максимальный крутящий момент), то добавление другой батареи не повлияет на ток или крутящий момент. Если тока недостаточно, и вы добавляете батарею, вы можете ожидать увеличения крутящего момента, потому что напряжение, подаваемое батареями, будет выше.
Конструкция— Можно ли безопасно увеличить крутящий момент и частоту вращения электродвигателя постоянного тока с помощью внешнего магнита
Здесь есть две проблемы. Во-первых, у двигателей есть магнитная цепь, которая сделана из (вероятно, постоянных) магнитов и железа, и магнитный поток течет внутри этой цепи. Обычно корпус является частью цепи, поэтому размещение магнитов снаружи двигателя приведет к их выводу за пределы магнитной цепи и очень мало повлияет на фактический магнитный поток, проходящий через обмотки, а это то, о чем вы заботитесь.
Если это не двигатель с постоянными магнитами (например, с последовательной обмоткой или с независимым возбуждением), вы не можете добавить постоянные магниты.
Во-вторых, если предположить, что вы изменили корпус двигателя, чтобы вставить в магнитную цепь новые более крупные магниты и тем самым увеличить магнитный поток, результатом будет увеличение крутящего момента двигателя в некоторый раз, а также уменьшение скорости двигателя в такой же раз. В основном вы просто меняете параметр Kv двигателя (погуглите), и теоретически вы можете использовать более высокий ток без его размагничивания, но это, вероятно, столкнется с тепловыми проблемами задолго до того, как этот эффект станет актуальным.
Обратите внимание, что крутящий момент пропорционален току и магнитному потоку, но также и противо-ЭДС пропорциональна магнитному потоку, поэтому скорость двигателя будет уменьшена.
Вы можете увеличить напряжение питания, чтобы вернуться к той же скорости, но вы все равно столкнетесь с тепловыми пределами двигателя, которые в основном устанавливаются общим объемом меди в обмотках и тем, насколько эффективно обмотки могут рассеивать тепло. Для грамотно спроектированного двигателя предел мощности будет тепловым, поэтому вы не сможете получить больше мощности, просто запустив поле.Увеличение поля просто понижает кривую крутящего момента до более низких оборотов.
В итоге: не беспокойтесь о внешних магнитах. По сути, это пустая трата времени, потому что вы не можете победить термодинамику, даже если вы ниндзя, занимающийся проектированием двигателей. Двигатели постоянного тока мощностью 1 кВт на картинге в любом случае будут двигаться довольно быстро, если передаточное число будет подходящим, и если двигатели недостаточно мощные, вам нужно покупать двигатели большего размера
КАК УЛУЧШИТЬ МОЩНОСТЬ (электродвигатель)
4.4
ФАКТОР Чтобы улучшить коэффициент мощности для данной нагрузки, необходимо уменьшить реактивную составляющую нагрузки (квар). Этот компонент реактивной мощности отстает от компонента мощности (потребляемая мощность в кВт) на 90 электрических градусов, так что один из способов уменьшить влияние этого компонента — ввести компонент реактивной мощности, который опережает компонент мощности
на 90 электрических градусов. Этого можно добиться с помощью силового конденсатора, как показано на диаграмме мощности на рис.4.5, что приводит к чистому уменьшению угла 6 или увеличению коэффициента мощности.
Для повышения коэффициента мощности в системной установке используются несколько методов. Один из методов, который можно использовать в больших системах, заключается в использовании синхронных двигателей для управления низкоскоростными нагрузками, требующими непрерывной работы. Типичное применение синхронного двигателя — это привод низкоскоростного воздушного компрессора, который обеспечивает технологический сжатый воздух для установки. Синхронный двигатель настроен на работу с опережающим коэффициентом мощности и, таким образом, обеспечивает опережающие киловары для компенсации запаздывающих киловар нагрузок индуктивного типа, таких как асинхронные двигатели.Синхронные двигатели
обычно рассчитаны на работу с опережающим коэффициентом мощности 80% и потреблением тока, который опережает линейное напряжение, а не отстает от него, как в случае с асинхронными двигателями и трансформаторами. Например, рассмотрим нагрузку 2000 кВт при отстающем коэффициенте мощности 70%. Использование синхронного двигателя мощностью 200 л.с., работающего с опережающим коэффициентом мощности 80%, увеличит общий коэффициент мощности системы с 70% до 85%.
РИСУНОК 4.5 Векторная диаграмма потребляемой мощности с коррекцией коэффициента мощности.
Более популярный метод повышения коэффициента мощности в низковольтных распределительных сетях — это использование силовых конденсаторов для обеспечения основной необходимой реактивной мощности. Величина и расположение корректирующей емкости должны быть определены при обследовании распределительной системы и источника нагрузок с низким коэффициентом мощности. Кроме того, необходимо учитывать общую первоначальную стоимость и срок окупаемости установки конденсатора.
Для уменьшения потерь в системе конденсаторы коррекции коэффициента мощности должны быть электрически расположены как можно ближе к нагрузкам с низким коэффициентом мощности.В некоторых случаях конденсаторы могут быть расположены на конкретном фидере. В других случаях у двигателей большой мощности конденсаторы можно подключать как можно ближе к клеммам двигателя. Конденсаторы коэффициента мощности подключаются к линиям электропередачи параллельно нагрузке с низким коэффициентом мощности.
Требуемое количество киловар конденсаторов зависит от коэффициента мощности без коррекции и желаемого скорректированного значения коэффициента мощности.
Коэффициент мощности и киловары без коррекции можно определить путем измерения коэффициента мощности, силы тока в линии и напряжения в линии в точке коррекции.Для трехфазной системы:
Или можно измерить мощность в киловаттах, ампер в линии и напряжение в сети. Тогда
Емкостные киловары, необходимые для повышения системы до желаемого коэффициента мощности, можно рассчитать следующим образом:
где PF — желаемый коэффициент мощности.
Например, рассмотрим нагрузку 1000 кВт с коэффициентом мощности 60%, который нужно скорректировать до 90%:
Таблицы, такие как Таблица 4.1, были разработаны и доступны у большинства производителей силовых конденсаторов для упрощения этого расчета.В таблице 4.1 представлен множитель, который необходимо применить к киловаттной нагрузке для определения емкостных киловар, необходимых для получения желаемого скорректированного коэффициента мощности. Рассмотрим ту же нагрузку 1000 кВт с коэффициентом мощности 60%, который нужно скорректировать до 90%. Из таблицы 4.1 для существующего коэффициента мощности (60%) и скорректированного коэффициента мощности (90%) коэффициент коррекции коэффициента мощности равен 0,849. Таким образом, необходимое количество киловар емкости составляет 1000 x 0,849 = 849 квар.
Проверим этот расчет:
ТАБЛИЦА 4.1 Поправочные коэффициенты коэффициента мощности
| Существующий коэффициент мощности,% | Исправлено | коэффициент мощности | ||
| 100% | 95% | 90% | 85% | |
| 60 | 1,333 | 1,005 | 0,849 | 0,714 |
| 62 | 1,265 | 0,937 | 0,781 | 0,646 |
| CM | 1.201 | 0,872 | 0,716 | 0,581 |
| (.; <.; | 1,138 | 0,810 | 0,654 | 0,519 |
| 68 | 1,078 | 0,750 | 0,594 | 0,459 |
| 70 | 1,020 | 0,692 | 0,536 | 0,400 |
| 7: 2 | 0,964 | 0,635 | 0,480 | 0.344 |
| 71 | 0,909 | 0,580 | 0,425 | 0,289 |
| 76 | 0,855 | 0,526 | 0,371 | 0,235 |
| 78 | 0,802 | 0,474 | 0,318 | 0,183 |
| 80 | 0,750 | 0,421 | 0,266 | 0,130 |
| S1 | 0,724 | 0.395 | 0,240 | 0,104 |
| 82 | 0,698 | 0,369 | 0,214 | 0,078 |
| 8:.! | 0,672 | 0,343 | 0,188 | 0,052 |
| 84 | 0,646 | 0,317 | 0,162 | 0,026 |
| 86 | 0,620 | 0,291 | 0,135 | |
| м | 0.593 | 0,265 | 0,109 | |
| 87 | 0,567 | 0,238 | 0,082 | |
| 88 | 0,540 | 0,211 | 0,055 | |
| 89 | 0,512 | 0,184 | 0,028 | |
| 90 | 0,484 | 0,156 | ||
| 91 | 0.456 | 0,127 | ||
| 92 | 0,426 | 0,097 | ||
| 93 | 0,395 | 0,067 | ||
| 94 | 0,363 | 0,034 | ||
| 96 | 0,329 |
На протяжении многих лет было несколько руководящих принципов, используемых для выбора конденсаторов коррекции коэффициента мощности асинхронного двигателя.Три из этих рекомендаций следующие:
1. Добавьте корректирующие киловары конденсаторов, равные 90% киловольт-ампер на холостом ходу двигателя.
2. Добавьте корректирующие киловары конденсаторов, равные 100% киловольт-ампер на холостом ходу двигателя.
3. Добавьте корректирующие киловары конденсаторов, равные 50% киловольтампер полной нагрузки двигателя.
В таблице 4.2 представлено сравнение этих методов выбора конденсаторов коррекции для некоторых типичных четырехполюсных асинхронных двигателей со скоростью 1800 об / мин.
| Мощность двигателя, л.с. | Начальный ПФ | 90% NL кВА | 100% NL кВА | 50% FL кВА | |||
| квар | Corr. PF | кв. | Corr. PF | квар | Corr. PF | ||
| Стандартная конструкция NEMA B, 1800 об / мин | асинхронные двигатели | ||||||
| 10 | 0.843 | 3,70 | 0,979 | 4,12 | 0,987 | 5,14 | 0,999 |
| 25 | 0,853 | 8,70 | 0,980 | 9,66 | 0,988 | 12,45 | 1.000 |
| 50 | 0,863 | 12,37 | 0,962 | 13,74 | 0,970 | 23,64 | 1.000 |
| 100 | 0.903 | 19,50 | 0,973 | 21,67 | 0,978 | 45,20 | 0,997L |
| 200 | 0,905 | 37,34 | 0,973 | 41,49 | 0,978 | 89,24 | 0,997L |
| Энергия- | ■ Эффективный, 1800 об / мин | индукционный | моторы | ||||
| 10 | 0.850 | 2,98 | 0,967 | 3,31 | 0,976 | 4,92 | 0,999 |
| 25 | 0,867 | 7,24 | 0,977 | 8,05 | 0,984 | 11,71 | 1.000 |
| 50 | 0,805 | 18,18 | 0,962 | 20,20 | 0,974 | 24,86 | 0,993 |
| 100 | 0.861 | 24,16 | 0,960 | 26,84 | 0,968 | 46,85 | 1.000 |
| 200 | 0,897 | 51,75 | 0,974 | 45,81 | 0,980 | 87,44 | 0,998L |
Возникает вопрос: каков типичный двигатель с точки зрения коэффициента мощности? На рис. 4.6 показано изменение коэффициента мощности при полной нагрузке для стандартных четырехполюсных асинхронных двигателей с частотой вращения 1800 об / мин.Рисунок 4.6 основан на опубликованных данных от 10 производителей электродвигателей. Разница в коэффициенте мощности при полной нагрузке для определенной номинальной мощности может варьироваться от 5 до 15 пунктов. Поэтому лучше всего знать информацию о коэффициенте мощности для конкретных двигателей, требующих коррекции коэффициента мощности. Методы выбора корректирующих конденсаторов без нагрузки являются консервативными и увеличивают скорректированный коэффициент мощности до 95% или выше. Однако информация о холостом ходе недоступна. Напротив, коэффициент мощности и КПД при полной нагрузке обычно доступны либо в опубликованной литературе, либо на паспортной табличке двигателя.Эти данные можно использовать для расчета коэффициента мощности двигателя и потребляемой мощности в киловатт-амперах. Использование 50% киловатт-ампер при полной нагрузке для определения корректирующих киловаров обычно приводит к скорректированному значению
РИСУНОК 4.6 Коэффициент мощности Nema, конструкция B, асинхронные двигатели 1800 об / мин.
Коэффициент мощности 0,99 или лучше с немного опережающим коэффициентом мощности. Этот метод следует использовать с осторожностью, если двигатель не работает с полной номинальной нагрузкой. В условиях частичной нагрузки скорректированный коэффициент мощности может быть больше 0.90 ведущих. Чем выше мощность двигателя, тем больше вероятность того, что скорректированный коэффициент мощности может быть опережающим при частичных нагрузках. Частичная нагрузка на двигатель — обычное явление. Исследования показывают, что средняя нагрузка на асинхронные двигатели мощностью 125 л.с. и выше колеблется от 50 до 85% от номинальной полной нагрузки. Для асинхронных двигателей 1800 об / мин коэффициент мощности при нагрузке 50% обычно на 0,07–0,14 пункта ниже, чем коэффициент мощности при полной нагрузке. Если конденсаторная коррекция не используется для подачи киловар для других неисправленных двигателей в той же цепи, для корректирующих киловар следует использовать значение ниже 50% входных киловольт-ампер при полной нагрузке.
При применении конденсаторов коррекции коэффициента мощности на месте расположения двигателя NEMA рекомендует следующую процедуру на основе опубликованных данных или данных с паспортной таблички для электродвигателя:
1. Примерный коэффициент мощности при полной нагрузке можно рассчитать на основе опубликованных данных или данных с паспортной таблички: следующим образом:
, где
PF = коэффициент мощности на единицу при полной нагрузке (на единицу
PF = процент PF / 100) л.с. = номинальная мощность E = номинальное напряжение I = номинальный ток Eff = номинальный КПД при полной нагрузке на единицу из опубликованных данных или как указано на паспортной табличке двигателя (на единицу
Eff = процент Eff / 100)
2.По соображениям безопасности, как правило, лучше повышать коэффициент мощности для нескольких нагрузок как части системы распределения электростанции. В тех случаях, когда местные нормы или другие обстоятельства требуют повышения коэффициента мощности отдельного двигателя
, номинальная мощность улучшающего конденсатора в киловарах может быть рассчитана следующим образом:
, где
квар = номинальная мощность трехфазного конденсатора повышения коэффициента мощности. PF, — = улучшенный на единицу коэффициента мощности для комбинации двигатель-конденсатор
3.В некоторых случаях может быть желательно определить результирующий коэффициент мощности PF-, если известен конденсатор повышения коэффициента мощности, выбранный в пределах максимального безопасного значения, указанного производителем двигателя. Результирующий коэффициент мощности PF- при полной нагрузке можно рассчитать по следующей формуле:
Предупреждение: ни в коем случае нельзя применять конденсаторы для повышения коэффициента мощности с номинальными характеристиками, превышающими максимальное безопасное значение, указанное производителем двигателя. Чрезмерное улучшение может вызвать перевозбуждение, что приведет к возникновению высоких переходных напряжений, токов и крутящих моментов, что может повысить опасность для персонала и вызвать возможное повреждение двигателя или приводимого в действие оборудования.Для получения дополнительной информации о соображениях безопасности при применении конденсаторов для повышения коэффициента мощности см. Публикацию NEMA № MG2, Стандарт безопасности при строительстве и Руководство по выбору, установке и использованию электродвигателей и генераторов.
Уровень, до которого должен быть улучшен коэффициент мощности, зависит от экономической окупаемости с точки зрения требований к коэффициенту мощности электроэнергетики и экономии энергии системы из-за более низких потерь. Кроме того, необходимо учитывать характеристики нагрузки двигателя.Если нагрузка двигателя представляет собой циклическую нагрузку, которая изменяется от номинальной нагрузки до легкой нагрузки, значение корректирующей киловарной емкости не должно приводить к опережающему коэффициенту мощности при легких нагрузках.
Чтобы избежать такой возможности, NEMA рекомендует, чтобы максимальное значение добавленных корректирующих киловар было меньше требуемого киловара двигателя без нагрузки примерно на 10%. Таким образом,
Максимальная емкость конденсатора квар для трехфазных двигателей
, где
INL = линейный ток двигателя без нагрузки V = линейное напряжение двигателя
Например, рассмотрим асинхронный двигатель мощностью 50 л.с., 1800 об / мин, работающий от сети 230 В. трехфазная система электроснабжения 60 Гц.В таблице 4.3 показаны характеристики этого двигателя при различных нагрузках без коррекции коэффициента мощности. В таблице 4.4 показаны характеристики при полной нагрузке с различными значениями киловар корректирующего конденсатора, включая 100% киловольт-ампер без нагрузки (13,7 квар) и
| Нагрузка | Строка | Эфф. | ПФ | кВт потребляемая | кВА | квар |
| Полная нагрузка | 118.7 | 0,915 | 0,862 | 40,8 | 47,3 | 24,0 |
| 3/4 нагрузки | 89,4 | 0,922 | 0,852 | 30,3 | 35,6 | 18,6 |
| 1/2 нагрузки | 64,8 | 0,920 | 0,785 | 20,3 | 25,8 | 16,0 |
| 1/4 нагрузки | 44,1 | 0,887 | 0,598 | 10.5 | 17,6 | 14,1 |
| Без нагрузки | 34,4 | 0,000 | 0,073 | 1,0 | 13,7 | 13,7 |
| Конденсатор | Система | Система | Система | Потеря линии |
| квар | линейный ток | WA | ПФ | уменьшение,% |
| 0 | 118,7 | 47.3 | 0,862 | 0 |
| 8 | 109,9 | 43,8 | 0,931 | 14 |
| 12 | 106,7 | 42,5 | 0,959 | 19 |
| 13,7 | 105,5 | 42,0 | 0,970 | ■ 21 |
| В | 104,8 | 41,7 | 0,977 | 22 |
| 18 | 103,4 | 41.2 | 0,989 | 2 А |
| 23,7 | 102,3 | 40,8 | 1.000 | ■ 26 |
50% киловольт-ампер полной нагрузки (23,7 квар). Эти значения в киловарах корректируют коэффициент мощности до 0,97 и единицы соответственно. Исходя из 4000 часов в год работы на электросети, поправка
к единичному коэффициенту мощности может привести к экономии затрат на электроэнергию в размере 70 долларов в год. Комбинированные характеристики двигателя и конденсатора при частичных нагрузках показаны в таблице 4.5. Обратите внимание, что при частичных нагрузках с более высокими значениями корректирующих киловар коэффициент мощности может быть очень большим. На рисунке 4.7 показано сравнение скорректированного
| Конденсатор | Нетто | коэффициент мощности | |||
| квар | Полная нагрузка | 3/4 нагрузки | 1/2 нагрузки | 1/4 нагрузки | Без нагрузки |
| 0 | 0.862 | 0,852 | 0,785 | 0,598 | 0,073 |
| ■ х. | 0,931 | 0,944 | 0,930 | 0,865 | 0,174 |
| 12 | 0,959 | 0,977 | 0,981 | 0,981 | 0,516 |
| 13,7 | 0,97 | 0,987 | 0,994 | 0,999 | 0,999 |
| 1: 1 | 0.977 | 0,993 | 0,999 | (0,996 л) | (0,599 л) |
| 18 | 0,98 (3 | 1.000 | (0,995 л) | (0,937 л) | (0,225 л) |
| 23,7 | 1.000 | (0,986 л) | (0,935 л) | (0,738 л) | (0,099 л) |
РИСУНОК 4.7 Коэффициент мощности асинхронного двигателя мощностью 50 л.с. с различными уровнями коррекции киловар: (1) без коррекции, (2) коррекция на 12 квар, (3) 13.Коррекция 7 квар, (4) Коррекция 23,7 квар.
и нескорректированный коэффициент мощности при различных уровнях коррекции киловаров для асинхронного двигателя мощностью 50 л.с. Следует избегать высокого уровня коррекции коэффициента мощности, если двигатель будет работать с частичной нагрузкой, а конденсаторы подключены непосредственно к клеммам двигателя. Применение конденсаторных киловар вплоть до киловатт-ампер холостого хода приводит к запаздывающему коэффициенту мощности для всех условий нагрузки.
Национальный электрический кодекс (NEC) снял любые ограничения на размер конденсаторов коррекции коэффициента мощности, применяемых в цепях асинхронных двигателей.Это возлагает ответственность на инженеров-электриков предприятия за выбор стратегий коррекции коэффициента мощности, которые лучше всего подходят для их работы на предприятии.
4.4.1
Конденсаторы коррекции коэффициента мощности должны быть подключены как можно ближе к нагрузке с низким коэффициентом мощности. Это очень часто
определяется характером и разнообразием нагрузки. На рисунке 4.8 показаны типичные точки установки конденсаторов:
на клеммах двигателя.Подключение силовых конденсаторов к клеммам двигателя и переключение конденсаторов с нагрузкой двигателя — очень эффективный метод коррекции коэффициента мощности. Преимущества этого типа установки следующие: не требуются дополнительные переключатели или защитные устройства, а потери в линии снижаются от точки подключения к источнику питания. Корректирующая емкость подается только при работающем двигателе. Кроме того, размеры конденсаторов коррекции могут быть подобраны в соответствии с данными паспортной таблички двигателя, как обсуждалось ранее.
Если конденсаторы подключаются со стороны двигателя в случае перегрузки, необходимо изменить значения перегрузки, чтобы сохранить надлежащую защиту двигателя от перегрузки. Предупреждение: в некоторых типах электродвигателей такой способ установки может привести к повреждению конденсаторов или двигателя, либо и того, и другого.
Никогда не подключайте конденсаторы непосредственно к двигателю при любых из следующих условий:
Двигатель является частью системы преобразователя частоты. Используются твердотельные пускатели.Используется запуск открытого перехода.
Двигатель подвержен повторяющимся переключениям, толчковому режиму, толчковому толчку или засорению
.
Используется многоскоростной двигатель. Используется реверсивный двигатель.
Существует вероятность того, что нагрузка может приводить в движение двигатель (например, высокоинерционная нагрузка).
Во всех этих случаях напряжения самовозбуждения или пиковые переходные токи могут вызвать повреждение конденсатора и двигателя. В этих типах установок конденсаторы следует переключать с помощью контактора, заблокированного пускателем двигателя.
На главном терминале многомоторной машины. В случае машины или системы с несколькими двигателями обычной практикой является исправление всей машины на входе в машину. В зависимости от нагрузки и рабочего цикла двигателей это может быть
РИСУНОК 4.8 Где устанавливать конденсаторы коэффициента мощности. №
желательно коммутировать конденсаторы с контактором с блокировкой пускателей двигателя. Таким образом, конденсаторы подключаются только тогда, когда работают главные двигатели многомоторной системы.
В распределительном центре или в филиале. Расположение конденсаторов в распределительном центре или ответвлении, вероятно, наиболее практично, когда в цепи имеется множество небольших нагрузок, требующих коррекции коэффициента мощности. Однако, опять же, конденсаторы должны быть расположены как можно ближе к нагрузкам с низким коэффициентом мощности, чтобы получить максимальную выгоду от установки.
Как повысить эффективность электродвигателей
Первый промышленный электродвигатель, вероятно, считался прорывом в свое время, даже несмотря на то, что было много возможностей для улучшения.По мере развития технологий производители двигателей разработали более совершенные двигатели, которые потребляют меньше энергии и требуют меньших затрат. Хотя для производителей вполне естественно использовать новейшие технологии при создании электродвигателей, возможности для дальнейшего совершенствования методов производства сыграли важную роль в повышении эффективности этих двигателей.
Рассмотрим следующую статистику:
- В 2015 году мировой рынок электротехники оценивался в более чем 70 миллиардов долларов и, как ожидается, будет расти со среднегодовыми темпами роста (CAGR) в 4 раза.2 процента с 2017 по 2025 год.
- По оценкам, к 2035 году мировое потребление электроэнергии достигнет 35 триллионов киловатт-часов, и почти 28 процентов будут использоваться электродвигателями.
- Девяносто процентов установленных двигателей работают непрерывно на полной скорости и используют механические системы для регулирования мощности.
Будущее определенно выглядит многообещающим!
Прежде чем перейти к изучению эффективности электродвигателей, важно больше узнать об общих двигателях, используемых в промышленности.
Простой двигатель постоянного тока преобразует электрическую энергию постоянного тока в механическую. Обычно он оснащен большим количеством катушек, что делает его эффективным. Тем не менее, это может привести к большим потерям энергии из-за трения между коллектором и щетками, а также потери крутящего момента при определенных углах. Кроме того, если двигатель застрянет при попытке поднять тяжелый груз, катушки ротора могут легко перегреться и расплавиться. Вот почему в ряде промышленных и тяжелых бытовых приборов используются электродвигатели.
Как производители могут экономить электроэнергию с помощью электродвигателей
Конструкция электродвигателя и способ его использования являются двумя определяющими факторами, которые помогают экономить электроэнергию. Давайте сначала посмотрим на аспект дизайна.
Использование медных обмоток в обмотках статора
Что касается проводимости двигателя, всегда лучше использовать медные катушки, чем устаревшие алюминиевые. Это связано с тем, что проводимость алюминия ниже, чем у меди.Чтобы не отставать от медных катушек, алюминиевые магнитные провода могут нуждаться в большем поперечном сечении, чтобы они могли обеспечивать такой же уровень проводимости. Обмотки, намотанные алюминиевой проволокой, могут иметь больший объем по сравнению с двигателем того же размера с медной проволокой.
Если вы все еще используете алюминиевые обмотки, убедитесь, что концы алюминиевого магнитного провода правильно подключены. Алюминий окисляется намного быстрее, чем другие металлы, и если алюминиевый порошок подвергается воздействию воздуха, он полностью окисляется всего за несколько дней и оставляет после себя тонкий белый порошок.
Для правильного соединения, обеспечивающего хорошую проводимость, оксидный слой алюминиевого магнита необходимо проткнуть, чтобы предотвратить дальнейший контакт алюминия с воздухом.
Конечно, достижение КПД двигателя — это больше, чем просто выбор между алюминиевыми и медными обмотками. Несколько производителей разработали обжимные соединители с прокалкой под высоким давлением для повышения эффективности. Это было сделано для того, чтобы алюминиевые обмотки не отставали от своих медных аналогов.Хотя двигатели с алюминиевыми обмотками могут сравниться по мощности с медными, это требует времени и денег. Алюминий также требует большего количества витков и провода большего диаметра, что не всегда может быть экономичным.
Если двигатель должен работать время от времени или в течение короткого времени, а эффективность и объем не имеют значения, использование алюминиевых магнитных проводов может иметь смысл. В противном случае всегда следует отдавать предпочтение медным обмоткам.
Использование медных стержней в роторе
Когда дело доходит до роторов, медь также дает преимущество в эффективности.Медные роторы предпочтительны для энергоэффективных производств в развитых и развивающихся странах, где электричество часто бывает дефицитным и дорогостоящим. Медные роторы — лучший выбор по сравнению с алюминиевыми с точки зрения качества двигателя, надежности, стоимости, эффективности и срока службы.
Прецизионная обработка движущихся деталей
Обработка влечет за собой удаление материала из секционного блока до очень переносимого вещества. Прецизионное оборудование необходимо для достижения высочайшего допуска при наименьшей измеримой степени.Будь то резка металла или добыча угля, прецизионное оборудование может обеспечить точность, необходимую для производства материалов в желаемых количествах. Движущиеся части машины требуют своевременного обслуживания для достижения максимальной производительности и эффективности. Техническое обслуживание должно выполняться только специалистами, при этом должен требоваться осмотр всех частей.
Использование высококачественной стали для роторов и статоров
Высокотехнологичная электротехническая сталь необходима для производства экономичных статоров и роторов, используемых во множестве электродвигателей.Этот тип стали обеспечивает высокую магнитную проницаемость и низкие потери мощности для первоклассных характеристик. Однако потери мощности в электротехнической стали все же могут возникать. Вихревые токи, также называемые токами Фуко, вступают в игру, когда магнитное поле изменяется. Прокатка стали до более тонкой толщины контролирует эти вихревые токи и снижает потери тока. Это особенно верно для прикладных частот, превышающих стандартные 50 или 60 герц.
Сохранение ротора и статора как можно ближе друг к другу
Благодаря точности изготовления производители могут удерживать ротор и статор как можно ближе друг к другу, не касаясь друг друга.Когда частота вращения достигает нескольких тысяч оборотов в минуту, электротехническая сталь в роторе может испытывать огромные нагрузки. Высокое напряжение особенно ощущается в областях рядом с пазами для магнитов, где узкое оборудование удерживает магниты на месте.
В асинхронных двигателях передача энергии происходит через воздушный зазор между статором и двигателем. Воздушный зазор необходим для минимизации сопротивления. Небольшой воздушный зазор приведет к меньшим потерям энергии и повышению эффективности.Общая магнитная связь между статором и ротором увеличивается по мере уменьшения воздушного зазора. Более высокая потокосцепление приводит к уменьшению потерь энергии и повышению эффективности. Меньший зазор также помогает избежать шума.
Больше катушек делают двигатели более эффективными
Провода в фазных катушках двигателей малой мощности тоньше. Однако количество витков катушки должно быть большим, чтобы увеличить магнитодвижущую силу или плотность тока. Сопротивление фазных обмоток и плотность потерь мощности также выше, чем у двигателей большой мощности.Следовательно, маломощные двигатели с высокими скоростями потребуют большей магнитодвижущей силы. Это означает, что потребуется больше катушек и большее количество витков с тонким проводом, который обеспечивает более высокую плотность тока.
Использование частотно-регулируемых приводов
Приводы с регулируемой скоростью (VSD) или приводы с регулируемой скоростью — это тяжелые промышленные электродвигатели. Их скорость можно регулировать с помощью внешнего контроллера. Эти приводы используются для управления технологическим процессом, поскольку они помогают экономить энергию на предприятиях, где используется множество электродвигателей.
VSD обычно используются в качестве энергосберегающих насосов и вентиляторов, поскольку они улучшают технологические операции, особенно там, где необходимо регулирование потока. Они также обеспечивают возможность плавного пуска, что снижает электрические напряжения и провалы напряжения в сети, которые обычно встречаются при пусках электродвигателей под напряжением, особенно при работе с высокоинерционными нагрузками.
Как пользователи электродвигателей могут обеспечить эффективность
Как упоминалось ранее, то, как электродвигатели используются производителями, промышленными предприятиями и домовладельцами, будет определять их эффективность.Ниже приведены некоторые конкретные шаги, которые пользователи могут предпринять для обеспечения эффективности и долговечности двигателя:
Использование интеллектуальных двигателей с соответствующим пускателем / контроллером двигателя
Хотя интеллектуальные двигатели широко используются и доступны, крайне важно выбрать наиболее подходящий вариант, чтобы минимизировать время простоя, повысить эффективность и снизить затраты. Инженеры-производственники знают, какое бремя потребления электроэнергии двигателями может сказаться на их эксплуатационных расходах. Чтобы смягчить это, они часто используют технологии управления двигателями, которые используют только необходимое количество энергии для запуска двигателей, выявления диагностических данных и сокращения времени простоя.По мере того как пускатели двигателей становятся все более популярными, технология пускателей двигателей также приобретает все большее значение.
Ниже приведены несколько важных вопросов, которые необходимо рассмотреть, прежде чем принимать решение о потенциальных областях применения электродвигателей:
Будет ли приложение требовать управления скоростью, даже если двигатель работает на определенной скорости?
Требования к контролю скорости должны быть определены как можно раньше. Некоторые устройства плавного пуска имеют ограниченное управление низкой скоростью между пуском и остановкой.Важно помнить, что рабочая скорость двигателя не может быть изменена, потому что устройство плавного пуска регулирует только напряжение двигателя, а не частоту.
Потребуется ли приложению определенное время запуска и остановки?
Обычно время пуска и останова устройств плавного пуска зависит от нагрузки. Внутренние алгоритмы регулируют напряжение на основе заранее запрограммированного времени, чтобы увеличить ток и крутящий момент для запуска двигателя и / или уменьшить их, чтобы остановить его.Если нагрузка небольшая, двигателю может потребоваться меньше времени для запуска, чем запрограммированное значение. В устройствах плавного пуска нового поколения используются усовершенствованные алгоритмы, позволяющие добиться более точного и менее зависимого от нагрузки времени пуска и останова.
Потребуется ли приложению полный крутящий момент без скорости?
ЧРП могут лучше всего работать с приложениями, требующими полного крутящего момента при нулевой скорости. Они могут создавать номинальный крутящий момент двигателя от нуля до номинальной скорости и даже обеспечивать полный крутящий момент без скорости.С другой стороны, устройства плавного пуска обычно работают в диапазоне частот от 50 до 60 Гц, а полный крутящий момент может быть достигнут только при полном напряжении. Начальный крутящий момент (доступный при нулевой скорости) обычно находится в диапазоне от нуля до 75 процентов и может быть запрограммирован.
Потребуется ли в приложении постоянный крутящий момент?
Устройства плавного пуска изменяют напряжение для управления током и крутящим моментом. Во время запуска ток изменяется в зависимости от напряжения, в то время как крутящий момент двигателя изменяется как квадрат приложенного напряжения.Крутящий момент может не оставаться постоянным при различных приложенных напряжениях, условие, которое может усложняться при изменении нагрузок.
Некоторые устройства плавного пуска работают по алгоритмам управления крутящим моментом, но это не обязательно связано с постоянным крутящим моментом. Однако во время ускорения частотно-регулируемые приводы используют разные частоты двигателя при изменении напряжения. Режим управления VFD определяется с точки зрения постоянного напряжения на герц и обеспечивает постоянный крутящий момент.
Каковы стоимость, размер и тепловые характеристики?
При силе тока менее 40 ампер устройства плавного пуска могут предложить небольшую экономическую выгоду по сравнению с частотно-регулируемыми приводами.По мере увеличения силы тока и мощности стоимость частотно-регулируемых приводов увеличивается быстрее, чем у устройств плавного пуска, и может достигать экстремальных значений при высоких значениях силы тока.
Что касается размера, устройства плавного пуска имеют преимущество перед частотно-регулируемыми приводами при любой силе тока благодаря своей конструкции. По мере увеличения тока и мощности разница может увеличиваться. Когда устройства плавного пуска объединены с внутренним или внешним электромеханическим байпасом, они еще более эффективны и могут выделять меньше тепла. Это связано с тем, что устройства плавного пуска имеют меньше активных компонентов в цепи в режимах запуска, работы и останова.
Что следует учитывать при установке и гармониках?
Проблемы, связанные с установкой, можно разделить на стоимость, размер, температуру и качество электроэнергии. Установки плавного пуска требуют меньших размеров и меньших затрат, поэтому они не вызывают особого беспокойства.
Кроме того, гармоники устройства плавного пуска меньше, чем у частотно-регулируемых приводов. Длинные кабели для частотно-регулируемых приводов требуют большего внимания, чем для устройств плавного пуска. Кроме того, для устройств плавного пуска могут не потребоваться специальные типы проводов.Электромагнитная совместимость также не может быть учтена.
Прекратите использование двигателей, если в этом нет необходимости
Как бы просто это ни звучало, наиболее эффективный способ экономии энергии — выключать двигатель, когда он не используется. Чаще всего пользователи не решаются выключить двигатель, потому что считают, что его многократный запуск приведет к значительному износу. Один из способов смягчить это — использовать устройства плавного пуска, которые могут снизить износ.Правильно установленное и специально разработанное устройство плавного пуска также может снизить нагрузку на механические и электрические системы.
Снижение износа
Снижение износа двигателя — одна из основных задач пользователей. При запуске электродвигателя происходит значительный износ, так как высокие начальные токи и силы создают давление в механических и электрических системах. Хотя это может быть вредным, повреждающие эффекты можно контролировать с помощью устройств плавного пуска.Вы также можете использовать VSD, но они могут быть менее эффективными и дорогостоящими.
Использование высокоэффективных двигателей
Эффективность двигателя может быть получена из двух факторов: размера двигателя и качества его эффективности. В частности, для двигателей меньшего размера размер является важным фактором, влияющим на эффективность. Для более мощных двигателей большее значение имеют классы эффективности.
Энергоэффективные двигатели потребляют меньше электроэнергии, не так легко нагреваются и служат дольше.Эти типы двигателей отличаются улучшенной конструкцией, что приводит к меньшим тепловым потерям и снижению шума. Использование высококачественных материалов, более жестких допусков и улучшенных технологий производства также помогает снизить потери и повысить эффективность.
Чтобы оценить преимущества высокоэффективных двигателей, вы должны сначала определить «эффективность» электродвигателя. Это может быть определено отношением механической мощности, выдаваемой двигателем (выход), к электрической мощности, подаваемой на двигатель (вход).Следовательно, КПД = (выходная механическая мощность / потребляемая электрическая мощность) x 100 процентов.
Таким образом, если двигатель эффективен на 80 процентов, он может преобразовывать 80 процентов электрической энергии в механическую. Остальные 20 процентов электроэнергии теряется в виде тепла.
Покупка двигателя подходящего размера
Двигатели, как правило, наиболее эффективны при нагрузке от 60 до 100 процентов от их полной номинальной нагрузки и наиболее неэффективны при нагрузке ниже 50 процентов.Это означает, что простая покупка двигателя правильного размера может в значительной степени повысить эффективность.
Обычно двигатели увеличенного размера работают с нагрузкой ниже 50% от номинальной, что не только делает их неэффективными, но и более дорогими по сравнению с двигателями нужного размера. Более того, они также могут снизить подачу питания на машину, что увеличивает нагрузку на электрическую систему.
Последние мысли
Поскольку «энергоэффективность» становится современной модной фразой, важно, чтобы эта концепция была интегрирована в повседневные бытовые и промышленные применения.Энергоэффективные двигатели могут предложить множество преимуществ. При правильной установке они могут работать холоднее, обеспечивать более высокие стандарты обслуживания, дольше служить, обеспечивать лучшую изоляцию и меньше шума и вибрации. Имея такое множество преимуществ, производители двигателей поступят мудро, если будут производить и использовать наиболее энергоэффективные двигатели.
Эта статья ранее появлялась на сайте www.powerjackmotion.com.
Увеличение выходной мощности и скорости двигателя на 73%
Увеличение скорости и мощности на 73% доступно для большинства небольших двигателей переменного тока.То же самое и для более мощных двигателей при покупке со специальной обмоткой. Просто используйте двигатель 230 В x 50 Гц при 400 В x 87 Гц при питании от инверторного привода.
Это связано с тем, что инвертор 400 В регулирует напряжение и частоту через 230 В x 50 Гц на пути к 400 В x 87 Гц. Двигатель остается правильно настроенным до 87 Гц. Установите «Базовую частоту» инвертора 400 В на 87 Гц. Это примерно то же самое для двигателей 220V и 240V. Для двигателей 240 В x 60 Гц установите базовую частоту 104 Гц.
Выше 50 Гц двигатель будет способен развивать большую мощность пропорционально его скорости выше 50 Гц, вплоть до 87 Гц. На практике многие производители двигателей немного уменьшают выходную частоту 87 Гц, чтобы компенсировать увеличенные потери на более высокой частоте. Если сомневаетесь, спросите нас.
Инвертор обеспечивает защиту двигателя от перегрузки по току (при правильной настройке). Большинство производителей двигателей одобряют использование своих двигателей на 240 В при напряжении 400 В при условии, что они правильно натянуты. Марелли, Брукс и Лерой Сомер были в прошлом.
Максимальная скорость будет около 2 x 87 Гц или 2 x 104 Гц.
Если требуется достичь высоких скоростей со стандартным электродвигателем переменного тока, небольшой двухполюсный электродвигатель может работать со скоростью 7000 или 8000 об / мин, только с помощью специальной балансировки для уменьшения нагрузки на подшипник. Если это ваше требование, спросите, и мы свяжемся с производителем и предложим подходящий двигатель.
Если требуется увеличить скорость существующего приложения конвейерного типа, это решение обеспечивает повышенную скорость и мощность в соответствии с потребностями приложения.Это до тех пор, пока не будут превышены механические ограничения. Мотор-редукторы с установленными 4-полюсными двигателями обычно могут без проблем работать со скоростью от 2500 до 3000 об / мин и обычно рассчитаны на крутящий момент (Нм — крутящий момент), а не на кВт.
Большинство небольших двигателей рассчитаны на питание 230/400 В x 50 Гц для соединения треугольником / звездой, поэтому могут работать от инверторного привода при 400 В x 87 Гц с обмотками, соединенными треугольником. Это стандартная конфигурация для двигателей мощностью до 3 кВт, в зависимости от производителя.