Каждый двигатель снабжен техническим паспортом в виде приклепанной металлической таблички (шильдик), на которой приведены основные характеристики двигателя. В паспорте указан тип двигателя. В качестве примера на рис. 6.7 приведен внешний вид шильдика двигателя типа 4А100S2УЗ.

Рис. 6.7. Шильдик с паспортными данными асинхронного электродвигателя 4А100S2УЗ

Расшифровка обозначений на шильдике:

Тип 4А100S2У3 – электродвигатель асинхронный серии 4А закрытого исполнения с высотой оси вращения 100 мм, с короткой длиной корпуса, двухполюсный, климатического исполнения "У", категории 3;

100592 – заводской номер; дает возможность отличить электрическую машину среди однотипных;

3 ~ – двигатель трехфазного переменного тока;

50 Hz – частота переменного тока (50 Гц), при которой двигатель должен работать;

4,0 KW – номинальная полезная мощность на валу электродвигателя;

220/380V, 13,6/7, 8А – при соединении обмотки статора в треугольник она должна включаться на напряжение 220 В, а при соединении в звезду – на 380 В. При этом машина, работающая с номинальной нагрузкой, потребляет 13,6 А при включении на треугольник и 7,8 А – при включении на звезду;

S1 – двигатель предназначен для длительного режима работы;

2880 об./мин. – частота вращения электродвигателя при номинальной нагрузке и частоте сети 50 Гц. Если двигатель работает вхолостую, частота вращения ротора приближается к частоте вращения магнитного поля статора;

КПД = 86,5 % – номинальный коэффициент полезного действия двигателя, соответствующий номинальной нагрузке на его валу;

IP44 – степень защиты. Двигатель изготовлен во влагоморозостойком исполнении. Может работать в среде с повышенной влажностью и на открытом воздухе.

На шильдике также указан ГОСТ, класс изоляции обмотки (для класса В предельно допустимая температура 130 °C), вес машины и год выпуска.

Сегодня на рынке России можно купить и зарубежные электродвигатели, в частности немецкой компании Siemens, поэтому приведем расшифровку шильдика асинхронного электродвигателя этой фирмы (рис. 6.8). Код, указанный на табличке, содержит всю информацию по данному электродвигателю (http://mtd-proekt.ru/elektrodvigateli_siemens). Рабочие параметры электродвигателей Siemens не должны превышать паспортных значений.

Рис. 6.8. Шильдик и код заказа асинхронного электродвигателя Siemens

Приведем еще расшифровку паспорта оборудования под торговой маркой Moeller, которая входит в состав корпорации Eaton (США) и широко представлена на рынке России. В России интересы Eaton представляет дочернее подразделение ООО «Итон» (http://moeller.ru/). Электрические и механические номинальные характеристики асинхронного электродвигателя корпорации Eaton задокументированы на фирменной табличке с паспортными данными, иначе называемой типовой табличкой (рис. 6.9).

Рис. 6.9. Шильдик асинхронного электродвигателя корпорации Eaton

Асинхронный трехфазный двигатель корпорации Eaton, как правило, подключают посредством шести контактных болтов. При этом возможны два типа основных соединений: «звезда» и «треугольник» (рис. 6.10).

Рис. 6.10. Клеммная панель асинхронного трехфазного двигателя корпорации Eaton и варианты соединения обмоток

В заключение отметим, что в быту широко применяются, в основном, коллекторные и асинхронные двигатели. Рассмотрим далее включение в электрическую цепь универсального коллекторного и асинхронного электродвигателей.

Если техническая документация к двигателю утеряна, а надписи на корпусе стерлись или не читаемы, возникает вопрос: как определить мощность электродвигателя без бирки? Существуют несколько методов, о которых мы вам расскажем, и вам останется выбрать из них наиболее удобный в вашем случае.

Практические измерения

Самый доступный способ – проверка показаний бытового счетчика электроэнергии. Сначала следует отключить абсолютно все бытовые приборы и выключить свет во всех помещениях, поскольку даже горящая лампочка на 40Вт будет искажать показания. Проследите, чтобы счетчик не крутился или индикатор не мигал (в зависимости от его модели). Вам повезло, если у вас счетчик «Меркурий» - он показывает величину нагрузки в кВт, поэтому от вас потребуется только включить двигатель на 5 минут на полную мощность и проверить показания.

Индукционные счетчики ведут учет в кВт/ч. Запишите показания до включения мотора, дайте ему поработать ровно 10 минут (лучше воспользоваться секундомером). Снимите новые показания счетчика и путем вычитания узнайте разницу. Умножьте эту цифру на 6. Полученный результат отображает мощность двигателя в кВт.

Если двигатель маломощный, вычислить параметры будет несколько сложнее. Выясните, сколько оборотов (или импульсов) равно 1кВт/ч – информацию вы найдете на счетчике. Допустим, это 1600 оборотов (или вспышек индикатора). Если при работающем двигателе счетчик делает 20 оборотов в минуту, умножьте эту цифру на 60 (количество минут в часу). Получается 1200 оборотов в час. Разделите 1600 на 1200 (1.3) – это и есть мощность двигателя. Результат тем точнее, чем дольше вы измеряете показания, но небольшая погрешность все равно присутствует.

Определение по таблицам

Как узнать мощность электродвигателя по диаметру вала и другим показателям? В интернете нетрудно найти технические таблицы, с помощью которых можно узнать тип мотора и, соответственно, его мощность. Вам потребуется снять следующие параметры:

• диаметр вала;
• частота его вращения или число полюсов;
• крепежные размеры;
• диаметр фланца (если двигатель фланцевый);
• высота до центра вала;
• длина мотора (без выступающей части вала);
• расстояние до оси.

Вычисление по количеству оборотов в минуту

Определите визуально количество обмоток статора. Используйте тестер или миллиамперметр для того чтобы узнать число полюсов – при этом не требуется разбирать мотор. Подключите прибор к одной из обмоток и равномерно вращайте вал. Количество отклонений стрелки – это число полюсов. Учтите, что частота вращения вала при данном методе вычисления несколько ниже полученного результата.

Определение по габаритам

Еще один способ – проведение замеров и вычислений. Многие из тех, кто интересуется, как узнать мощность трехфазного двигателя, предпочитают именно его. Вам понадобятся следующие данные:

• Диаметр сердечника в сантиметрах (D). Он измеряется по внутренней части статора. Также необходима длина сердечника с учетом отверстий вентиляции.

• Частота валового вращения (n) и частота сети (f).

Через них вычислите показатель полюсного деления. D умножьте на n и на число Пи – назовем это показание А. 120 умножьте на f – это В. Разделите А на В.

Определение по мощности, выдаваемой двигателем

Здесь опять придется вооружиться калькулятором. Узнайте:

• число оборотов вала в секунду (А);
• показатель тяглового усилия мотора (В);
• радиус вала (С) – это можно сделать с помощью штангенциркуля.

Определение мощности электродвигателя в Вт осуществляется по следующей формуле: Ах6.28хВхС.

Для чего необходимо знать мощность двигателя

Из всех технических характеристик электродвигателя (КПД, номинальный рабочий ток, частота вращения и т.д.) самая значимая – мощность. Зная главные данные, вы сможете:

• Подобрать подходящие по номиналам тепловое реле и автомат.
• Определить пропускную способность и сечение электрических кабелей для подключения агрегата.
• Эксплуатировать двигатель согласно его параметрам, не допуская перегрузок.

Мы описали, как замерить мощность электродвигателя разными способами. Используйте тот, который в вашем случае будет оптимальным. Применяя любой из методов, вы подберете агрегат, который будет лучшим образом отвечать вашим требованиям. Но самый эффективный вариант, экономящий ваше время и избавляющий вас от необходимости искать информацию и проводить замеры и расчеты – это сохранить технический паспорт в надежном месте и следить за тем, чтобы шильдик с данными не потерялся.

Очень часто при изготовлении станков для обработки каменного сырья любители приспосабливают электродвигатели, которые наша промышленность реализует через торговую сеть или устанавливает в бытовых приборах (стиральных машинах, электроточилах и т. п.). Мощность таких моторов от 150 до 400 Вт, частота вращения от 1200 до 3000 об/мин.

Электродвигатели с такими параметрами при условии применения соответствующих шкивов вполне подходят для использования в любительском станкостроении, однако мощность и число оборотов мотора нужно подбирать в зависимости от назначения будущего станка и от применяемого сменного оборудования: толщины и наружного диаметра отрезного круга, толщины и диаметра чугунной или алмазной планшайбы и т. п. А если вам в руки попал электродвигатель без маркировочных бирок на выводах, без паспортной таблички и т. п., как узнать мощность этого электродвигателя, правильно его подключить? Вот несколько советов.

В настоящее время промышленность выпускает асинхронные, трехфазные электродвигатели серии 4А. Электродвигатели этой серии имеют высокий коэффициент полезного действия и cosa, меньший вес и габариты, чем электродвигатели предыдущих серий (А, А2, АО, А02, Д(Да).

Электродвигатели серии 4А выпускаются мощностью 0,12 кВт и больше, с высотой оси вращения от 56 до 355 мм, они выполняются в алюминиевой (при высоте оси вращения мотора 56-63 мм) и чугунной (при высоте оси вращения 71-355 мм) оболочках. Электродвигатели в основном выпускаются на напряжение 220/380 В. Средний срок службы таких моторов - 15 лет при условии ежегодной его работы не более 3000 часов и замене подшипников через каждые 12000 часов работы. На моторах этой серии можно встретить следующие обозначения: 4 - номер серии, А - мотор асинхронный, X - с алюминиевой станиной и чугунными щитами (если отсутствует буква X, оболочка электродвигателя выполнена из чугуна), цифры 56, 63, 71, 80, 90 и т. д. обозначают высоту оси вращения вала, 5 - короткая станина, Г - длинная станина, М - средняя станина; А - короткий, В - длинный сердечник статора; 2, 4, 6, 8 - количество полюсов.

Иногда в руки любителя камня могут попасть электродвигатели серий А2 или А02, которые выпускались ранее. Электродвигатели серии А2 бывают девяти типоразмеров. Мощность их колеблется от 0,6 до 100 кВт. Серия А02 состоит из 18 типоразмеров. Для любителей наиболее приемлемы те, мощность которых составляет 0,6; 0,8; 1,1 кВт. В электродвигателях серии А2 и А02 боковые крышки подшипников и корпус отливают из серого чугуна; если они выполнены из алюминиевого сплава, добавляется буква Л.

В обозначении типа электродвигателя с короткозамкнутым ротором прибавляют букву П, что означает повышенный пусковой момент (например, АОП2-11-4), буква С указывает на повышенное скольжение; буква Г - повышенные энергетические показатели: буква К - на наличие фазного ротора.

Рассмотрим полное обозначение типов электродвигателей серии А2 и А02, например А02-41-12/8/6/4-А:

А02 - номер серии, 4 - означает порядковый номер наружного диаметра сердечника статора (габарит), 1 - порядковый номер длины сердечника; числа, разделенные косыми линиями, обозначают число полюсов (12, 8, 6, 4) и количество частот вращения (в данном случае четыре). Если после цифры, показывающей число полюсов, стоит буква А, это означает, что обмотка статора электродвигателя выполнена из алюминиевого обмоточного провода с эмалевой изоляцией.

В электродвигателях АОЛ-2 1-3-го типоразмеров применяют изоляцию, допускающую нагрев до 120°С (добавляется буква Е). При обозначении специальных двигателей могут стоять также буквы: Т (двигатель выполнен для тропиков), Ш (в малошумном), В (влагоморозостойком), X (химоустойчивом исполнении), а для электродвигателей с повышенной точностью - сочетания С1 и CП.

Обозначения электродвигателей типа ВАО расшифровываются следующим образом: взрывозащищенный, асинхронный, обдуваемый. Эти электродвигатели аналогичны серии электродвигателей А02 (кроме нулевого габарита) и изготавливаются в десяти габаритах мощностью от 0,27 до 100 кВт с частотой вращения ротора 3000, 1500, 1000, 750 и 600 об/мин.

Если для выполнения станка используется трехфазный асинхронный электродвигатель серии Д (эти электродвигатели используются в приводах станков нормальной и повышенной точности и имеют мощность от 0,25 до 4 кВт), то расшифровать его обозначения можно так: Д - станина чугунная, ДА - выполнена из алюминия. Высота вращения ротора может соответствовать 71, 82, 90, 100 и 112 мм. Как говорилось ранее, длина станины обозначается буквой S (короткая), М (средняя) или L (длинная). Если сердечник короткий, ставится буква А, длинный - В; число полюсов обозначается цифрами 2, 4, 6, 8.

Для примера рассмотрим электродвигатель серии ДА82М4, он расшифровывается так: двигатель серии Д, имеет станину из алюминиевого сплава, высота оси вращения ротора 82 мм, станины среднего размера, четырехполюсный.

Однофазные асинхронные электродвигатели малой мощности серии АОЛБ получили широкое распространение в бытовой технике и выпускаются отдельной серией. Она имеет четыре габарита, по две длины в каждом (8 типоразмеров). Скорость вращения ротора 500 и 3000 об/мин. Корпус электродвигателя выполнен из алюминиевых сплавов закрытым и обдуваемым. В электродвигателях этой серии есть рабочая и пусковая обмотки статора. Обмотка статора имеет изоляцию класса А и выполнена из медного провода. Ротор чаще бывает короткозамкнутым. Для достижения однофазным асинхронным электродвигателем частоты вращения ротора, близкой к номинальной, используют рабочую и пусковую обмотки статора, причем время подключения пусковой обмотки не должно превышать 3 секунд, иначе обмотка сгорит.

Серия АОЛБ-22-2 расшифровывается следующим образом: электродвигатель асинхронный, однофазного тока с пусковым сопротивлением. Первая цифра означает типоразмер, вторая - длину сердечника и цифра после черточки указывает на число полюсов. Исключение из этого правила составляют электродвигатели нулевого («0») габарита, у них длина сердечника указывается в виде числа - 11 и 12.

Широкое применение при изготовлении станков могут получить универсальные коллекторные электродвигатели типов ДТА-4, УМТ, УКМ, УЛ, УЛО, МУН и другие. Они установлены в соковыжималках, пылесосах и других бытовых приборах. Эти двигатели выпускаются мощностью от 5 до 600 Вт, с частотой вращения 2700 об/мин и выше, но, рассчитав шкивы, можно получить любую скорость вращения.

Большинство трехфазных электродвигателей можно подключить в сеть по схеме «треугольник»:

Схема включения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть («треугольник»): а - схема; б - подсоединение выводов электродвигателя

Развиваемая мощность трехфазного электродвигателя, включенного по такой схеме, составляет примерно 70% его номинальной мощности. В качестве рабочих конденсаторов могут быть использованы следующие типы: конденсатор бумажный, герметизированный нормальный в металлическом корпусе типа КБГ-МН или металлобумажный, герметизированный частотный типа МБГЧ, или бумажный, герметизированный, термостойкий типа БГТ и другие.

Величина применяемого конденсатора (Ср) зависит от мощности электродвигателя и рассчитывается по формуле:

Ср = 66?Рн, мкФ,

где Рн - номинальная мощность электродвигателя, кВт.

Грубо можно считать, что на каждые 100 Вт мощности электродвигателя требуется около 7 мкФ. Например, для электродвигателя мощностью 240 Вт потребуется конденсатор на 15,8 мкФ. Его можно собрать из четырех параллельно соединенных конденсаторов типа МБГЧ или других емкостью по 4 мкФ. При отсутствии бумажных конденсаторов при включении трехфазного электродвигателя в однофазную электрическую сеть (220 В) можно применить электролитические.

В этом случае конденсаторы соединяются корпусами, напряжение подключают к положительным зажимам конденсаторов, а корпуса электролитических конденсаторов тщательно изолируют, так как они при таком соединении находятся под напряжением. При этом частота вращения электродвигателя почти не изменяется по сравнению с частотой вращения его в трехфазном режиме.

Трехфазный электродвигатель можно включить по схеме «звезда»: две фазные обмотки двигателя - непосредственно в сеть, а третью подключают через конденсатор (Ср) к любому из двух проводов.

Схема включения трехфазного электродвигателя в однофазную сеть («звезда»): а - схема; б - подсоединение выводов электродвигателя

При включении трехфазного электродвигателя рабочий конденсатор сдвигает ток по фазе на 90°, в нем возникает двухфазный вращающий магнитный поток, который и заставляет электродвигатель работать.

Для пуска электродвигателя обычно бывает достаточно одного рабочего конденсатора, если же электродвигатель не запускается, нужно подключить еще пусковой конденсатор, емкость которого выбирают в 2,5-3 раза больше емкости рабочего конденсатора. Рабочее напряжение конденсаторов должно быть больше напряжения в сети примерно в 1,5 раза. В качестве пусковых конденсаторов применяют электролитические конденсаторы типа «ЭП» или того же типа, что и рабочие. Нужно запомнить: пусковые конденсаторы (Сп) включают только на время запуска электродвигателя - на 2-3 секунды, а затем пусковой конденсатор отключают и разряжают.

Со схемой включения трехфазного электродвигателя при помощи рабочего и пускового конденсаторов можно ознакомиться на рисунке ниже:

Для изменения направления вращения трехфазного электродвигателя, включенного в однофазную сеть по схеме «треугольник» , достаточно третью фазную обмотку статора (W) подсоединить через конденсатор к зажиму второй фазной обмотки статора (V).

Чтобы изменить направление вращения трехфазного электродвигателя, включенного в однофазную сеть по схеме «звезда» , нужно третью фазную обмотку статора (W) подсоединить через конденсатор к зажиму второй фазной обмотки статора (V).

Направление вращения однофазного двигателя можно изменить, если поменять местами клеммы в пусковой обмотке П1 и П2:

Изменение направления вращения однофазных электродвигателей: а - ротор движется против часовой стрелки; б - ротор движется по часовой стрелке

Обычно выводы статорных обмоток электродвигателей маркируют металлическими или картонными бирками с обозначением начал и концов обмоток. Если же бирок по каким-либо причинам на выводах электродвигателей не окажется, нужно поступить следующим образом. Сначала определить принадлежность проводов к отдельным фазам статорной обмотки. Для этого возьмите любой из шести наружных выводов электродвигателя и присоедините его к источнику питания, другой зажим источника электроэнергии подключите к лампочке и проводом контрольной лампы поочередно прикасайтесь к оставшимся пяти выводам статорной обмотки, пока лампочка не загорится. Загорание лампочки означает, что два вывода принадлежат к одной фазе. Условно пометим бирками начало первого провода через С1, а его конец через С4. Аналогично найдем начало и конец второй обмотки и обозначим их через С2 и С5, а начало и конец третьей - через С3 и С6.

Следующим и основным этапом будет определение действительных начал и концов статорных обмоток. Для этого воспользуемся способом подбора, который применяется для электродвигателей мощностью до 5 кВт. Соедините все начала фазных обмоток электродвигателя согласно ранее присоединенным биркам в одну точку (используя схему «звезда») и включите двигатель в однофазную сеть с использованием конденсаторов. Если двигатель без сильного гудения сразу наберет поминальную частоту вращения, это означает, что в общую точку попали все начала или все концы обмотки. Если при включении электродвигатель сильно гудит и ротор не может набрать номинальную частоту вращения, в первой обмотке поменяйте местами выводы С1 и С4. Если это не помогает, концы первой обмотки верните в первоначальное положение, а выводы С2 и С5 поменяйте местами. То же самое сделайте в отношении третьей пары, если электродвигатель продолжает гудеть.