LADA
УАЗ
Kia
Hyundai
Renault
Toyota
Volkswagen
Skoda
Nissan
ГАЗ
BMW
Mercedes-Benz
Mitsubishi
Mazda
Ford
Все марки
Mожет ли крутящий момент существовать при нулевой мощности? Способна ли коробка передач увеличить мощность? Как распределена мощность между ведущими колесами, когда заднеприводный автомобиль с блокированным дифференциалом движется по плохой дороге? На эти и другие каверзные вопросы по физике процесса предлагают ответить Михаил Колодочкин и Эдуард Коноп. Проверим себя?
Материалы по теме
Все о дифференциалах: крутящий момент истины
Мощность — это работа, совершаемая за единицу времени. Можно сказать, что мощность — это скорость выполнения работы. Например, трактор за секунду накосит больше сена, чем газонокосилка. Основная единица измерения мощности — ватт (Вт). Численно она характеризует собой работу в один джоуль (Дж), совершенную за одну секунду. Распространенная внесистемная единица — лошадиная сила, равная 0,736 кВт. Для примера: мощность двигателя 170 кВт соответствует 231,2 л.с.
А что такое крутящий момент? Со школы помним про силу, помноженную на плечо, — измеряется в ньютон-метрах (Н·м). Смысл очень простой: если момент, приложенный к колесу радиусом 0,5 м, составляет, скажем, 2000 Н·м, то толкать наш автомобиль будет сила в 4000 Н (с округлением — 400 кгс). Чем больше момент, тем энергичнее мотор тащит машину.
Связь между этими двумя основными параметрами неразрывная: мощность — это крутящий момент, умноженный на угловую скорость (грубо говоря, обороты) вала. А может ли существовать крутящий момент при нулевой мощности? Способна ли коробка передач увеличить мощность?
Оцените уровень своих знаний — ответьте на вопросы. Это не так просто, как кажется на первый взгляд. Исходные условия: разного рода потери, например на трение, не учитываем, а нагрузки на колёса и условия сцепления шин с покрытием считаем одинаковыми, если не оговорено иное.
1. Автомобиль в глубокой колее сел на брюхо: ведущие колеса вертятся, не касаясь земли. Водитель упрямо газует. Какую полезную мощность может при этом выдать двигатель?
А — паспортную;
Б — в зависимости от оборотов;
В — нулевую;
Г — в зависимости от включенной передачи.
Правильный ответ: В. Автомобиль не движется, мотор не совершает полезной работы. Значит, и полезная мощность равна нулю.
2. Заднеприводный автомобиль с блокированным дифференциалом движется по плохой дороге. Как распределена мощность между ведущими колесами?
А — поровну;
Б — обратно пропорционально частоте вращения каждого из колес;
В — в зависимости от сил сцепления с покрытием;
Г — прямо пропорционально частоте вращения каждого из колес.
Правильный ответ: В. При блокированном дифференциале ведущие колеса вращаются с одинаковой скоростью, но моменты на них не выравниваются — они зависят только от сцепления с дорогой. Следовательно, реализуемые колесами мощности тоже определяются силами сцепления с покрытием.
3. На что влияет мощность мотора?
А — на динамику разгона;
Б — на максимальную скорость;
В — на эластичность;
Г — на все перечисленные параметры.
Правильный ответ: Г. Часто полагают, что машину тащит исключительно крутящий момент. Но поставщиком крутящего момента является мотор. Если тот перестанет снабжать колеса энергией, то все динамические параметры будут равны нулю. Например, резко тронуться на повышенной передаче не удастся: при низких оборотах просто не хватит мощности. А она-то и определяет запас энергии, которую способен выдать двигатель. И влияет на все перечисленные параметры.
Тест: что надо знать про мощность и крутящий момент в автомобиле
Тест: что надо знать про мощность и крутящий момент в автомобиле
Наше новое видео
Тест ГАЗ Sobol NN с дизелем Cummins ISF 2.8
Mazda вернулась в Россию с элегантным кроссовером (уже в продаже!)
Тест самого необычного, пожалуй, китайского кроссовера в России
Понравилась заметка? Подпишись и будешь всегда в курсе!
За рулем в Дзен
Новости smi2.ru
Автор Павел Александрович Белоусов На чтение 6 мин Просмотров 664 Обновлено
Содержание
Мощность двигателя – это величина, показывающая, какую работу способен совершить мотор в единицу времени. То есть то количество энергии, которую двигатель передает на трансмиссию за определенный временной промежуток. Измеряется в киловаттах (кВт) или лошадиных силах (л. с.).
Расчет мощности мотора проводится несколькими способами. Самый доступный способ – через крутящий момент. Умножаем крутящий момент на угловую скорость – получаем мощность двигателя.
N_дв=M∙ω=2∙π∙M∙n_дв
где:
N_дв – мощность двигателя, кВт;
M – крутящий момент, Нм;
ω – угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/сек;
π – математическая постоянная, равная 3,14;
n_дв – частота вращения двигателя, мин-1.
Мощность рассчитывается и через среднее эффективное давление. Камера сгорания имеет определенный объем. Разогретые газы воздействуют на поршень в цилиндре с определенным давлением. Двигатель вращается с некоторой частотой. Произведение объема двигателя, среднего эффективного давления и частоты вращения, поделенное на 120, и даст теоретическую мощность двигателя в кВт.
N_дв=(V_дв∙P_эфф∙n_дв)/120
где:
V_дв – объем двигателя, см3;
P_эфф – эффективное давление в цилиндрах, МПа;
120 – коэффициент, применяемый для расчета мощности четырехтактного двигателя (у двухтактных ДВС этот коэффициент равен 60).
Для расчета лошадиных сил киловатты умножаем на 0,74.
N_(дв л.с.)=N_дв∙0,74
где:
N_дв л.с. – мощность двигателя в лошадиных силах, л. с.
Другие формулы мощности двигателя используются в реальных расчетах реже. Эти формулы включают в себя специфичные переменные. И чтобы измерить мощность двигателя по другим методикам, нужно знать производительность форсунок или массу потребленного двигателем воздуха.
На практике расчет мощности автопроизводители выполняют эмпирическим способом, то есть замеряют на стенде и строят график зависимости по факту, на основании полученных во время испытаний показателей.
Мощность двигателя – величина непостоянная. Для каждого мотора есть кривая, которая отображает на графике зависимость мощности от частоты вращения коленчатого вала. До определенного пика, примерно до 4-5 тысяч оборотов, мощность растет пропорционально оборотам. Далее идет плавное отставание роста мощности, кривая наклоняется. Примерно к 7-8 тысячам оборотов мощность идет на спад. Сказывается перекрытие клапанов на большой частоте вращения коленвала и падение КПД мотора из-за недостаточно интенсивного газообмена.
Чтобы узнать мощность двигателя, обратитесь к инструкции по эксплуатации авто. В разделе с техническими характеристиками мотора будет указана мощность и обороты, при которых она достигает пикового значения. Если мощность указана киловаттах, чтобы рассчитать лошадиные силы двигателя, воспользуйтесь приведенной выше формулой. В некоторых случаях автопроизводитель предоставляет график, на котором есть зависимость мощности двигателя и крутящего момента от частоты оборотов.
Мощность ДВС определяет, насколько быстро автомобиль способен передвигаться или ускоряться (совершать работу). Полезная мощность двигателя рассчитывается с учетом потерь в трансмиссии, то есть указывает, сколько от изначальной мощности мотора по факту доходит до колес авто.
Крутящий момент в двигателе автомобиля – это вращающая сила, которая численно равна произведению приложенной силы (давление раскаленных газов на поршень) на плечо (расстояние между осями коренных и шатунных шеек коленчатого вала в проекции, перпендикулярной оси вращения коленвала). Измеряется крутящий момент в ньютонах на метр (Нм).
Крутящий момент ДВС зависит от силы давления на поршень и расстояния между коренными и шатунными шейками. Зависимость здесь прямая. Чем больше плечо и чем больше давление на поршень – тем больше крутящий момент двигателя.
У дизельных двигателей степень сжатия больше. Больше и ход поршня в цилиндре (при равном с бензиновым мотором диаметре цилиндров). А это значит, что и расстояние между коренными и шатунными шейками будет больше. То есть длиннее плечо. За счет большей степени сжатия при рабочем такте у дизелей выше сила, давящая на поршень. Крутящий момент в дизельных моторах при прочих равных больше, чем в бензиновых.
Крутящий момент влияет на то, сколько энергии отдает мотор в текущий момент времени. Крутящий момент есть та величина, которая определяет фактически передаваемую в данный момент времени энергию на трансмиссию. Чем больше момент, тем сильнее тяга двигателя при текущих оборотах.
Мощность и крутящий момент двигателя – величины взаимосвязанные. Это хорошо видно в формуле из первого пункта.
Пик крутящего момента на графике зависимости от частоты вращения мотора появляется раньше, чем пик мощности. Это справедливо как для дизельных, так и для бензиновых моторов. Однако у дизелей крутящий момент достигается раньше, и плато (интервал частоты вращения при пиковом значении) длиннее. У бензиновых ДВС мощность выше, хотя для ее достижения нужно раскрутить мотор почти до максимальных оборотов.
Сказать определенно, что лучше: мощность или крутящий момент, нельзя. Все зависит от случая. Трансмиссия современного авто способна трансформировать эти величины под требуемые условия. Поясним на примерах.
Для тяжелой техники, которой важна тяга в широком диапазоне оборотов, важнее крутящий момент. Мотор должен хорошо тянуть. Раскручивать его до предельных оборотов не нужно. Отчасти поэтому почти вся коммерческая техника оснащается дизельными моторами.
В гоночных автомобилях важнее мощность. Моторы этих авто по оборотам пилоты во время заездов держат в красной зоне. Двигатель отдает максимальную мощность. А трансмиссия преобразовывает мощность в тягу.
Для гражданских авто важен стиль вождения. Для езды на автомате подойдут оба мотора. Автоматическая трансмиссия будет держать мотор в диапазоне оборотов, при которых двигатель отдает максимум своего потенциала.
Для агрессивной езды на механике с раскручиванием двигателя в красную зону тахометра лучше подойдет бензиновый мотор. Но в этом случае нужно понимать, что для получения максимальной производительности от мотора потребуется держать его на пике оборотов и часто переключать передачи. Пик мощности у бензинового ДВС имеет малый диапазон и находится около максимальных оборотов. Для уверенных обгонов и ускорений нужно будет понижать передачу и раскручивать двигатель.
Для размеренной езды, особенно в городе, больше подходит дизель. Для обгона на дизельном авто зачастую не потребуется переходить на пониженную передачу, а высокий крутящий момент в широком диапазоне оборотов позволит реже переключаться.
Печать
Читать далее
Читать далее
05 января 2023 г. : Крещенский праздник 16 декабря 2022 г.: Праздники сезона 24 ноября 2022 г .: Длинные выходные 28 октября 2022 г .: банковский выходной 13 октября 2022 г .: Выставка умных решений SPS 04 августа 2022 г.: Служба технической поддержки 15 июля 2022 г .: 2022 Летние каникулы 30 мая 2022 г.: Закрытие праздничных дней 11 мая 2022 г.
: Logimat в Штутгарте 13 апреля 2022 г.: Христос воскрес 22 декабря 2021 г .: Служба поддержки 09Декабрь 2021: Рождество 2021 03 декабря 2021 г.: банковский выходной 17 ноября 2021 г .: РАЗУМНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ РЕШЕНИЯ SPS 29 октября 2021 г .: праздник всех святых 13 октября 2021 г .: ХОЗЯИН Милан 22-26 октября 2021 г.
02 августа 2021 г.: Служба поддержки 12 июля 2021 г .: 2021 Летние каникулы 01 июня 2021 г.: 2 июня 2021 г. 15 апреля 2021 г .: Глобальная конференция по логистическим технологиям 14 апреля 2021 г .: ШАГ ВПЕРЕД К УКРЕПЛЕНИЮ КОНТАКТОВ 01 апреля 2021 г.: Пасха 15 декабря 2020 г.: РОЖДЕСТВО 2020 праздники 30 ноября 2020 г .
: ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ УПАКОВКА В КРАТЧАЙШИЕ СРОКИ С MOTOR POWER COMPANY MOTORS 03 ноября 2020 г.: СЕМАТ АЗИЯ 30 октября 2020 г.: ПРОГРАММА «КОМПАНИЯ-ПОБЕДИТЕЛИ 2020»: МОТОРЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ СРЕДИ ИЗБРАННЫХ КОМПАНИЙ 14 сентября 2020 г.: СТИПЕНДИИ ДЛЯ ДОСТОЙНЫХ СТУДЕНТОВ: МОТОРЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ ПОДДЕРЖИВАЕТ ОБРАЗОВАНИЕ 09Сентябрь 2020: Больницы подали апелляцию, и две компании из Эмилии-Романьи ответили изобретением недорогого аппарата ИВЛ. Образцовая история. 08 сентября 2020 г.: СЕРТИФИКАТ БЕЗОПАСНОСТИ ISO 45001: РЕЗУЛЬТАТ КОЛЛЕКТИВНЫХ ОБЯЗАТЕЛЬСТВ 01 сентября 2020 г.
: Электрическая автоматизация имеет стратегическое значение для борьбы с Covid-1903 июня 2020 г.: Решение для обработки материалов: веб-семинар 25 мая 2020 г.: Специальный веб-семинар по технологии прямого привода по крутящему моменту 18 мая 2020 г.: Присоединяйтесь к нашему вебинару 24 марта 2020 г.: COVID-19ПРОДОЛЖАЕМ ПРОИЗВОДСТВО 09 марта 2020 г.: Моторная Энергетическая Компания не останавливается. 14 ноября 2019 г.: МЫ ГОТОВЫ С МНОЖЕСТВОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НОВИНОК 30 октября 2019 г.
: национальный праздник Всех Святых 25 сентября 2019 г.: HostMilano: место встречи бизнеса и инноваций. 23 сентября 2019 г .: 30 лет в Моторной Энергетической Компании 16 сентября 2019 г.: МСФО ШАНХАЙ 2019 10 июля 2019 г.: 2019 летние каникулы 10 мая 2019 г.: SPS Италия, ежегодное мероприятие возвращается 02 мая 2019 г.: Лазерная ярмарка в Шэньчжэне 15 апреля 2019 г.
: Пасха и другие дополнительные праздники 21 марта 2019 г.: Шэньчжэньская международная выставка машиностроительной промышленности 05 февраля 2019 г.: Китайский Новый год 2019 30 ноября 2018 г.: Рождество 2018 15 ноября 2018 г .: Кодекс этики и организационная модель, модель управления и контроля 13 ноября 2018 г .: SPS IPC DRIVES 2018 УМНАЯ И ЦИФРОВАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ 16 октября 2018 г.: День всех святых 14 сентября 2018 г .
: ВЫСТАВКА ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ 2018 20 июня 2018 г .: Летние каникулы 23 апреля 2018 г.: 25 апреля: День национального освобождения 17 апреля 2018 г.: 1 мая, День труда 29Март 2018: Христос воскрес 07 февраля 2018 г.: СИАФ ГУАНЧЖОУ 15 января 2018 г.: Пришло время для экстремального управления движением: посмотрите на наше решение 21 декабря 2017 г .
: Техническая поддержка никогда не прекращается 15 декабря 2017 г .: приветствие сезона 2017 05 декабря 2017 г.: Выставка с первого взгляда 04 декабря 2017 г.: Пятница, 8 декабря 22 ноября 2017 г .: Праздник святого покровителя 30 ноября 27 октября 2017 г .: Это время управления движением в ноябре 09Октябрь 2017: Индекс дизайна ADI 2017 05 октября 2017 г.
: СЕРИЯ DUET: ДОСТУПНЫ НОВЫЕ МОДЕЛИ 18 сентября 2017 г .: Сосредоточьтесь на прикладном решении SKA DDR во время наших Дней дистрибьютора 24 июля 2017 г .: Новая этикетка для серий ESA и Penta 20 июля 2017 г .: Наши летние каникулы 31 мая 2017 г .: Национальный день Италии и День Республики 26 мая 2017 г .: Автоматизация и цифровое подключение для повышения ремесленного мастерства 4.0 28 апреля 2017 г .: Международный день трудящихся 24 апреля 2017 г .
: 25 апреля - выходной день 18 апреля 2017 г .: СПС Парма, Италия 13 апреля 2017 г .: Это время Пасхи! 11 апреля 2017 г .: Изменения на этикетках с данными о наших продуктах 22 февраля 2017 г .: Закрытие офисов 20 января 2017 г .: Набор вакансий 21 декабря 2016 г .: Спасибо! 07 декабря 2016 г.: Даты закрытия новогодних праздников 06 декабря 2016 г.
: Национальный праздник 24 ноября 2016 г .: Если вы не в Нюрнберге... 24 ноября 2016 г .: Флекси-Про 07 ноября 2016 г.: Неделя науки, технологий и инноваций 04 ноября 2016 г.: Добро пожаловать в SPS IPC DRIVES 28 октября 2016 г .: банковский выходной 27 октября 2016 г .: Следующая остановка Шанхай 14 октября 2016 г .
: Motek Stuttgart: спасибо за ваш добрый визит 29Сентябрь 2016: Пришло время Мотека! 05 августа 2016 г.: Снятие с производства датчика температуры KTY84-130 24 июня 2016 г .: Летний отпуск 16 июня 2016 г .: Спасибо за то, что посетили нас! 31 мая 2016 г .: 2 июня мы отмечаем День Итальянской Республики 30 марта 2016 г .: 24-26 мая 2016, SPS IPC DRIVES ITALY в Парме 29Март 2016: CeMAT 2016, ГАННОВЕР 21 марта 2016 г .
: Бесколлекторный комплект: новый технический каталог онлайн 01 февраля 2016 г.: С Новым китайским годом! 21 декабря 2015 г .: Проекты солидарности для детей 15 декабря 2015 г .: ПРИШЛО ВРЕМЯ РОЖДЕСТВА! 04 декабря 2015 г.: Банковский выходной 11 ноября 2015 г .: СЛЕДУЮЩИЙ ШАГ: НЮРНБЕРГСКИЕ ПРИВОДЫ SPS IPC 30 октября 2015 г .: МСФО 2015 Шанхай 23 октября 2015 г .
: Технология прямого привода для машины для мороженого 22 сентября 2015 г .: Отличная производительность для электрической тяги 01 сентября 2015 г.: До встречи на 34-м Мотеке. 13 июля 2015 г .: Летние каникулы 02 июля 2015 г.: ПОВОРОТНЫЙ СТОЛ SKA: откройте для себя новый каталог 22 июня 2015 г .: Конфликтные полезные ископаемые: Моторная Энергетическая Компания говорит нет! 27 мая 2015 г .: 2 июня, День Итальянской Республики 08 мая 2015 г.
: Бесколлекторный комплект новый каталог 10 апреля 2015 г .: Управление движением в Industrie Lyon 30 марта 2015 г .: SPS IPC Drives Парма 2015 11 марта 2015 г .: DUET HV, привод со встроенными серводвигателями 05 декабря 2014 г.: Сезоны Праздники 04 ноября 2014 г.: МСФО Шанхай 2014 г. 24 октября 2014 г .: Приходите к нам в гости. 01 сентября 2014 г.
: Не пропустите встречу с лучшими технологиями 25 мая 2014 г .: Спасибо, что пришли к нам на CeMAT! 16 мая 2014 г .: Спасибо, что пришли к нам в SPS Parma! 15 мая 2014 г .: Motor Power Company приглашает на выставку SPS Parma 2014 11 мая 2014 г .: Моторная энергетическая компания на выставке CEMAT 2014 18 марта 2014 г .: МС4 2014
БОЛЬШАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПРИ МАЛЕНЬКОМ ФОРМАТЕ
Galileo Sphere — первый робот, полностью построенный на основе технологии прямого привода. Его системы прямого привода обеспечивают чрезвычайно высокую точность без ущерба для чувствительности и способности работать со значительным весом.
Подробнее
БЕСЩЕТОЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Новая серия бесщеточных серводвигателей TETRA COMPACT – E удовлетворяет потребности приложений высшего уровня. Серия TETRA COMPACT – E отличается превосходным качеством, подтвержденным международными сертификатами, тщательно подобранными компонентами и широким диапазоном номинальных мощностей...
Подробнее
SERVODRIVE
Серия высокопроизводительных цифровых приводов FLEXI PRO сочетает в себе расширенные функциональные возможности и простоту запуска.
Подробнее
Билл Гатеридж, менеджер по продукции, приборы для измерения мощности, Yokogawa Corporation of America
Электродвигатели представляют собой электромеханические машины, преобразующие электрическую энергию в механическую. Несмотря на различия в размерах и типах, все электродвигатели работают примерно одинаково: электрический ток, протекающий по проволочной катушке в магнитном поле, создает силу, которая вращает катушку, тем самым создавая крутящий момент.
Понимание производства электроэнергии, потерь мощности и различных типов измеряемой мощности может быть пугающим, поэтому давайте начнем с обзора основных измерений электрической и механической мощности.
Что такое сила? В самой простой форме мощность — это работа, выполняемая в течение определенного промежутка времени. В двигателе мощность передается в нагрузку путем преобразования электрической энергии в соответствии со следующими законами науки.
В электрических системах напряжение — это сила, необходимая для перемещения электронов. Ток — это скорость потока заряда в секунду через материал, к которому приложено определенное напряжение. Взяв напряжение и умножив его на соответствующий ток, можно определить мощность.
P = V * I, где мощность (P) выражается в ваттах, напряжение (V) — в вольтах, а сила тока (I) — в амперах.
Ватт (Вт) — это единица мощности, определяемая как один джоуль в секунду. Для источника постоянного тока расчет представляет собой просто произведение напряжения на ток: W = V x A. Однако определение мощности в ваттах для источника переменного тока должно включать коэффициент мощности (PF), поэтому W = V x A x PF для переменного тока. системы.
Коэффициент мощности представляет собой безразмерное отношение в диапазоне от -1 до 1 и представляет собой количество реальной мощности, выполняющей работу при нагрузке. При коэффициентах мощности меньше единицы, что почти всегда имеет место, будут потери активной мощности. Это связано с тем, что напряжение и ток в цепи переменного тока имеют синусоидальный характер, при этом амплитуда тока и напряжения в цепи переменного тока постоянно меняются и обычно не идеально совпадают.
Поскольку мощность равна напряжению, умноженному на ток (P=V*I), мощность максимальна, когда напряжение и ток выстраиваются вместе, так что пики и нулевые точки на кривых напряжения и тока возникают в одно и то же время. Это типично для простой резистивной нагрузки. В этой ситуации две формы волны находятся «в фазе» друг с другом, и коэффициент мощности будет равен 1. Это редкий случай, поскольку почти все нагрузки не просто обладают идеальным сопротивлением.
Два сигнала называются "не в фазе" или "сдвинуты по фазе", если два сигнала не коррелируют между точками. Это может быть вызвано индуктивными или нелинейными нагрузками. В этой ситуации коэффициент мощности будет меньше 1, и реальная мощность будет реализована меньше.
Из-за возможных колебаний тока и напряжения в цепях переменного тока мощность измеряется несколькими различными способами.
Реальная или реальная мощность — это фактическое количество энергии, используемой в цепи, и измеряется в ваттах. В цифровых анализаторах мощности используются методы оцифровки входящих сигналов напряжения и тока для расчета истинной мощности в соответствии с методом, показанным на рисунке 1.
В этом примере мгновенное напряжение умножается на мгновенный ток (I), а затем интегрируется за определенный период времени ( т). Истинный расчет мощности будет работать для любого типа сигнала независимо от коэффициента мощности (рис. 2).
Гармоники создают дополнительную сложность. Несмотря на то, что электросеть номинально работает на частоте 60 Гц, существует много других частот или гармоник, которые потенциально могут существовать в цепи, а также может присутствовать составляющая постоянного или постоянного тока. Полная мощность рассчитывается путем рассмотрения и суммирования всего содержимого, включая гармоники.
Методы расчета, показанные на рис. 2, используются для измерения истинной мощности и истинного среднеквадратичного значения сигнала любого типа, включая все гармоники, вплоть до полосы пропускания прибора.
Измерение мощности
Далее мы рассмотрим, как на самом деле измерить мощность в данной цепи. Ваттметр — это прибор, который использует напряжение и силу тока для определения мощности в ваттах. Теория Блонделя утверждает, что общая мощность измеряется как минимум на один ваттметр меньше, чем количество проводов. Например, в однофазной двухпроводной цепи будет использоваться один ваттметр с одним измерением напряжения и одним измерением тока.
Однофазная трехпроводная расщепленная система часто встречается в общей проводке корпуса. Этим системам требуются два ваттметра для измерения мощности.
В большинстве промышленных двигателей используются трехфазные трехпроводные цепи, которые измеряются с помощью двух ваттметров. Точно так же три ваттметра потребуются для трехфазной четырехпроводной цепи, где четвертый провод является нейтральным.
На рис. 3 показана трехфазная трехпроводная система с нагрузкой, подключенной с использованием метода двух ваттметров для измерения. Измеряются два линейных напряжения и два связанных фазных тока (с помощью ваттметров Wa и Wc). Четыре измерения (линейный и фазный ток и напряжение) используются для достижения общего измерения.
Поскольку этот метод требует контроля только двух токов и двух напряжений вместо трех, упрощается установка и конфигурация проводки. Он также может точно измерять мощность в сбалансированной или несбалансированной системе. Его гибкость и недорогая установка делают его подходящим для производственных испытаний, в которых требуется измерение только мощности или нескольких других параметров.
Для инженерных и научно-исследовательских работ лучше всего подходит трехфазный трехпроводный метод с тремя ваттметрами, поскольку он дает дополнительную информацию, которую можно использовать для балансировки нагрузки и определения истинного коэффициента мощности. В этом методе используются все три напряжения и все три тока. Измеряются все три напряжения (от a до b, от b до c, от c до a), и контролируются все три тока.
Рис. 4. При проектировании двигателей и приводов важно учитывать все три значения напряжения и тока, что делает метод трех ваттметров, показанный на рисунке выше, лучшим выбором.
Измерение коэффициента мощности
При определении коэффициента мощности для синусоидальных волн коэффициент мощности равен косинусу угла между напряжением и током (Cos Ø). Он определяется как коэффициент мощности «смещения» и верен только для синусоидальных волн. Для всех других форм сигналов (несинусоидальных волн) коэффициент мощности определяется как реальная мощность в ваттах, деленная на кажущуюся мощность в амперах напряжения. Это называется «истинным» коэффициентом мощности и может использоваться для всех форм сигналов, как синусоидальных, так и несинусоидальных.
Однако, если нагрузка несбалансированная (фазные токи разные), это может привести к ошибке при расчете коэффициента мощности, поскольку при расчете используются только два измерения ВА. Два VA усредняются, потому что предполагается, что они равны; однако, если это не так, получается ошибочный результат.
Поэтому лучше всего использовать метод трех ваттметров для несбалансированных нагрузок, поскольку он обеспечит правильный расчет коэффициента мощности как для сбалансированных, так и для несбалансированных нагрузок.
Анализаторы мощности от Yokogawa и некоторых других компаний используют описанный выше метод, который называется методом подключения 3V-3A (три напряжения, три тока). Это лучший метод для проектирования и проектирования, поскольку он обеспечивает правильное измерение общего коэффициента мощности и ВА для симметричной или несимметричной трехпроводной системы.
Основные измерения механической мощности
В электродвигателе механическая мощность определяется как произведение скорости на крутящий момент. Механическая мощность обычно определяется как киловатты (кВт) или лошадиные силы (л.с.), где один ватт равен одному джоулю в секунду или одному ньютон-метру в секунду.
Лошадиная сила — это работа, совершаемая в единицу времени. Одна л.с. равна 33 000 фунт-футам в минуту. Преобразование л.с. в ватты достигается с помощью следующего соотношения: 1 л.с. = 745,69987 Вт. Однако преобразование часто упрощается, используя 746 Вт на л.с. (рис. 9).
Для асинхронных двигателей переменного тока фактическая скорость или скорость вращения ротора — это скорость, с которой вращается вал (ротор), обычно измеряемая с помощью тахометра. Синхронная скорость — это скорость вращения магнитного поля статора, рассчитанная как 120-кратная частота сети, деленная на количество полюсов в двигателе. Синхронная скорость — это теоретическая максимальная скорость двигателя, но ротор всегда будет вращаться немного медленнее, чем синхронная скорость из-за потерь, и эта разница скоростей определяется как скольжение.
Скольжение — это разница между скоростью вращения ротора и синхронной скоростью. Для определения процента скольжения используется простой процентный расчет синхронной скорости минус скорость ротора, деленная на синхронную скорость.
Эффективность может быть выражена в простейшей форме как отношение выходной мощности к общей входной мощности или эффективность = выходная мощность/входная мощность. Для двигателя с электрическим приводом выходная мощность является механической, а входная мощность - электрической, поэтому уравнение эффективности принимает вид КПД = механическая мощность / входная электрическая мощность.
Различные ассоциации разработали стандарты испытаний, определяющие точность приборов, необходимую для соответствия их стандарту: IEEE 112 2004, NVLAP 160 и CSA C390. Все три включают стандарты для измерения входной мощности, напряжения и тока, датчиков крутящего момента, скорости двигателя и т. д. Трансформаторы тока (ТТ) и трансформаторы напряжения (ПТ) являются одними из основных контрольно-измерительных приборов, используемых для проведения этих измерений.
Соответствующие стандарты очень похожи за некоторыми исключениями. Допустимые ошибки приборов для стандартов IEEE 112 2004 и NVLAP 150 идентичны; однако CSA C390 2006 имеет некоторую разницу в температурах и показаниях.
Например, требование входной мощности для CSA C390 2006 составляет ±0,5% от показаний и должно включать погрешности ТТ и ТП, тогда как требования для IEEE 112 2004 и NVLAP 150 требуют только ±0,5% от полной шкалы (полная шкала). .
Датчики тока
Для тестирования обычно требуются датчики тока, поскольку большой ток нельзя подать непосредственно на измерительное оборудование. Доступны различные датчики для конкретных приложений. Накладные датчики можно использовать с анализаторами мощности. Также можно использовать щупы Scope, но при использовании этих щупов необходимо соблюдать осторожность, чтобы убедиться, что прибор не подвергается воздействию больших токов.
Для ТТ провод питания может быть подключен через окно (ТТ обычно имеют форму пончика или продолговатую форму, с отверстием или внутренней частью, называемой окном), или слаботочные соединения могут быть выполнены к клеммам в верхней части Устройство. Шунты обычно используются для приложений постоянного тока, но не переменного тока или искаженных частот, хотя их можно использовать для синхронных двигателей до нескольких сотен Гц. Доступны специализированные трансформаторы тока, которые хорошо работают на высоких частотах, которые чаще используются в осветительных приборах, а не в двигателях и приводах.
Yokogawa совместно с LEM Instruments разработали уникальную систему трансформаторов тока, обеспечивающую высокую точность в диапазоне от постоянного тока до кГц. Это трансформатор активного типа, в котором используется блок формирования напряжения питания и который обеспечивает точность примерно от 0,05 до 0,02% показаний. Этот тип системы трансформаторов тока обеспечивает очень высокую точность измерений, особенно для частотно-регулируемых приводов, которые могут варьироваться от 0 Гц до рабочей скорости подключенного двигателя.
Трансформаторы напряжения просто преобразуют напряжение с одного уровня на другой. В измерительных приложениях иногда требуются понижающие трансформаторы для снижения напряжения, подаваемого на измерительный прибор, хотя многие приборы могут работать с относительно высокими напряжениями и не требуют понижающего трансформатора.
Измерительные трансформаторы обычно представляют собой комбинацию трансформатора тока и трансформатора напряжения и могут уменьшить количество необходимых преобразователей в определенных измерительных приложениях.
Соображения по выбору и меры предосторожности
При принятии решения о том, какое устройство использовать, первым вопросом является частотный диапазон измеряемых параметров. Синусоидальные волны с частотой между линиями могут использовать шунты постоянного тока, которые обеспечивают высокую точность и простоту установки. Для приложений переменного и постоянного тока можно использовать трансформатор Холла или измерительный трансформатор активного типа. Технология эффекта Холла имеет меньшую точность, в то время как активный тип обеспечивает большую точность. Различные измерительные трансформаторы могут работать на высоких частотах 30 Гц и более, но их нельзя использовать для постоянного тока.
Следующим фактором является требуемый уровень точности. Для измерительного трансформатора это обычно указывается как точность отношения витков. Фазовый сдвиг — еще один важный фактор, и он очень важен, потому что многие трансформаторы предназначены только для измерения тока и не компенсируют фазовый сдвиг.
Фазовый сдвиг в основном зависит от коэффициента мощности при измерении мощности и поэтому влияет на расчет мощности. Например, трансформатор тока с максимальным фазовым сдвигом 2°, как часть спецификации, внесет погрешность косинуса (2°) или погрешность 0,06 %. Пользователь должен решить, является ли этот процент ошибки приемлемым для приложения.
Трансформатор тока является источником тока. Согласно закону Ома, напряжение (E) равно силе тока через проводник (I), умноженной на сопротивление (R) проводника в единицах Ом. Размыкание вторичной обмотки трансформатора тока эффективно увеличивает сопротивление до бесконечности. Это означает, что внутренний ток насытит катушку, напряжение также уйдет в бесконечность, и устройство повредит или разрушит себя. Что еще хуже, трансформатор тока со случайно разомкнутой вторичной обмоткой может серьезно травмировать рабочих.
Никогда не размыкайте вторичную цепь трансформатора тока. Пользователи могут получить серьезные травмы, а СТ может быть поврежден или уничтожен.
Совместимость приборов
Для определения совместимости приборов необходимо определить выходной уровень ТТ. Накладные и другие трансформаторы тока обычно имеют выходной сигнал, указанный в милливольтах/амперах, миллиамперах/амперах или амперах. Типичный выходной ток приборного ТТ может быть указан в диапазоне от 0 до 5 ампер.
Необходимо учитывать импеданс и нагрузку ТТ, которые являются факторами, на которые влияет количество проводов, используемых для подключения ТТ к прибору. Эта проводка представляет собой сопротивление или нагрузку на прибор и, таким образом, может влиять на измерение.
Зонды Scope могут создавать собственные проблемы, если их неправильно использовать. Многие пробники осциллографа предназначены для работы с входным импедансом осциллографа, но диапазоны входного импеданса анализатора мощности могут отличаться, и это необходимо учитывать.
Другим фактором, который следует учитывать при определении совместимости прибора, являются физические требования к устройству. Размер необходимо учитывать вместе с типом трансформатора тока, например, накладного или кольцевого типа, каждый из которых будет лучше работать в конкретной ситуации.
Пример системы с трехфазным двигателем
Теперь мы рассмотрим типичное измерение мощности трехфазного трехпроводного двигателя с использованием метода двухваттметра. Теорема Блонделя утверждает, что количество необходимых измерительных элементов на один меньше, чем количество проводников с током. Это позволяет измерять мощность в трехфазной трехпроводной системе с использованием двух преобразователей при отсутствии нейтрали. Однако при наличии нейтрали используются три преобразователя, поскольку проводников теперь четыре.
Трехфазное питание используется главным образом в коммерческой и промышленной среде, особенно для питания двигателей и приводов, потому что более экономично эксплуатировать крупное оборудование с трехфазным питанием. Чтобы рассчитать трехфазную мощность, напряжение каждой фазы умножается на ток каждой фазы, который затем умножается на коэффициент мощности, а это значение умножается на квадратный корень из трех (квадратный корень из 3 равен равно 1,732).
Для измерения трехфазной мощности, потребляемой нагруженным двигателем, подключается анализатор мощности. На рис. 1 показано типичное соединение с дисплеем, показывающим все три напряжения, все три тока, общую мощность и коэффициент мощности.
На рис. 2 показано измерение мощности в трехфазной трехпроводной сети, выполненное с использованием метода двух ваттметров. Все три значения тока и напряжения, а также общее количество ВА и ВАР. Эта конфигурация может отображать показания мощности отдельных фаз, но их не следует использовать напрямую, поскольку для этого метода измерения точным показанием является только общая мощность.
В принципе, при использовании метода двух ваттметров в трехпроводной трехфазной системе мощность отдельных фаз не может быть измерена напрямую, а также не могут быть измерены какие-либо параметры фазы, включая коэффициенты мощности фазы. Тем не менее, сумма фазовых параметров может быть измерена.
Для трехфазного трехпроводного двигателя, соединенного треугольником, можно измерять междуфазные напряжения и токи отдельных фаз. Поскольку нейтрали нет, измерить фазные напряжения невозможно. Эта ситуация приводит к некоторым показаниям, которые необходимо объяснить.
Глядя на формы сигналов на рис. 3, можно увидеть междуфазные напряжения Vab, Vbc и Vac. Линейные напряжения, видимые прибором, в симметричной системе разнесены на 60°. Токи представляют собой фазные токи, которые воспринимаются приборами как разнесенные на 120°.
Другое представление этой системы изображено на диаграмме Phasor Vector, показанной на рисунке 4. Треугольник в верхней части этого рисунка показывает измерения междуфазного напряжения черным цветом, значения фазного напряжения красным (но это теоретический, потому что нейтрали нет), а фазные токи выделены синим цветом.
В нижней части рисунка показаны разности фаз между напряжениями и токами. Опять же, обратите внимание, что линейные напряжения разнесены на 60°, а фазные токи — на 120°. Еще одна деталь заключается в том, что если бы верхняя диаграмма представляла чисто резистивную нагрузку, то синие токи были бы синхронизированы с красными напряжениями. Однако при индуктивной нагрузке (например, двигателе) синие векторы тока не совпадают по фазе с напряжениями.
Кроме того, для этого метода измерения на нижней диаграмме векторы тока всегда будут смещаться дополнительно на 30° относительно напряжений. Суть в том, что правильно настроенный анализатор мощности будет учитывать все эти условия.
Что делать, если фазную мощность и фазный коэффициент мощности необходимо точно измерить в трехфазной трехпроводной системе, а не просто приблизить? На рис. 5 показан метод, позволяющий измерять фазовые параметры трехфазного трехпроводного двигателя путем создания плавающей нейтрали.
Однако у этой техники есть ограничения. Он будет хорошо работать на входе асинхронного двигателя, синхронного двигателя или аналогичного двигателя без привода с регулируемой скоростью. Следует соблюдать осторожность при использовании этого метода в системе привода с регулируемой скоростью, поскольку высокочастотные искаженные формы сигналов и гармоники могут привести к несогласованным измерениям.
Кроме того, метод плавающей нейтрали работает только для оборудования с синусоидальной формой волны. При использовании привода с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) можно включить линейный фильтр 500 Гц (фильтр нижних частот), который затем позволит отображать показания для основной частоты, но не для общей частоты.
Трехпроводное и четырехпроводное измерение мощности
Важно понимать, что показания мощности будут одинаковыми независимо от того, измеряется ли она трехфазным трехпроводным или трехфазным четырехпроводным методом. Однако при использовании трехфазного четырехпроводного соединения измеряемые значения напряжения представляют собой фазные напряжения от линии к нейтрали.
На рис. 6 показан снимок экрана анализатора мощности, показывающий, насколько похожи показания мощности и коэффициента мощности для ШИМ-привода, управляющего двигателем, при сравнении трехфазного трехпроводного входного сигнала с частотой 500 Гц с фильтром и трехфазного четырехфазного провод с плавающей нейтралью.
Альтернативное решение использует функцию измерения дельты, которая используется в анализаторах мощности Yokogawa. Функция измерения дельты использует мгновенные измерения линейного напряжения и фазного тока для получения истинного линейного напряжения, даже если фазы не сбалансированы. Вычисление векторной амплитуды внутри процессора делает это возможным. Эта функция также обеспечивает измерение фазной мощности в трехпроводной цепи. Решение для измерения дельты также обеспечивает измерение тока нейтрали.
Полное тестирование привода и двигателя на основе ШИМ (широтно-импульсной модуляции) представляет собой трехэтапный процесс. Шаг 1 — это точное измерение входной и выходной мощности привода с регулируемой скоростью ШИМ для определения эффективности привода и потерь мощности. Шаг 2 — это точное измерение входной мощности двигателя, а шаг 3 — точное измерение механической мощности двигателя.
Оптимальный метод — интегрировать все три шага с помощью одного анализатора мощности, чтобы устранить временную асимметрию. Это также обеспечивает отличные расчеты эффективности, и все это в одном программно-аппаратном решении.
Рис. 7. На этом снимке экрана анализатора мощности показано, как можно использовать функцию измерения дельты для получения истинных показаний и фазной мощности, даже если фазы не сбалансированы.
Некоторые анализаторы мощности имеют вариант двигателя, в котором сигналы скорости и крутящего момента могут интегрироваться таким образом. Эти анализаторы мощности могут измерять электрическую и механическую мощность и отправлять данные на ПК с установленным программным обеспечением от производителя оригинального анализатора или специальным программным обеспечением от системного интегратора.
Измерения привода ШИМ для двигателей переменного тока
При использовании частотно-регулируемого привода ШИМ для управления двигателем часто необходимо измерять как вход, так и выход частотно-регулируемого привода с помощью шестифазного анализатора мощности. Эта установка может измерять не только трехфазную мощность, но и постоянную или однофазную мощность. См. рис. 1.
В зависимости от анализатора режим настройки будет выполняться в обычном режиме или в режиме RMS. Конфигурация проводки должна быть настроена в соответствии с приложением, например, трехфазный вход и трехфазный выход.
Все линейные фильтры или фильтры нижних частот должны быть отключены, поскольку фильтрация будет мешать измерениям. Тем не менее, фильтр пересечения нуля или частотный фильтр должны быть включены, потому что они будут отфильтровывать высокочастотный шум, чтобы можно было измерить основную частоту. Это измерение необходимо при отслеживании частоты привода.
На рис. 2 показана форма выходного напряжения ШИМ с сильно искаженным напряжением, обрезанными высокими частотами и большим количеством шума на токовой стороне, что затрудняет измерение. Высокочастотное включение сигнала напряжения создает сильно искаженную форму волны с высоким содержанием гармоник. Частота изменяется от 0 Гц до рабочей скорости.
Для такого зашумленного сигнала нужны специальные датчики тока для измерения. Для точных измерений мощности ШИМ также требуются анализаторы мощности с широкой полосой пропускания, способные измерять эти сложные сигналы.
На рис. 3 приведен пример содержания гармоник напряжения на выходе ШИМ. Присутствуют частоты биений, а содержание гармоник напряжения превышает 500 порядков (приблизительно 30 кГц). Большая часть гармонического содержания находится в более низких частотах на текущей стороне.
Проблемы измерения привода двигателя с ШИМ
Напряжение инвертора обычно измеряется одним из двух способов. Можно использовать измерение истинного среднеквадратичного значения, которое включает общее содержание гармоник. Однако, поскольку основная форма волны в первую очередь влияет на крутящий момент двигателя, можно выполнить и использовать более простое измерение. В большинстве приложений требуется измерение только основной формы сигнала.
Существует два основных метода измерения основной амплитуды волны напряжения. Первый и самый простой — использовать фильтр нижних частот для удаления высоких частот. Если анализатор мощности имеет этот фильтр, просто включите его. Надлежащая фильтрация даст среднеквадратичное напряжение основной частоты инвертора. Однако этот тип фильтрации не обеспечивает истинного измерения полной мощности, поэтому фильтрация не является самым точным методом.
Второй метод представляет собой метод измерения выпрямленного среднего значения, который позволяет получить среднеквадратичное значение напряжения основной волны без фильтрации с использованием обнаружения среднего значения напряжения, масштабированного по среднеквадратичному напряжению. Алгоритм выпрямленного среднего среднего цикла обеспечит эквивалент основного напряжения, который будет очень близок к среднеквадратичному значению основной волны.
С помощью этого метода можно измерить общую мощность, общий ток и основное напряжение.
Измерение амплитуды основной волны с помощью гармонического анализа
Функцию гармонического анализа можно использовать для определения истинного основного напряжения с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ) для определения амплитуды каждой гармонической составляющей, включая основную волну. Это обеспечивает точное измерение среднеквадратичного напряжения основной волны. Новейшие анализаторы мощности могут выполнять одновременные измерения истинных среднеквадратичных значений наряду с измерениями гармоник.
На рис. 4 значение Urms2 (среднеквадратичное значение на выходе ШИМ) очень велико, а F2 (среднее значение основной гармоники) несколько меньше. Значение Urms3 (фильтрация основной гармоники) дает аналогичный результат. Наконец, U2 (1) получается из анализа гармоник или вычислений БПФ основной гармоники. F2, Urms3 и U2 (1) дают очень близкие результаты, но расчет БПФ U2 (1) считается наиболее точным.
Ток инвертора обычно измеряется только одним способом, а именно как истинное среднеквадратичное значение сигнала, поскольку все гармонические токи вносят свой вклад и являются причиной повышения температуры двигателя, поэтому все они должны быть измерены.
Другим важным измерением является привод V/Hz (Вольт на Герц). Привод ШИМ должен поддерживать постоянное соотношение В/Гц на рабочей скорости двигателя. Анализатор мощности может вычислять В/Гц, используя среднеквадратичное значение или значение основного напряжения. Определяемая пользователем математическая функция анализатора используется для построения уравнения для этого измерения.
Измерение напряжения на шине постоянного тока
Напряжение на шине постоянного тока в ШИМ может быть измерено для проверки условий повышенного и пониженного напряжения. Это измерение можно выполнить внутри привода на клеммах конденсаторной батареи. Однако более простым методом является использование отображения формы сигнала анализатора мощности с курсорным измерением.
При отображении осциллограммы с помощью курсорных измерений необходимо следить за тем, чтобы курсор не находился прямо над небольшими пиками на дисплее. Вместо этого курсор должен располагаться поперек сигнала, чтобы выполнить точное измерение. На рис. 5 показано измерение напряжения ШИМ с высокой скоростью переключения. Курсор помещается для считывания значения, такого как 302,81 В в этом измерении.
Измерение механической мощности
Механическая мощность измеряется как произведение скорости двигателя на крутящий момент двигателя. На рынке существует множество различных типов датчиков скорости и крутящего момента, которые работают с различными двигателями. Несмотря на то, что анализаторы Yokogawa могут взаимодействовать с большинством датчиков скорости и крутящего момента, целесообразно подтверждать совместимость в каждом случае. Эти датчики можно использовать для предоставления информации о механических измерениях для расчета измерений механической мощности в анализаторе мощности.
Многие датчики поставляются с интерфейсной электроникой для правильной обработки сигнала для работы с анализаторами мощности или другим оборудованием. Обработанный сигнал может быть аналоговым выходом или выходом последовательной связи, который поступает на ПК и его прикладное системное программное обеспечение.
Одним из вариантов измерения механической мощности является использование как датчика, так и соответствующего измерительного прибора данного производителя. Этот подход имеет преимущества, поскольку датчики будут точно согласованы с прибором. Будут доступны показания крутящего момента, скорости и мощности, и, вероятно, будут варианты подключения к ПК вместе с соответствующим прикладным программным обеспечением.
Более интегрированный подход показан на рис. 6. В этой конфигурации выходные сигналы скорости и крутящего момента от измерительных приборов подключаются непосредственно к входам скорости и крутящего момента анализатора мощности. Это дает большое преимущество, позволяя одновременно оценивать электрические и механические измерения мощности, а также непрерывно выполнять расчеты эффективности.
Эффективность двигателя, привода и системы
Эффективность инвертора в его простейшей форме рассчитывается как выходная мощность, деленная на входную мощность, и представляется в процентах. Один из методов, используемых для измерения входной и выходной мощности, заключается в простом подключении измерителей мощности к входу и выходу, при этом показания двух счетчиков используются для расчета эффективности.
Более комплексный метод заключается в использовании анализатора мощности с несколькими входами для одновременного измерения входной и выходной мощности, как показано на рис. 1. Это приводит к более точному расчету эффективности, поскольку используется один анализатор мощности для устранения потенциальных ошибок, вызванных измерениями временной асимметрии. .
С помощью внутренних математических расчетов, предоставляемых анализатором, можно настроить очень простое вычисление с помощью меню для расчета потерь и эффективности привода.
Какой метод следует использовать?
IEEE 112 — это отраслевой стандарт США для тестирования электродвигателей, в котором описано несколько методов. На рис. 7 показан дисплей анализатора мощности, поддерживающий «Метод А» стандарта IEEE 112, в котором вся механическая мощность делится на общую мощность, подводимую к двигателю. Стандарт определяет многие параметры помимо измерения тока и напряжения двигателя, а также содержит инструкции по проведению общепринятых испытаний и отчетности для многофазных и асинхронных двигателей и генераторов. Кроме того, стандарт содержит 11 методов испытаний, определяющих, как проводить измерения эффективности двигателей.
Метод испытаний A — вход-выход, определенный IEEE 112: КПД рассчитывается как отношение выходной мощности измерения к измеренной входной мощности после температурных и динамометрических поправок, если применимо. Испытания проводят при номинальной нагрузке с помощью механического тормоза или динамометра. Этот рейтинг должен быть ограничен двигателями с номинальной полной нагрузкой 1 кВт или менее.
Метод испытаний B — вход-выход с разделением потерь: В методе B выполняются измерения как входной, так и выходной мощности, но выделяются различные потери. Большинство этих потерь просто производят тепло, которое должно быть рассеяно узлом двигателя, и представляет собой энергию, недоступную для выполнения работы. Этот метод является признанным стандартом испытаний в автомобильной промышленности США для двигателей с полной номинальной нагрузкой от 1 до 300 кВт.
В то время как оба метода A и B работают, метод B требует большого количества инструментов и обычно выполняется только производителями двигателей. Поскольку большинство производителей используют метод B, а большинство пользователей предпочитают метод A, расчеты эффективности между ними могут различаться. В технических данных производителей двигателей и приводов могут использоваться разные скорости двигателя, испытательные нагрузки или другие условия испытаний.
Заключение
При измерении мощности электродвигателя необходимо учитывать многие параметры, такие как общий и истинный коэффициент мощности. Эти измерения включают сложные уравнения, поэтому большинство компаний используют анализаторы мощности для автоматического получения результатов.
После принятия решения об использовании анализатора мощности необходимо принять решение о частотном диапазоне и уровне точности. Совместимость с приборами — еще один важный аспект безопасного получения точных показаний, особенно с трансформаторами тока, и именно в этой области необходимо учитывать входы/опции анализатора. При правильных входных сигналах датчика измерения механической мощности также можно выполнить с помощью анализатора мощности. Выбор правильных датчиков скорости и крутящего момента является первым шагом в определении механической мощности.
Некоторые анализаторы мощности также позволяют выполнять измерения ШИМ. Однако настройка анализатора для измерения ШИМ также требует знаний о том, как токи и напряжения повлияют на измерения мощности.
Прецизионный высокочастотный анализатор мощности является важным инструментом для измерения как механической, так и электрической мощности. Его функции анализа и показания могут помочь улучшить работу и даже продлить срок службы двигателя.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
