Як визначити швидкість обертання електродвигуна

Під швидкістю обертання асинхронного електродвигуна зазвичай розуміють кутову частоту обертання його ротора, яка наведена на шильдику (на паспортній табличці двигуна) як кількість обертів за хвилину. Трифазний двигун можна живити і від однофазної мережі, для цього паралельно до однієї або двох його обмоток, залежно від напруги мережі, але конструкція двигуна від цього не зміниться.

Так, якщо ротор під навантаженням здійснює 2760 оборотів на хвилину, то дорівнюватиме 2760*2пі/60 радіан в секунду, тобто 289 рад/с, що не зручно для сприйняття, тому на табличці пишуть просто «2760 об/хв». Що стосується асинхронного електродвигуна, це обороти з урахуванням ковзання s.

Синхронна ж швидкість даного двигуна (без урахування ковзання) дорівнюватиме 3000 оборотів в хвилину, оскільки при живленні обмоток статора мережним струмом з частотою 50 Гц, кожну секунду магнітний потік буде здійснювати по 50 повних циклічних змін, а 50 * 60 = 3000, ось і виходить 3000 оборотів за хвилину - синхронна швидкість асинхронного електродвигуна.

У рамках цієї статті ми поговоримо про те, як визначити синхронну швидкість обертання невідомого асинхронного трифазного двигуна, просто глянувши на його статор. На вигляд статора, за розташуванням обмоток, за кількістю пазів, - можна легко визначити синхронні обороти електродвигуна якщо у вас немає під рукою тахометра. Отже, почнемо по порядку і розберемо це питання з прикладами.

3000 оборотів за хвилину

Про асинхронні електродвигуни (дивіться -) прийнято говорити, що той чи інший двигун має одну, дві, три або чотири пари полюсів. Мінімум – одна пара полюсів, тобто мінімум – два полюси. Погляньте на малюнок. Тут ви бачите, що в статор укладено по дві послідовно з'єднані котушки на кожну фазу - у кожній парі котушок одна розташована навпроти іншої. Ці котушки і утворюють по парі полюсів на статорі.

Одна з фаз показана для ясності червоним кольором, друга – зеленим, третя – чорним. Обмотки всіх трьох фаз влаштовані однаково. Оскільки три ці обмотки живляться по черзі (трифазний струм), то за 1 коливання з 50 в кожній з фаз - магнітний потік статора один раз обернеться на повні 360 градусів, тобто зробить один оборот за 1/50 секунди, значить 50 оборотів вийде за секунду. Так і виходить 3000 обертів за хвилину.

Таким чином стає зрозуміло, що для визначення синхронних оборотів асинхронного електродвигуна достатньо визначити кількість пар його полюсів, що легко зробити, знявши кришку і поглянувши на статор.

Загальну кількість пазів статора розділіть на число пазів, що припадають одну секцію обмотки однієї з фаз. Якщо вийде 2, то перед вами двигун із двома полюсами — з однією парою полюсів. Отже синхронна частота становить 3000 оборотів за хвилину або приблизно 2910 з урахуванням ковзання. У найпростішому випадку 12 пазів, по 6 пазів на котушку, і таких котушок 6 по дві на кожну з трьох фаз.

Зверніть увагу, кількість котушок в одній групі для однієї пари полюсів може бути не обов'язково 1, але і 2 і 3, проте для прикладу ми розглянули варіант з одиночними групами на пару котушок (не будемо в рамках цієї статті звертати увагу на способи намотування).

1500 оборотів за хвилину

Для отримання синхронної швидкості в 1500 оборотів за хвилину, кількість полюсів статора збільшують удвічі, щоб за 1 коливання з 50 магнітний потік зробив би лише півоберта — 180 градусів.

Для цього на кожну фазу роблять по 4 секції обмотки. Таким чином, якщо одна котушка займає чверть усіх пазів, то перед вами двигун із двома парами полюсів, утвореними чотирма котушками на фазу.

Наприклад, 6 пазів з 24 займає одна котушка або 12 з 48, значить перед вами двигун із синхронною частотою 1500 оборотів за хвилину, або з урахуванням ковзання приблизно 1350 оборотів за хвилину. На наведеному фото кожна секція обмотки виконана у вигляді подвійної котушкової групи.

1000 оборотів за хвилину

Як ви вже зрозуміли, для отримання синхронної частоти в 1000 оборотів за хвилину, кожна фаза утворює вже три пари полюсів, щоб за одне коливання з 50 (герц) магнітний потік обернувся б лише на 120 градусів, і відповідним чином повернув би за собою ротор.

Таким чином, щонайменше 18 котушок встановлені на статор, причому кожна котушка займає шосту частину всіх пазів (по шість котушок на фазу - по три пари). Наприклад, якщо пазів 24 то одна котушка займе 4 з них. Вийде частота з урахуванням ковзання близько 935 оборотів за хвилину.

750 оборотів за хвилину

Для отримання синхронної швидкості в 750 оборотів на хвилину, необхідно, щоб три фази формували на статорі чотири пари полюсів, що рухаються, це по 8 котушок на фазу - одна навпроти іншої - 8 полюсів. Якщо, наприклад, на 48 пазів доводиться по котушці на кожні 6 пазів — перед вами асинхронний двигун із синхронними оборотами 750 (або близько 730 з урахуванням ковзання).

500 оборотів за хвилину

Нарешті, для отримання асинхронного двигуна із синхронною швидкістю 500 оборотів за хвилину необхідно 6 пар полюсів — по 12 котушок (полюсів) на фазу, щоб на кожне коливання мережі магнітний потік повертався б на 60 градусів. Тобто, якщо, наприклад, статор має 36 пазів, при цьому на котушку припадає по 4 пази — перед вами трифазний двигун на 500 оборотів за хвилину (480 з урахуванням ковзання).