Jak měřit rychlost otáčení elektrických strojů

Pro měření otáček v rozsahu 25-10000 ot/min se používají ruční otáčkoměry typu IO-10. K tachometru je dodávána sada hrotů a zařízení pro měření v různých podmínkách. Při vysokých rychlostech otáčení se používá pryžový hrot; při nízkých rychlostech se používá kovový hrot.

Při absenci středů v hřídeli stroje se používá řemenice, která je přitlačena svou boční plochou (gumovým kroužkem) k povrchu rotující hřídele. Frekvence otáčení je v tomto případě určena vzorcem:

kde n_т — stav tachometru, otáčky za minutu;
D_ш — průměr řemenice (u IO-10 je to 32 mm);
D_B — průměr hřídele, mm.

Pokud je neznámé pořadí měření rychlosti otáčení, začne měření od nejvyššího limitu, aby nedošlo k poškození tachometru. Měření se provádí krátce (3-5 s), přitlačením hřídele otáčkoměru proti drážce rotujícího hřídele. Při měření se osa hřídele otáčkoměru musí shodovat s osou hřídele stroje. Chyba měření odstředivých tachometrů je od 1 do 8 %.

Pro měření frekvence otáčení mikrostrojů se často používá hodinový otáčkoměr, který nevytváří dodatečné zatížení hřídele motoru a zároveň zajišťuje přesnost měření frekvence otáčení.

Rychlosti otáčení v ustáleném stavu lze měřit pomocí otáčkoměru připojeného k hřídeli stroje podle vzorce:

kde t je čas, s;
N je počet otáček.

Pro velký rozsah měření rychlosti stroje se používá tachogenerátor s voltmetrem. Jako tachogenerátor lze použít malý stejnosměrný stroj s nezávislým buzením nebo generátor s permanentními magnety. Na svorky generátoru je připojen přesný magnetoelektrický voltmetr. Výchylka jehly voltmetru bude úměrná rychlosti otáčení stroje. Tato metoda poskytuje přesné výsledky měření.

K měření malých změn rychlosti otáčení se používá stroboskopická metoda, založená na vlastnosti lidského oka uchovat si vizuální dojem po určitou dobu.

Na konci hřídele elektromotoru je upevněn kotouč se začerněnými sektory, jehož počet se rovná počtu pólových párů stroje (obr. 1). Disk osvětluje neonová lampa napájená ze stejné sítě jako střídavý motor.

Rýže. 1 Kotouč pro stroboskopickou metodu měření frekvence otáčení hřídelí strojů.

Pokud jsou rychlost otáčení hřídele motoru a počet bliknutí kontrolky během stejného intervalu stejné, disk se zdá být nehybný. Když je frekvence záblesků lampy za jednotku času větší než frekvence otáčení hřídele motoru, kotouč se pozorovateli jeví jako rotující určitou rychlostí v opačném směru, než je skutečný, ale pokud jsou některé záblesky menší, kotouč se jeví jako rotující ve směru skutečného otáčení hřídele.

Pokud během času t, počítaného stopkami, udělají sektory N úplných otáček, pak rychlost rotoru:

kde n = 60f/p — frekvence otáčení magnetického pole statoru, ot/min;
f – frekvence napájení, Hz;

p je počet pólových párů motoru.

Na kteroukoli jinou rotující část hřídele můžete nasadit křídovou linku a osvětlit ji neonem.

Pokud stín proužku udělá N otáček za čas t, pak

Frekvenci otáčení asynchronního elektromotoru lze také určit pomocí indukční cívky obsahující asi tisíc závitů izolovaného měděného drátu navinutého na ocelovém jádru. Cívka s připojeným galvanometrem je přivedena na konec hřídele běžícího elektromotoru. V cívce se indukuje emf. Ručička galvanometru se bude vychylovat nejprve na jednu stranu, poté na druhou z nulového dílku. Pokud během času t šipka udělá k jednostranných odchylek, pak

kde f je frekvence sítě, Hz.

Oprava elektricky poháněných strojů a zařízení často vyžaduje výměnu motoru. Aby se výkon a další parametry výrobní linky nebo samostatného mechanismu nezměnily, musíte zvolit podobný motor nebo alespoň s co nejpřibližnějšími charakteristikami. Hlavní vlastnosti elektromotoru:

• moc
• jmenovitý proud;
• napájecí napětí;
• schéma zapojení;
• ot./min

Ve většině případů se pro určení parametrů stačí podívat na typový štítek připevněný ke skříni motoru. Ale znak není vždy přítomen nebo čitelný. Mnoho elektromotorů je provozováno v poměrně obtížných podmínkách, nápisy se opotřebovávají, štítek se může deformovat nebo přelakovat.

Výkon a proud

Existuje řada způsobů, jak určit výkonnostní charakteristiky elektromotoru bez informací výrobce. Je však nutné okamžitě provést rezervaci, že některé parametry budou určeny přibližně. Navíc, čím výkonnější je motor, tím přesnější budou indikátory.

Výkon a rychlost otáčení jsou určeny celkovými rozměry motoru. Většina elektromotorů je standardizovaná. Pokud změříte rozměry skříně a tloušťku hřídele, tvar a rozměry montážních patek, pak pomocí speciálních tabulek je snadné najít značku motoru, a tím i jeho vlastnosti. Při absenci tabulek můžete porovnat schopnosti neznámého motoru se vzorkem, jehož parametry určuje typový štítek. Při stejných rozměrech bude motor s větším průměrem hřídele výkonnější a počet otáček bude nižší.

Přesnějším způsobem určení výkonu elektromotoru je měření jmenovitého proudu na vinutí pomocí proudové kleště. K tomu potřebujete znát velikost zatížení hřídele. Obvykle se tento parametr nachází v pasu zařízení. Při měření je nutné dbát na tuto skutečnost – síla proudu musí být na všech vinutích stejná.

Výkon elektromotoru bez štítku lze také vypočítat vydělením proudu na vinutí 2 u motorů výkonnějších než (pravděpodobně) 1,5 kW a 2,2 u výkonnějších. Pomocí měření odporu vinutí při vypnutém motoru je také snadné najít typický výkon. Zde také potřebujete referenční knihu nebo tabulku o motorech. Motory stejného typu a výkonu mají stejný odpor vinutí (do určité aproximace).

Frekvence otáčení

Jak již bylo řečeno, pomaloběžné motory mají větší průměr hřídele než vysokootáčkové. Porovnáním výsledků měření hřídelí dvou motorů, z nichž jsou známé charakteristiky jednoho, je možné určit výkonové charakteristiky v poměrně přesném rozsahu. Existuje však přesnější způsob. Je nutné spočítat počet párů pólů statoru a dosadit jej do vzorce N = 60F/P, kde F je frekvence napájecího proudu. V klasické verzi je to 50 Hz, ale při výpočtu musíte tento parametr objasnit pro konkrétní část obvodu.

Abyste zjistili počet pólů, musíte sejmout kryt motoru. To lze provést pouze při vypnutém napájení. Asynchronní motor může mít jeden, dva, tři nebo více párů pólů. Pro přesné určení počtu pólů je nutné porozumět vlastnostem vinutí statoru. Tímto způsobem můžete vypočítat počet otáček s přesností 10%, což je pro většinu průmyslových zařízení docela přijatelné.

Napájecí napětí

Chcete-li určit, ke které síti se má motor připojit, musíte otevřít krabici s borem. Pokud jsou vodiče připojeny hvězdou, pak je motor připojen k třífázové napájecí síti, pokud trojúhelníkem – na 220 V přes frekvenční měnič nebo kondenzátor, který je nezbytný pro spuštění motoru. Na vnitřní straně krytu je vyobrazeno schéma zapojení a je vyznačeno napájecí napětí. Typicky jsou nápisy zachovány v nejtěžších provozních podmínkách motoru.