Как уменьшить обороты электродвигателя шкивами

Способы регулировки оборотов вращения асинхронных двигателей

Достаточно часто режим работы вспомогательного механизированного оборудования требует понижения штатных частот вращения. Добиться такого эффекта позволяет регулировка оборотов асинхронного двигателя. Как это сделать своими руками (расчет и сборку), используя стандартные схемы управления или самодельные устройства, попробуем разобраться далее.

Что такое асинхронный двигатель?

Электродвигатели переменного тока нашли довольно широкое применение в различных сферах нашей жизнедеятельности, в подъемно транспортном, обрабатывающем, измерительном оборудовании. Они используются для превращения электрической энергии, которая поступает от сети, в механическую энергию вращающегося вала. Чаще всего используются именно асинхронные преобразователи переменного тока. В них частота вращения ротора и статора отличаются. Между этими активными элементами обеспечивается конструктивный воздушный зазор.

И статор, и ротор имеют жесткий сердечник из электротехнической стали (наборного типа, из пластин), выступающий в роли магнитопровода, а также обмотку, которая укладывается в конструктивные пазы сердечника. Именно способ организации или укладки обмотки ротора является ключевым критерием классификации этих машин.

Двигатели с короткозамкнутым ротором (АДКР)

Здесь используется обмотка в виде алюминиевых, медных или латунных стержней, которые вставляются в пазы сердечника и с обеих сторон замыкаются дисками (кольцами). Тип соединения этих элементов зависит от мощности двигателя: для малых значений используют метод совместной отливки дисков и стержней, а для больших – раздельное изготовление с последующей сваркой между собой. Обмотка статора подключается с использованием схем «треугольника» или «звезды».

Двигатели с фазным ротором

К сети подключается трехфазная обмотка ротора, посредством контактных колец на основном валу и щеток. За основу принимается схема «звезда». На рисунке внизу представлена типичная конструкция такого двигателя.

Принцип работы и число оборотов асинхронных двигателей

Данный вопрос рассмотрим на примере АДКР, как наиболее распространенного типа электродвигателей подъемно-транспортном и обрабатывающем оборудовании. Напряжение от сети подается на обмотку статора, каждая из трех фаз которой смещена геометрически на 120°. После подачи напряжения возникает магнитное поле, создающее путем индукции ЭДС и ток в обмотках ротора. Последнее вызывает электромагнитные силы, заставляющие ротор вращаться. Еще одна причина, по которой все это происходит, а именно, возникает ЭДС, является разность оборотов статора и ротора.

Одной из ключевых характеристик любого АДКР является частота вращения, расчет которой можно вести по следующей зависимости:

n = 60f / p, об/мин

где f – частота сетевого напряжения, Гц, р – число полюсных пар статора.

Все технические характеристики указываются на металлической табличке, закрепленной на корпусе. Но если она отсутствует по какой-то причине, то определить число оборотов нужно вручную по косвенным показателям. Как правило, используется три основных метода:

Расчет количества катушек. Полученное значение сопоставляется с действующими нормами для напряжения 220 и 380В (см. табл. ниже),

Наши читатели рекомендуют! Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют ‘Экономитель энергии Electricity Saving Box’. Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.

Расчет оборотов с учетом диаметрального шага обмотки. Для определения используется формула вида:

где 2p – число полюсов, Z1 – количество пазов в сердечнике статора, y – собственно, шаг укладки обмотки.

Стандартные значения оборотов:

Расчет числа полюсов по сердечнику статора. Используются математические формулы, где учитываются геометрические параметры изделия:

2p = 0,35Z1b / h или 2p = 0,5Di / h,

где 2p – число полюсов, Z1 – количество пазов в статоре, b – ширина зубца, см, h – высота спинки, см, Di – внутренний диаметр, образованный зубцами сердечника, см.

После этого по полученным данным и магнитной индукции нужно определить количество витков, которое сверяется с паспортными данными двигателей.

Способы изменения оборотов двигателя

Регулировка оборотов любого трехфазного электродвигателя, используемого в подъемно-транспортной технике и оборудовании, позволяет добиться требуемых режимов работы точно и плавно, что далеко не всегда возможно, например, за счет механических редукторов. На практике используется семь основных методов коррекции скорости вращения, которые делятся на два ключевых направления:

Изменение скорости магнитного поля в статоре. Достигается за счет частотного регулирования, переключения числа полюсных пар или коррекции напряжения. Следует добавить, что эти методы применимы для электродвигателей с короткозамкнутым ротором,
Изменение величины скольжения. Этот параметр можно откорректировать за счет питающего напряжения, подключения дополнительного сопротивления в электрическую цепь ротора, применения вентильного каскада или двойного питания. Используется для моделей с фазным ротором.

Читать еще: Модель электродвигателя своими руками

Наиболее востребованными методами являются регулирование напряжения и частоты (за счет применения преобразователей), а также изменение количества полюсных пар (реализуется путем организации дополнительной обмотки с возможностью переключения).

Типичные схемы регуляторов оборотов

На рынке сегодня есть широкий выбор регуляторов и частотных преобразователей для асинхронных двигателей. Тем не менее, для бытовых нужд подъемного или обрабатывающего оборудования вполне можно сделать расчет и сборку на микросхеме самодельного прибора на базе тиристоров или мощных транзисторов.

Ниже представлен пример схемы достаточно мощного регулятора для асинхронного двигателя. За счет чего можно добиться плавного контроля параметров его работы, снижения энергопотребления до 50%, расходов на техническое обслуживание.

Данная схема является сложной. Для бытовых нужд ее можно значительно упростить, используя в качестве рабочего элемента симистор, например, ВТ138-600. В этом случае схема будет выглядеть следующим образом:

Обороты электродвигателя будут регулироваться за счет потенциометра, который определяет фазу входного импульса, открывающего симистор.

Как можно судить из информации, представленной выше, от оборотов асинхронного двигателя зависят не только параметры его работы, но и эффективность функционирования питаемого подъемного или обрабатывающего оборудования. В торговой сети сегодня можно приобрести самые разнообразные регуляторы, но также можно совершить расчет и собрать эффективное устройство своими руками.

Надо понизить обороты на электродвигателе

FAI4 сказал(-а): 10.08.2012 21:30

Надо понизить обороты на электродвигателе

UT3IM сказал(-а): 10.08.2012 21:42

Реальных вариантов три .
1. Понизить частоту сети – ДОРОГО .
2. Поставить механический редуктор – СЛОЖНО .
3. Заменить двигатель – НЕОХОТА .

RA3DRI сказал(-а): 10.08.2012 21:45

R3D-209 сказал(-а): 10.08.2012 21:53

RA3YCI сказал(-а): 10.08.2012 21:59

FAI4 сказал(-а): 10.08.2012 23:04

Правильно делаете. Эта последовательность ускоряет и улучшает смешивание, но не гарантирует остаточного залипания на стенках плохо перемешанного раствора. Что гарантированно в моем случае.

Добавлено через 4 минуты

Лопата и корыто уже есть. Но также есть желание оставить спину здоровой, а также немного понимания того, что не стоит на эту железку навешивать оборудование которое сделает её неоправданно дорогой.

Добавлено через 7 минут

RK6ATW сказал(-а): 10.08.2012 23:38

FAI4 сказал(-а): 11.08.2012 00:03

1. Более простого решения так пока и не последовало . Просто моя логика мне подсказывает, что если заводской частотный преобразователь стоит примерно 6-7 т.р., то совсем простая схема в пластиковой коробке должна как минимум раза в 2.5 стоить меньше.
2. Про механику я сказал выше.
3. Буду делать все чтобы оставить именно этот хороший на мой взгляд движок.

Добавлено через 19 минут

FAI4 сказал(-а): 11.08.2012 00:08

Спасибо за явные советы

DF9FXK сказал(-а): 11.08.2012 00:26

RA3DRI сказал(-а): 11.08.2012 00:45

Прежде всего, (если не решать вопрос механически, через шкивы) нужно решить каким способом можно регулировать обороты асинхронного двигатеря.
1. Обороты асинхр. двигателя определяются частотой сети. n-номин.
2. Обороты опр. напряжением на обмотках.(это то что на сх.№2)

В первом случае это штатный режим(при норм. напряжении) и можно ожидать паспортной мощности.
Во втором случае обороты можно уменьшить, но мощность будет только частичной 10-20% т.к. не поддерживается нужное скольжение вращающегося магнитного поля.

Есть способ регулировки изменением частоты переменного тока. Этот способ позволяет регулировать обороты в достаточныз пределах, но довольно дорогой.
Есть и другие способы регулирования, но они ещё более дорогостоящие.

Вам легче обменять двигатель на 750 оборотный. Это самый приемлемый споcоб обеспечить работоспособность б.мешалки.

расчет скорости ведомого шкива

Вы здесь

Страницы

Вопросы задавать можно только после регистрации. Войдите или зарегистрируйтесь, пожалуйста.

уважаемые специалисты помогите расчитать скорость на ведомом шкиве по известным данным: электродвигатель-0.55 кВт-1500 об/мин(380 вольт). на нем шкив-55 мм в диаметре (ведущий), на ведомом шкиве шкив-220 мм в диаметре. какое число оборотов будет на ведомом шкиве.
спасибо всем откликнувшимся.

Читать еще: Зарядка авто аккумулятора зарядным устройством

375 оборотов. Решается составлением пропорций.

спасибо большое! а нельзя расписать весь ход подсчета, чтоб знать на будущее? можно в личку.

Не длинну окружности, а диаметр или радиус. Их проще измерить. Для звездочек и шестерен делить нужно количество зубьев.

а если на двигателе сам вал делает 1500 об/мин тогда 55 мм шкив делает уже на много меньше оборотов чем сам вал! не так ли.

Если очень точно нужно, то.
Во-первых, обороты вала двигателя будут меньше на коэффициент скольжения, который набит на бирке двигателя, пусть он 0,95, тогда обороты вала будут 1500*0,95=1425 об/мин.
Итак 1425*55/220=356 об/мин. и это еще без учета пробуксовки ремня.

Я ем только ложкой. Не покупаю полиэтиленовые пакеты.
Это МОЙ ВКЛАД в сохранение природы.

Я не физик и не математик, но мне кажется что шкив насаженный на вал будет делать такое же количество оборотов как и вал, если конечно шкив зафиксирован шпонкой.

Помогите пожалуйста двигатель 950 оборотов редуктор 1 к 10 на редукторе есть шкиф 200 мм какой нужно шкиф на двигатель чтоб было 40 оборотов на валу спасибо

Я ем только ложкой. Не покупаю полиэтиленовые пакеты.
Это МОЙ ВКЛАД в сохранение природы.

доброго времени суток помогите с расчетом следующих параметров, ведущий шкиф 120мм ведомый 45мм. обороты от 1000 до 3000 в минуту, соединительный вал 6мм. на другом конце вала необходимо иметь от 30000 оборотов при начальных 1000 оборотов до 90000, как можно это сделать .

нулики не попутал? точно ли 90 000

соединительній вал 6мм. что соединяет с таким диаметром? много непоняного. обороты от 1000 до 3000 на ведущем шкиве?

доброго времени суток.Помогите пожалуйста рассчитать скорость на ведомом шкиву.ведущий диаметр 130.ведомый 297. 3 кВт . 1440 об/мин.

здравствуйте подскажите пожалуйста какой шкив мне нужен если есть эл двигатель 1420об/мин на нем шкив 50мм но нужно получить примерно 65-75 об/мин и формулу расчета если не трудно, задолбался сепаратор рукой крутить( , за ранее спасибо

19 оборотов двигателя = 1 оборот шкива на другом конце будь там редуктор или просто ось со шкивом.так вот т е в вашем случае шкив на моторе меряем окружность получаем ДОПУСТИМ 13см.0.13 умножаем на 19 =2.47метра окружность искомого шкива.проверяем 1420 делим на 19=74.7368421 оборота на искомом шкиве.

Yanmar YM2020D 3T82B 1,350L 4wd c фронтальным погрузчиком

тоесть нужен шкив с диаметром 950мм? я правильно понял?

Исходя из Ваших условий вам нужен шкив 1420/65*50=1092мм для 65 оборотов, или 1420/75*50=946 для 75 оборотов.

Читать еще: Ручной насос для слива топлива из бака

Зачем такие сложности?

ГЛАВНОЕ РАЗОБРАТЬСЯ а остальное мелочи

Yanmar YM2020D 3T82B 1,350L 4wd c фронтальным погрузчиком

Расчет диаметра шкивов

Ременная передача передает крутящий момент с ведущего вала на ведомый. В зависимости от передаточного числа она может повышать или понижать обороты. Передаточное число зависит от соотношения диаметров шкивов — приводных колес, связанных ремнем. При расчете параметров привода нужно также учитывать мощность на ведущем валу, скорость его вращения и общие габариты устройства.

Устройство ременной передачи, ее характеристики

Ременная передача представляет собой пару шкивов, соединенных бесконечным закольцованным ремнем. Эти приводные колеса, как правило, располагают в одной плоскости, а оси делают параллельными, при этом приводные колеса вращаются в одном направлении. Плоские (или круглые) ремни позволяют изменять направление вращения за счет перекрещивания, а взаимное расположение осей- за счет использования дополнительных пассивных роликов. При этом теряется часть мощности.

Клиноременные приводы за счет клиновидной формы поперечного сечения ремня позволяют увеличить площадь зацепления его со шкивом ременной передачи. На нем делается канавка по форме клина.

Зубчатоременные приводы имеют зубцы равного шага и профиля на внутренней стороне ремня и на поверхности обода. Они не проскальзывают, позволяя передавать большую мощность.

Для расчета привода важны следующие основные параметры:

число оборотов ведущего вала;
мощность, передаваемую приводом;
потребное число оборотов ведомого вала;
профиль ремня, его толщина и длина;
расчетный, наружный, внутренний диаметр колеса;
профиль канавки (для клиноременного);
шаг передачи (для зубчатоременного)
межосевое расстояние;

Вычисления обычно проводят в несколько этапов.

Основные диаметры

Для расчета параметров шкивов, а также привода в целом, применяются различные значения диаметров, так, для шкива клиноременной передачи используются:

Для вычисления передаточного числа используется расчетный диаметр, а наружный-для расчета габаритов привода при компоновке механизма.

Для зубчатоременной передачи D_расч отличается от D_нар на высоту зубца_.Передаточное число также рассчитывается, исходя из значения D_расч.

Для расчета плоскоременного привода, особенно при большом размере обода относительно толщины профиля, часто принимают D_расч равным наружному_.

Расчет диаметра шкива

Вначале следует определить передаточное число, исходя из заложенной скорости вращения ведущего вала n1 и потребной скорости вращения ведомого вала n2/ Оно будет равно:

Если уже имеется в наличии готовый двигатель с приводным колесом, расчет диаметра шкива по передаточному отношению i проводится по формуле:

Если же механизм проектируется с нуля, то теоретически подойдет любая пара приводных колес, удовлетворяющих условию:

На практике расчет ведущего колеса проводят, исходя из:

Размеров и конструкции ведущего вала. Деталь должна надежно крепится на валу, соответствовать ему по размету внутреннего отверстия, способу посадки, крепления. Предельно минимальный диаметр шкива обычно берется из соотношения D_расч ≥ 2,5 D_вн
Допустимых габаритов передачи. При проектировании механизмов требуется уложиться в габаритные размеры. При этом учитывается также межосевое расстояние. чем оно меньше, тем сильнее сгибается ремень при обтекании обода и тем больше он изнашивается. Слишком большое расстояние приводит к возбуждению продольных колебаний. Расстояние также уточняют, исходя из длины ремня. Если не планируется изготовление уникальной детали, то длину выбирают из стандартного ряда.
Передаваемой мощности. Материал детали должен выдержать угловые нагрузки. Это актуально для больших мощностей и крутящих моментов.

Окончательный расчет диаметра окончательно уточняют по результату габаритных и мощностных оценок.

голоса

Рейтинг статьи