Формула частоты вращения двигателя: Все о частотных преобразователях

Содержание

Все о частотных преобразователях


    Частотные преобразователи - это устройства для плавного изменения частоты вращения синхронных и асинхронных двигателей посредством изменения частоты питающего тока.

    В современной технике благодаря простоте конструкции и обслуживания, небольшим габаритам, высокой надёжности, и низкой стоимости огромное распространение получили именно асинхронные электродвигатели.

    При работе различных устройств, в качестве привода которых применяются асинхронные электродвигатели, часто возникает необходимость в регулировании их скорости вращения.

    Исходя из формулы n = (1 - S)60f/p где n - скорость вращения ротора, S - скольжение, f- частота питающей сети, p - количество пар полюсов.

    Существует три способа регулирования скорости вращения асинхронного двигателя:

  • - изменение скольжения. Этот способ используется в двигателях с фазным ротором. В цепь фазного ротора вводится регулировочный реостат. При использовании этого способа можно получить большой диапазон регулирования частоты вращения в сторону понижения. Однако этот способ имеет, и ряд недостатков, основным из которых является большие потери на регулировочном реостате (нагрев) т.е. снижение КПД. Как следствие этот способ применяют для кратковременного снижения частоты вращения.
  • - изменение числа пар полюсов. Этот способ предполагает использование специальных двигателей (многоскоростных) имеющих более сложную обмотку статора, позволяющую изменять число пар полюсов, и короткозамкнутый ротор. Недостатком этого метода является ступенчатое регулирование (3000, 1500, 1000, 750, 600 об/мин – 1,2,3,4,5 обмотки с 1,2,3,4,5 парами полюсов соответственно), большая стоимость и громоздкость двигателя.
  • - изменение частоты питающего тока (напряжения). На практике этот метод, в общем случае (самый простой), предполагает вместе с частотой изменять и действующее значение подведенного напряжения таким образом, что бы отношение U/f было постоянно. Это (изменение входного напряжения) делается для сохранения перегрузочной способности двигателя с изменением частоты сети.

    В приводах центробежных насосов и вентиляторов, которые являются типичными представителями переменной механической нагрузки (момент нагрузки возрастает с увеличением скорости вращения) используется функция напряжения к квадрату частоты U/f 2 = сonst.

    В более совершенных частотных регуляторах для управления скоростью вращения и электромагнитным моментом двигателя независимо, используется так называемое векторное управление. При этом виде управления необходимо управлять амплитудой и фазой статорного тока (т.е. вектором) в зависимости от положения ротора относительно обмотки статора в каждый момент времени.

    Применение частотных регуляторов. Зачем нужен частотный регулятор?
    Асинхронные двигатели имеют ряд недостатков (сложность регулирования скорости вращения, большие пусковые токи, относительно малый пусковой момент). Однако благодаря своей простоте, надежности и дешевизне получили огромное распространение в промышленности и быту. Применение же частотных регуляторов «устраняет» недостатки асинхронных двигателей и кроме этого позволяет избежать установки различного дополнительного оборудования, уменьшить потери в технологическом процессе, увеличить КПД самого двигателя, уменьшить износ, как самого двигателя, так и оборудования использующегося в данном технологическом процессе.

    Рассмотрим более детально применение частотных регуляторов на примере насосного оборудования. Потери в технологической системе зависят от нагрузки создаваемой потребителями (на неё мы влиять не можем) и гидравлическим сопротивлением элементов этой системы. Так поддержание давления у потребителей на постоянном уровне при изменяющейся нагрузке, возможно только при использовании дополнительного оборудования (различных регуляторов давления, мембранных баков, дроссельных задвижек). Использование этого оборудования создает дополнительное гидравлическое сопротивление и как следствие снижает КПД системы в целом. При использовании частотного регулятора двигатель сам регулирует давление в сети посредством изменения частоты вращения. Кроме того при снижении технологической нагрузки уменьшая частоту вращения насоса, КПД самого насоса тоже возрастает. Таким образом достигается как бы двойной эффект увеличивается КПД системы в целом, за счёт исключения из системы лишнего гидравлического сопротивления и увеличение КПД самого насоса как агрегата.

    Применение частотного регулятора также значительно снижает эксплуатационные затраты связанные с износом оборудования. Плавное регулирование вращения (и плавный пуск) практически полностью позволяют избежать как гидравлических ударов, так и скачков напряжения в электросети (особенно актуально в системах, где предусмотрен частый пуск/остановка насоса).

Расчетные формулы основных параметров асинхронных двигателей

В таблице 1 представлены расчетные формулы для определения основных параметров асинхронных двигателей.

В данной таблице собраны все формулы, которые касаются расчета параметров асинхронных двигателей.

Используя формулы из данной таблицы, вам больше не придется искать нужную формулу в различных справочниках.

Таблица 1 — Расчетные формулы для определения основных параметров асинхронных двигателей

Наименование величинФормулыПринятые обозначения
Потребляемая активная мощность из сети, кВт

U1, I1 – линейные значения напряжения, В и тока двигателя, А;
cosϕ – коэффициент мощности;
Потребляемая реактивная мощность, квар

Полезная мощность на валу, кВт

Ƞ — КПД двигателя;
Потребляемый двигателем ток, А

Вращающий момент двигателя, кГм

nном. – номинальная скорость вращения ротора, об/мин;
Синхронная скорость вращения магнитного поля, об/мин

f1 – частота питающего тока, Гц;
р – число пар полюсов машины;
Скольжение двигателя

Скорость вращения ротора при нагрузке, об/мин

ЭДС обмоток статора и ротора, В

kоб.1, kоб.2 – обмоточные коэффициенты статора и ротора, равные произведению коэффициентов укорочения kу шага и распределения обмотки kw;
kоб. = kу* kw;
Коэффициенты трансформации по напряжению и по току

w1, w2 – числа витков обмоток статора и ротора;
m1, m2 – числа фаз в обмотках статора и ротора. У двигателей с фазным ротором.
m2 = 3 у двигателей с короткозамкнутым ротором;
m2 = z2, т.е. числу пазов в роторе.
Параметры схемы замещения

zк, rк, хк – полное, активное и индуктивное сопротивления при КЗ двигателя, Ом;
Iп – пусковой ток двигателя, А;
∆Рк – суммарные потери в меди статора и ротора двигателя, Вт;
r1, x1 – активное и индуктивное сопротивления обмотки статора, Ом;
r2’, x2’ – активные и индуктивные сопротивления ротора, приведенные к обмотке статора, Ом;
Ток холостого хода, А

Iном. – номинальный ток двигателя, А
Критическое скольжение

sinϕ – коэффициент реактивной мощности;
kм – коэффициент перегрузочной способности;
Уравнение вращающего момента

Sном. – скольжение при номинальной нагрузке
Скольжение двигателя s2 при введении добавочного сопротивления в ротор

КПД двигателя при введении добавочного сопротивления в ротор

Критический максимальный момент, развиваемый в двигательном (+) и генераторном (-) режимах, кГм

U1ф – фазное напряжение, В
Уравнение вращающего момента при добавочном сопротивлении в цепи ротора

Литература:

1. Справочная книга электрика. В.И. Григорьева, 2004 г.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

активное сопротивление двигателя, полное сопротивление двигателя, реактивное сопротивление двигателя, ток двигателя

Поделиться в социальных сетях

Благодарность:

Если вы нашли ответ на свой вопрос и у вас есть желание отблагодарить автора статьи за его труд, можете воспользоваться платформой для перевода средств «WebMoney Funding».

Данный проект поддерживается и развивается исключительно на средства от добровольных пожертвований.

Проявив лояльность к сайту, Вы можете перечислить любую сумму денег, тем самым вы поможете улучшить данный сайт, повысить регулярность появления новых интересных статей и оплатить регулярные расходы, такие как: оплата хостинга, доменного имени, SSL-сертификата, зарплата нашим авторам.

Частота асинхронного генератора. Формулы. Расчёт. Теория

Частота асинхронного генератора при холостом ходе и нагрузке

Разница между частотой вращения магнитного поля и ротора в асинхронных генераторах определяется коэффициентом s, называемым скольжением, который выражается соотношением:

s = (n - nr )/n .

Здесь:
n - частота вращения магнитного поля.
nr - частота вращения ротора.

Связь между

угловой частотой вращения магнитного поля ω и угловой частотой вращения ротора ωr асинхронной машины можно выразить следующим образом:

ω = ωr /(1 - s) ,

что следует из определения скольжения.
В общем случае угловая частота вращения магнитного поля

ω = 2πn .

Так как частота генерируемых колебаний

f = pn ,

где р - число пар полюсов, то

ω = 2πf/p .

Аналогично угловая частота вращения ротора

ωr = 2πnr или ωr = 2πfr /p ,

где fr = pnr - электрическая частота вращения ротора.
Электрическая угловая частота вращения ротора

ωr p = 2πfr

В режиме автономного асинхронного генератора частота вращения магнитного поля, определяющая частоту генерируемых колебаний, зависит от частоты вращения ротора и от нагрузки, характеризуемой скольжением. Если нагрузка отсутствует, а включенная емкость и частота вращения ротора остаются постоянными, т.е.

C = cоnst и ωr = cоnst, то частоту генерируемых колебаний можно выразить через параметры колебательного контура, который образуется собственной индуктивностью статорной обмотки и емкостью конденсатора.

При отмеченных условиях уравнение электрического равновесия, выраженное через мгновенные значения напряжений на синхронном индуктивном сопротивлении XL = ωL и на конденсаторе XC = ωC, принимает вид:

uL + uC = 0 .

После подстановок:

uL = Ldi/dt и di/dt = C d 2u/dt 2

где

i = C duC /dt ,

и преобразований, уравнение примет вид

d 2uC /dt 2 + uC /LC = 0

Примем, что напряжение на конденсаторе изменяется по синусоидальному закону:

uC = UC sinωt ,

тогда

d 2u

C /dt 2 = -ω 2UC sinωt ,

С учетом последних соотношений из дифференциального уравнения находим:

ω = 1/√LC ,

откуда

f = 1/2π√LC

Таким образом, частота генерируемых колебаний при холостом ходе автономного асинхронного генератора определяется из условия резонанса емкости конденсатора и собственной индуктивности обмотки статора.
Если принять, что при холостом ходе скольжение s = 0, то получим

ω ≈ ωr

Тогда

f ≈ pnr = fr

Последнее выражение можно представить в виде

fr1/2π√LC

Следовательно, при холостом ходе асинхронного самовозбуждающегося генератора параметры колебательного контура автоматически настраиваются на частоту, равную электрической частоте вращения ротора.

Изменение значения включенной емкости при ωr = cоnst или частоты вращения ротора при С = cоnst не нарушает вышеописанных равенств, если генератор остается в области устойчивой работы. В первом случае мы имеем одну характеристику намагничивания машины, соответствующую данному значению частоты вращения и семейство вольтамперных характеристик возбуждающей емкости, причем каждая из характеристик составляет с положительным направлением оси абсцисс угол

αk = arctg(1/ωCk ) ,

где k = 1, 2, 3 ... Произведение собственных индуктивностей статорной обмотки и емкости конденсаторов остается практически постоянным, т.е.

LkCk = cоnst ,

так как вследствие нелинейности кривой намагничивания происходит соответствующее изменение индуктивности. Так с увеличением емкости ток холостого хода и степень насыщения магнитной цепи возрастают, а индуктивность уменьшается. Значение установившегося напряжения определяется точкой пересечения кривой намагничивания и вольтамперной характеристики конденсаторов.

Во втором случае, т.е. при переходе к новым значениям установившихся частот вращения с емкостью С = cоnst, мы имеем семейство кривых намагничивания и семейство вольтамперных характеристик возбуждающей емкости. Углы наклона последних к положительному направлению оси абсцисс находятся теперь по соотношению

αk = arctg(1/ωC) ,

Значение установившегося напряжения в каждом случае определяется точкой пересечения кривой намагничивания и вольтампер ной характеристики конденсаторов для данной угловой частоты ωk .

Получим теперь выражение для частоты генерируемых колебаний при нагрузке, полагая, что емкость конденсаторов и частота вращения ротора не изменяются. Выполнив необходимые преобразования из вышеописанных формул, получим:

f = fr /(1 - s ) ,

или

f = pnr /(1 - s ) ,

Заметим, что частота вращения ротора в большинстве случаев выражается в об/мин а не в сек/мин, тогда запишем

f = pnr /60(1 - s ) ,

Частота генерируемых колебаний при постоянной частоте вращения ротора и возрастающей нагрузке несколько уменьшается, так как на устойчивой части механической характеристики асинхронной машины скольжение пропорционально нагрузке. С другой стороны, уменьшение частоты f при С = cоnst объясняется увеличением собственной индуктивности фазы статора вследствие возрастания коэффициента взаимоиндукции. Последнее вызывается размагничивающим действием тока ротора.

Продолжение следует.

Ещё статьи для ознакомления:
Синхронный и асинхронный генератор. Отличия.
Асинхронный генератор. Характеристики.
Дизель-генераторы.


Замечания и предложения принимаются и приветствуются!

Синхронные скорости вращения асинхронных электродвигателей в зависимости от частоты (10-100 Гц) и числа полюсов (2-12), Таблица и формула для расчета.





Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Оборудование / / Электродвигатели. Электромоторы.  / / Синхронные скорости вращения асинхронных электродвигателей в зависимости от частоты (10-100 Гц) и числа полюсов (2-12), Таблица и формула для расчета.

Поделиться:   

Синхронные скорости вращения асинхронных электродвигателей в зависимости от частоты (10-100 Гц) и числа полюсов (2-12), Таблица и формула для расчета.

Синхронная скорость вращения обычных асинхронных двигателей выражается как:

  • n = 60*f *2 / p         (1)
  • где
  • n = скорость вращения штока  (об/мин, rpm)
  • f = частота (ГЦ=Hz; оборотов/с; 1/с)
  • p =число полюсов, !!! если формула дается в виде n = (60*f ) / p, то под p понимается число пар полюсов, а не число полюсов!!!

Пример - синхронная скорость четырехполюсного электродвигателя:

Если двигатель запитан напряжением 60Гц , синхронная скорость считается так:

n =  (60*60) (2 / 4) = 1800 об/мин

Таблица синхронной скорости вращения асинхронных электродвигателей в зависимости от частоты и числа полюсов:
Таблица синхронной скорости вращения асинхронных электродвигателей в зависимости от частоты и числа полюсов:
Скорость вращения электромотора, электродвигателя: об/мин
Частота
- f -
(Гц=Hz)
Число полюсов - p -
2 4 6 8 10 12
10 600 300 200 150 120 100
20 1200 600 400 300 240 200
30 1800 900 600 450 360 300
40 2400 1200 800 600 480 400
501) 3000 1500 1000 750 600 500
602) 3600 1800 1200 900 720 600
70 4200 2100 1400 1050 840 700
80 4800 2400 1600 1200 960 800
90 5400 2700 1800 1350 1080 900
100 6000 3000 2000 1500 1200 1000
  1. РФ, Европа, большая часть мира  - 50 Гц
  2. США, Южная Корея, Канада, Тайвань- 60Гц
Справочно: Номиналы электрических сетей.
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Коды баннеров проекта DPVA.ru
Начинка: KJR Publisiers

Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team

Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

Асинхронные электродвигатели (страница 2)

1. Определить угловую скорость вращении ротора асинхронного электродвигателя, если обмотка статора четырехполюсная, частота напряжения сети, к которой присоединен электродвигатель, 50 Гц и скольжение ротора равно 3,5%.

Решение:
Частота токов, проходящих в обмотках статора, равна частоте напряжения сети:

Кроме того, известно, что обмотка статора четырехполюсная, т. е. число пар полюсов р = 2.
Скорость вращения магнитного потока, вызываемого трехфазной системой токов, проходящих в обмотках статора, зависит от частоты этих токов и числа пар полюсов обмотки р, так как , откуда число оборотов в минуту вращающегося синхронно магнитного потока

Угловая скорость вращения

Вращение ротора асинхронного электродвигателя возможно лишь при наличии отставания ротора от вращающегося магнитного потока. Величина, характеризующая это отставание, называется скольжением:

где — скорость вращения магнитного потока;
— скорость вращения ротора.
Подставив числовые значения, получим

откуда

Угловая скорость вращения ротора

2. На щитке асинхронного электродвигателя значится: 730 об/мин, 50 Гц.
Определить скольжение ротора, вращающегося с указанной скоростью, и число пар полюсов обмотки статора. Каким было скольжение ротора в первые мгновения пуска?

Решение:
В табл. 13 синхронных скоростей вращения при частоте 50 Гц ближайшей скоростью вращения (по отношению к скорости ) является скорость .
Следовательно, скольжение ротора

Число пар полюсов обмотки статора

Число полюсов

В момент пуска ротор неподвижен . Поэтому скольжение при пуске

Такое значение имеет скольжение ротора в момент пуска любого асинхронного электродвигателя.

Таблица 13

р пар полюсов

1

2

3

4

5

n, об/мин

3000

1500

1000

750

600

 

3. В разрыв провода линии, соединяющей контактные кольца ротора асинхронного электродвигателя с трехфазным реостатом, введен магнитоэлектрический амперметр, шкала которого имеет нулевое значение посередине (рис. 80). Разомкнув рубильник, шунтировавший амперметр во время разбега ротора, не поднимая щеток, наблюдали за отклонениями амперметра: оказалось, что за полминуты указательная стрелка прибора совершила 60 полных колебаний.
Определить скорость вращения ротора в течение указанного промежутка времени, если обмотка статора шестиполюсная и частота напряжения сети 50 Гц.

Решение:
Полное колебание указательной стрелки соответствует полному периоду тока в обмотке ротора. Если 60 полных колебаний (периодов) произошло за полминуты, то число полных колебаний (периодов) в секунду равно двум. Следовательно,

Магнитный поток в асинхронном электродвигателе вращается относительно ротора со скоростью, равной разности скоростей:

причем частота тока в роторе

Подставив числовые значения, получим

При шестиполюсной обмотке статора и частоте токов в цепи статора скорость вращения магнитного потока

Подставим в выражение для величины

откуда скорость вращения ротора

Скольжение ротора

4. Когда трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором присоединили к сети с линейным напряжением 220 В, напряжение между контактными кольцами при разомкнутой обмотке ротора составило 90 В.
Определить коэффициент трансформации, рассматривая этот электродвигатель как трансформатор в режиме холостого хода, если обмотки статора и ротора соединены звездой.

Решение:
Фазное напряжение на обмотке статора при схеме соединения звездой в раз меньше линейного напряжения. Следовательно,

Фазное напряжение на обмотке ротора

Коэффициент трансформации фазных напряжений

5. Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором характеризуется отношением вращающих моментов соответственно при пуске и при номинальном режиме .
Можно ли осуществить пуск двигателя в случае полной его нагрузки на валу и понижения напряжения в сети на 5 и 10%? К сети присоединен статор.

Решение:
Вращающий момент асинхронного двигателя прямо пропорционален квадрату напряжения в сети:

Следовательно, если напряжение в сети понизится на 5% и составит , то вращающий момент

Отношение
Так как пусковой момент при номинальном напряжении , то при понижении напряжения в сети на 5% пусковой момент

Таким образом, пуск при этих условиях позволит электродвигателю развить вращающий момент больше номинального.
Если напряжение в сети понизится на 10% и составит , то вращающий момент

Пусковой момент при указанном понижении напряжения

Обозначим через долю, которую составляет пусковой вращающий момент от вращающего момента при номинальном напряжении. Тогда для возможности пуска электродвигателя при номинальной нагрузке должно быть выполнено равенство

Поэтому при пуске электродвигателя напряжение сети может составлять от номинального напряжения долю

Таким образом, при заданной кратности пускового момента от номинального понижение напряжения в сети может происходить на и пуск может быть осуществлен при номинальной нагрузке на валу электродвигателя.

6. Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа А51-4 имеет следующие номинальные данные: ; кратность вращающих моментов .

Определить вращающие моменты: номинальный , максимальный и пусковой .

Решение:
Номинальный вращающий момент можно определить из основного соотношения

Вращающий момент измерен в и мощность Р — в Вт. При этом

Если подставить сюда в качестве Р мощность, измеренную в киловаттах, то число будет в 1000 раз меньше.
Таким образом, при тех же единицах измерения вращающего момента получим

Подставим величины номинального режима:

Используя известные кратности моментов, максимальный вращающий момент

пусковой вращающий момент

7. Асинхронный электродвигатель развивает номинальную мощность при номинальной скорости вращения ротора , имея перегрузочную способность 2,1.
Выразить зависимость между вращающим, моментом и скольжением ротора S электродвигателя.

Решение:
Номинальный вращающий момент

Перегрузочная способность l = 2,1 представляет собой отношение максимального вращающего момента к номинальному вращающему моменту . Следовательно,

Номинальному вращающему моменту соответствует и номинальное скольжение

где в качестве подставлена ближайшая большая (по отношению к ) синхронная скорость вращения магнитного потока статора.
Зависимость между вращающим моментом и скольжением ротора s в асинхронном двигателе выражается формулой

где означает критическое скольжение, а и s соответствуют одному и тому же режиму работы. Если в левую часть подставить , то в качестве s следует подставить . Тогда можно определить критическое скольжение , при котором имеет место момент . В этом случае получается квадратное уравнение, из которого берут большее значение корня.
Так как

Разделив на 0,238 левую и правую части равенства и сосредоточив все члены в одной стороне, получим

Корни полученного квадратного уравнения

Далее берется только больший из корней (при положительном знаке перед корнем):

Подставив в формулу, выражающую зависимость между вращающим моментом и скольжением ротора s, численные значения , получим требуемую зависимость


Принцип работы асинхронного двигателя | Заметки электрика

Здравствуйте, уважаемые посетители сайта http://zametkielectrika.ru.

Электрические машины переменного тока нашли широкое распространение, как в сфере промышленности (шаровые мельницы, дробилки, вентиляторы, компрессоры), так и в домашних условиях (сверлильный и наждачный станки, циркулярная пила).

Основная их часть является бесколлекторными машинами, которые в свою очередь разделяются на асинхронные и синхронные.

Асинхронные и синхронные электрические машины обладают одним замечательным свойством под названием обратимость, т.е. они могут работать как в двигательном режиме, так и в генераторном.

Но чтобы дальше перейти к более подробному их рассмотрению и изучению, необходимо знать принцип их работы. Поэтому в сегодняшней статье я расскажу Вам про принцип работы асинхронного двигателя. После прочтения данного материала Вы узнаете про электромагнитные процессы, протекающие в электродвигателях.

Итак, поехали.

Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя

С устройством асинхронного двигателя мы уже знакомились, поэтому повторяться второй раз не будем. Кому интересно, то переходите по ссылочке и читайте.

При подключении асинхронного двигателя в сеть необходимо его обмотки соединить звездой или треугольником. Если вдруг на выводах в клеммнике отсутствует маркировка, то необходимо самостоятельно определить начала и концы обмоток электродвигателя.

При включении обмоток статора асинхронного двигателя в сеть трехфазного переменного напряжения образуется вращающееся магнитное поле статора, которое имеет частоту вращения n1. Частота его вращения определяется по следующей формуле:

  • f — частота питающей сети, Гц
  • р — число пар полюсов

Это вращающееся магнитное поле статора пронизывает, как обмотку статора, так и обмотку ротора, и индуцирует (наводит) в них ЭДС (Е1 и Е2). В обмотке статора наводится ЭДС самоиндукции (Е1), которая направлена навстречу приложенному напряжению сети и ограничивает величину тока в обмотке статора.

Как Вы уже знаете, обмотка ротора замкнута накоротко, у электродвигателей с короткозамкнутым ротором, или через сопротивление, у электродвигателей с фазным ротором, поэтому под действием ЭДС ротора (Е2) в ней появляется ток. Так вот взаимодействие индуцируемого тока в обмотке ротора с вращающимся магнитным полем статора создает электромагнитную силу Fэм.

Направление электромагнитной силы Fэм можно легко найти по правилу левой руки.

Правило левой руки для определения направления электромагнитной силы

На рисунке ниже показан принцип работы асинхронного двигателя. Полюса вращающегося магнитного поля статора в определенный период обозначены N1 и S1. Эти полюса в нашем случае вращаются против часовой стрелки. И в другой момент времени они будут находится в другом пространственном положении. Т.е. мы как бы зафиксировали (остановили) время и видим следующую картину.

Токи в обмотках статора и ротора изображены в виде крестиков и точек. Поясню. Если стоит крестик, то значит ток в этой обмотке направлен от нас. И наоборот, если точка, то ток в этой обмотке направлен к нам. Пунктирными линиями показаны силовые магнитные линии вращающегося магнитного поля статора.

Устанавливаем ладонь руки так, чтобы силовые магнитные линии входили в нашу ладонь. Вытянутые 4 пальца нужно направить вдоль направления тока в обмотке. Отведенный большой палец покажет нам направление электромагнитной силы Fэм для конкретного проводника с током.

На рисунке показаны только две силы Fэм, которые создаются от проводников ротора с током, направленным от нас (крестик) и к нам (точка). И как мы видим, электромагнитные силы Fэм пытаются повернуть ротор в сторону вращения вращающегося магнитного поля статора.

Поясняющий рисунок для определения электромагнитной силы Fэм для проводника с током, который направлен от нас (крестик).

Поясняющий рисунок для определения электромагнитной силы Fэм для проводника с током, который направлен к нам (точка).

Совокупность этих электромагнитных сил от каждого проводника с током создает общий электромагнитный момент М, который приводит во вращение вал электродвигателя с частотой n.

Эта частота называется, асинхронной.

Отсюда и произошло название асинхронный двигатель. Частота вращения ротора n всегда меньше частоты вращающегося магнитного поля статора n1, т.е. отстает от нее. Для определения величины отставания введен термин «скольжение», который определяется по следующей формуле:

Выразим из этой формулы частоту вращения ротора:

Пример расчета частоты вращения двигателя

Например, у меня есть двигатель типа АИР71А4У2 мощностью 0,55 (кВт):

  • число пар полюсов у него равно 4 (2р=4, р=2)
  • частота вращения ротора составляет 1360 (об/мин)

Вот его бирка.

Определим частоту вращения поля статора этого двигателя при частоте питающей сети 50 (Гц):

Найдем величину скольжения для этого двигателя:

Кстати, направление движения вращающегося магнитного поля статора, а следовательно, и направление вращения вала электродвигателя, можно изменить. Для этого необходимо поменять местами любые два вывода источника питающего трехфазного напряжения. Об этом я упоминал Вам в статьях про реверс электродвигателя и чередование фаз.

Принцип работы асинхронного двигателя. Выводы

Зная принцип работы асинхронного двигателя, можно сделать вывод, что электрическая энергия преобразуется в механическую энергию вращения вала электродвигателя.

Частота вращения магнитного поля статора, а следовательно и ротора, напрямую зависит от числа пар полюсов и частоты питающей сети. Если число пар полюсов ограничивается типом двигателя (р = 1, 2, 3 и 4), то частоту питающей сети можно изменить в большем диапазоне, например, с помощью частотного преобразователя.

Если в нашем примере частоту питающей сети увеличить всего на 10 (Гц), то частота вращения магнитного поля статора увеличится на 300 (об/мин).

Опыт по установке и монтажу частотных преобразователей у меня есть, но не большой. Несколько лет назад на городском водоканале мы проводили замену двух высоковольтных двигателей насосов холодной воды на низковольтные двигатели с частотными преобразователями. Но это уже отдельная тема для разговора. Сейчас покажу Вам несколько фотографий.

Вот фотография старого высоковольтного двигателя напряжением 6 (кВ).

А это новые двигатели напряжением 400 (В), установленные вместо старых высоковольтных.

Вот шкафы частотных преобразователей. На каждый двигатель свой шкаф. К сожалению, изнутри сфотографировать не успел.

Подписывайтесь на рассылку новостей с моего сайта, чтобы не пропустить самое интересное. В ближайшее время я расскажу Вам про пуск и способы регулирования частоты вращения трехфазных асинхронных двигателей двигателей, схемы их подключения и многое другое.

P.S. На этом статью про принцип работы асинхронного двигателя я завершаю. Спасибо за внимание.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя

Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя определяется в соответствии с требованиями технологических процессов и тех производственных механизмов, в которых он используются. Оно характеризуется следующими основными показателями.

Диапазон регулирования Д (предел изменения частоты вращения). Под этой величиной понимается отношение максимальной частоты вращения двигателя nmах к его минимальной частоте вращения nmin:

D=nmax/nmin.         (54)

Плавность регулирования, которая характеризуется минимальным скачком частоты вращения двигателя при переходе с одной механической характеристики на другую.

Направление возможного изменения частоты вращения двигателя (зона регулирования). При номинальных условиях работы (напряжении и частоте питающей сети) асинхронный двигатель имеет естественную механическую характеристику. При регулировании частоты вращения соответствующие им характеристики будут отличаться от естественной. Эти характеристики носят название искусственных (регулировочных) характеристик. С помощью одних методов регулирования удается получить искусственные характеристики, располагающиеся только ниже естественной. Другие методы обеспечивают регулирование частоты вращения асинхронного двигателя выше и ниже естественной характеристики.

Экономичность регулирования определяется по дополнительным капитальным затратам, необходимым при создании регулировочных устройств, а также по потерям электроэнергии при регулировании.

Следует отметить, что в ряде случаев, например для механизмов, работающих сравнительно малое время на искусственных характеристиках, потери электроэнергии даже при неэкономичных способах регулирования будут невелики (работа на низких доводочных скоростях лифтов, кранов и др.). При этом более рационально применение простых и дешевых способов регулирования частоты вращения двигателей, даже и неэкономичных с точки зрения потребления энергии.

Допустимая нагрузка двигателя при работе его на регулировочных характеристиках ограничивается величинами токов в статорной и роторных цепях. Эта нагрузка определяется допустимым нагревом двигателя и во многом определяется механическими характеристиками производственных механизмов, моментом сопротивления на валу, моментом инерции двигателя и механизма и т. д.

Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя может производиться способом воздействия на него со стороны статора или со стороны ротора.

Чтобы рассмотреть возможные способы регулирования частоты вращения, сначала получим ее выражение. В соответствии с приведенными ранее формулами (3), (4) можно записать, что частота вращения ротора n, об/мин, равна:

          (55)

где f1 — частота питающей сети, Гц; р — число пар полюсов двигателя; s — скольжение, отн. ед.

Из формулы (55) следует, что существуют три основных способа регулирования частоты вращения:

  • изменением частоты f1 питающего двигатель напряжения;
  • изменением числа пар полюсов р;
  • изменением скольжения s.

Воздействие на асинхронный двигатель может осуществляться как со стороны статора, так и со стороны ротора. Все три способа нашли широкое применение на практике. Рассмотрим эти способы подробнее.

Калькулятор скорости

Инструкции: В калькулятор предварительно загружены некоторые типовые значения. Чтобы увидеть скорость с другими значениями, нажимайте кнопки в списках общих значений. при условии, и наблюдайте за изменением скорости. Или введите числа прямо в пробелы, и когда курсор покинет поле ввода поле, скорость будет пересчитана.

Обсуждение

Скорость, с которой движется автомобиль, может быть рассчитана по двигателю. скорость, передаточные числа и размер шин.

об / мин двигателя * окружность шины в дюймах * 60 минут / час

шестерня трансмиссии * передача * трансмиссионная передача * осевая передача * 63360 дюймов / милю

Входными данными для стандартной трансмиссии является частота вращения двигателя, выраженная в оборотах в минуту или об / мин . Безопасные обороты двигателя в сток двигателей ниже, чем у многих других двигателей. Стандартные двигатели - длинноходные, тихоходные, с хорошим крутящим моментом на малых оборотах. скорости. Максимальный устойчивый об / мин составляет около 2800.Короткие серии до 3100 или 3200 все в порядке, но такая быстрая работа двигателя в течение долгого времени приведет к перегреву поршни и расплавить их. Скорость выше 3200 может привести к быстрому повреждению. Вы можете найти некоторые цифры для лошадиных сил для этих двигателей, которые работали выше этих скоростей. я подозрительные тесты диномометра проводились с тестовыми двигателями, которые были только пробежать несколько минут с такой скоростью. Если вы хотите, чтобы ваш стандартный двигатель прослужил долго, держите его около 2800 оборотов в минуту. Напротив, типичный короткоходный V8 может разгоняется до 4000 об / мин без проблем.

При включенной трансмиссии выходная мощность трансмиссии такая же, как входная скорость, или передаточное отношение, или 1: 1. Более низкие передачи имеют более высокие числа, что означает, что вход вращается быстрее. чем выход. 3: 1 означает 3 витка входа на 1 оборот выхода. Раздаточная коробка также 1: 1 в нормальном диапазоне, но низкий диапазон будет иметь соотношение как 2: 1, что означает вход в раздаточную коробку (выход трансмиссия) дважды на каждый оборот выхода (приводной вал).

Передаточные числа кольца и шестерни (также называемые осевыми шестернями) выражаются в количестве зубов (например, 43/8) или десятичном соотношении (например, 4,27: 1). Соотношение числа зубьев 43/8 означает 43 зуба на коронной шестерне. и 8 зубьев ведущей шестерни. Если мы разделим 43 на 8, получим 5,375, что обычно округляется до 5,38. Приводной вал вращает шестерню, шестерня поворачивает кольцо, а кольцо поворачивает ось. Приводной вал всегда поворачивает быстрее оси. Увеличенные пронумерованные передаточные числа для кольца а шестерня означает меньшую скорость оси по сравнению со скоростью ведущего вала.Более медленная ось скорость называется пониженной передачей. Как трансмиссия и раздаточная коробка, это приводит к более высоким цифрам на более низких передачах, что может немного сначала сбивает с толку.

Некоторые 2WD Willys были оснащены овердрайвом (OD). Общий Модификация 4WD Willys Jeeps - это добавление OD который подходит к задней части Spicer 18 (Dana 18) раздаточной коробки, заменив входную шестерню раздаточной коробки на планетарный, что увеличивает входную скорость раздаточной коробки.Этот имеет эффект более высоких скоростей движения при заданных оборотах двигателя.

Стандартные шины имели размеры 7.00x16, 6.50x16, 6.50x15 или 6.00x15. Эти приблизительно от 28 дюймов до 30 дюймов в диаметре.

Общее передаточное число представляет собой комбинацию трансмиссии, повышающей передачи, раздаточная коробка и передаточные числа. Число оборотов двигателя, разделенное на общее передаточное число, умноженное на диаметр шины и преобразованное в единицы измерения, показывает скорость движения автомобиля.

Рик

23.03.01

Как рассчитать скорость колеса и автомобиля на основе оборотов двигателя - x-engineer.org


Скорость автомобиля и колеса можно рассчитать как функцию скорости двигателя, если известны параметры и состояние трансмиссии. В этом руководстве мы собираемся рассчитать скорость автомобиля и колеса для заданного:

  • оборотов двигателя
  • передаточного числа (включенной передачи)
  • передаточного числа главной передачи (в дифференциале)
  • (свободного статического) колеса радиус

Также предположим, что в муфте или гидротрансформаторе нет пробуксовки, поскольку двигатель механически связан с колесами.

Этот метод может быть применен к любой архитектуре трансмиссии (передний или задний привод), но для облегчения понимания компонентов мы собираемся использовать трансмиссию с полным приводом (RWD).

Изображение: Продольная схема трансмиссии автомобиля - расчет скорости

где:
ω e [рад / с] - частота вращения двигателя
ω g [рад / с] - частота вращения двигателя частота вращения выходного вала коробки передач
ω d [рад / с] - частота вращения ведущего колеса дифференциала
ω wr [рад / с] - частота вращения правого колеса
ω wl [ рад / с] - частота вращения левого колеса
v wl [м / с] - линейная скорость левого колеса
v wr [м / с] - линейная скорость правого колеса
i x [-] - передаточное число включенной передачи
i 0 [-] - передаточное число дифференциала
r w [м] - статический радиус колеса

Для упрощения расчетов предположим, что транспортное средство двигайтесь по прямой, а также чтобы оба колеса имели одинаковый радиус.Это означает, что:

\ [\ omega_ {wr} = \ omega_ {wl} = \ omega_ {w} \ tag {1} \]

, где ω w [рад / с] - обычная скорость вращения колеса. .

Поскольку и транспортное средство, и колесо движутся вместе в линейном направлении, скорость транспортного средства (линейная) равна линейной скорости колеса. Итак, если мы вычисляем линейную скорость колеса, у нас также есть скорость автомобиля.

\ [v_ {wr} = v_ {wl} = v_ {w} = v_ {v} \ tag {2} \]

Где v w [м / с] - это обычная линейная скорость колеса, а v v [м / с] - скорость автомобиля.

Поскольку коробка передач связана с двигателем через муфту (на механических коробках передач) или гидротрансформатор (на автоматических коробках передач), мы считаем, что нет абсолютно никакого проскальзывания в муфте (полностью закрытом) или в гидротрансформаторе ( муфта блокировки замкнута). В этом случае частота вращения сцепления ω, ​​ c [рад / с] равна частоте вращения двигателя ω e [рад / с] .

\ [\ omega_ {c} = \ omega_ {e} \ tag {3} \]

Изображение: Схема продольной трансмиссии автомобиля - расчет скорости

В отличие от расчета крутящего момента колеса, передаточные числа уменьшают скорость колеса.Скорость выходного вала коробки передач равна скорости сцепления, деленной на передаточное число:

\ [\ omega_ {g} = \ frac {\ omega_ {c}} {i_ {x}} \ tag {4} \]

Скорость вращения ведущего колеса дифференциала также уменьшается, равная скорости выходного вала коробки передач, деленной на передаточное число дифференциала:

\ [\ omega_ {d} = \ frac {\ omega_ {g}} {i_ {0}} \ tag {5} \]

Скорость левого и правого колеса равна дифференциальной скорости:

\ [\ omega_ {wr} = \ omega_ {wl} = \ omega_ {d} \ tag {6} \]

Объединение все вышеперечисленные уравнения дают формулу для функции скорости вращения колес от частоты вращения двигателя:

\ [\ omega_ {w} = \ frac {\ omega_ {e}} {i_ {x} \ cdot i_ {0}} \ tag {7} \]

Для частоты вращения двигателя преобразование из об / мин в рад / с выполняется как:

\ [\ omega_ {e} = \ frac {N_ {e} \ cdot \ pi} {30} \ tag { 8} \]

Где N e - частота вращения двигателя в [об / мин] .

Если нам нужна скорость вращения колеса N w в [об / мин] , от [рад / с] , нам нужно применить обратное преобразование:

\ [N_ {w} = \ frac {\ omega_ {w} \ cdot 30} {\ pi} \ tag {9} \]

Кроме того, линейная скорость колеса вычисляется функцией скорости вращения и радиуса как:

\ [v_ {w} = \ omega_ {w} \ cdot r_ {w} \ tag {10} \]

Комбинируя уравнения (7), (8) и (10), получаем выражение функции скорости автомобиля и колеса от скорости двигателя, коробки передач и передаточных чисел дифференциала:

\ [ v_ {v} \ text {[м / с]} = v_ {w} \ text {[m / s]} = \ frac {N_ {e} \ cdot \ pi \ cdot r_ {w}} {30 \ cdot i_ {x} \ cdot i_ {0}} \ tag {11} \]

Если мы хотим получить скорость [км / ч] , формула будет иметь следующий вид:

\ [\ bbox [# FFFF9D] {V_ {v } \ text {[км / ч]} = V_ {w} \ text {[км / ч]} = \ frac {3.6 \ cdot N_ {e} \ cdot \ pi \ cdot r_ {w}} {30 \ cdot i_ {x} \ cdot i_ {0}}} \ tag {12} \]

Пример 1 . Рассчитайте скорость автомобиля в [км / ч] для автомобиля со следующими параметрами:

  • частота вращения двигателя, Н e = 2300 об / мин
  • коробка передач (1 st ) передаточное число, i x = 4,171
  • передаточное число главной передачи, i 0 = 3,460
  • маркировка размера шины 225 / 55R17

Шаг 1 .Рассчитайте (свободный статический) радиус колеса по маркировке размера шины. Методика расчета радиуса колеса описана в статье Как рассчитать радиус колеса. Расчетный радиус колеса составляет r w = 0,33965 м .

Шаг 2 . Рассчитайте крутящий момент колеса, используя уравнение (12).

\ [V_ {v} = \ frac {3.6 \ cdot 2300 \ cdot \ pi \ cdot 0.33965} {30 \ cdot 4.171 \ cdot 3.460} = 20.4068 \ text {kph} \]

Тот же метод можно применить для электромобиль, при этом частота вращения двигателя заменяется частотой вращения двигателя.

Вы также можете проверить свои результаты с помощью калькулятора ниже.

Для получения дополнительных руководств щелкните по ссылкам ниже.

Обороты двигателя / Калькулятор оборотов двигателя

Калькулятор оборотов двигателя

Введите передаточное число оси, диаметр шины, скорость автомобиля и передаточное число трансмиссии в синие поля и нажмите кнопку «Рассчитать», чтобы определить число оборотов двигателя.


НОВИНКА! - Нужна помощь с этим калькулятором? Ознакомьтесь с новым разделом комментариев ниже!



Основы расчета оборотов двигателя

Об / мин двигателя, или скорость вращения двигателя, можно рассчитать на любой скорости, учитывая размер шин транспортного средства, передаточное число осей и передаточное число конечной коробки передач.Этот расчет используется для согласования крупногабаритных шин с новыми кольцевыми и ведущими шестернями для получения желаемых оборотов двигателя на скорости шоссе.

[ (передаточное число x скорость автомобиля x передаточное число x 336,13) / диаметр шины ] = [ (3,73 x 65 x 1,00 x 336,13) / 31 ] = [ 2628 ]

Примечание. 336,13 используется для преобразования результата в число оборотов в минуту = [63360 дюймов на милю / (60 минут в час x Пи.)]



Популярные передаточные числа

6-я передача: 145: 1 1 1 902 0,69 .53: 1 1: 1: 1 902 1 902 902 Jeep 902 3,00: 1 1 1 902 1,900 1 167 / 1,5: 1 1
Трансмиссия 1-я передача 2-я передача 3-я передача 4-я передача 5-я передача 9029 Крайслер А-500 / 42RH 2.74: 1 1,54: 1 1,00: 1 0,69: 1
Chrysler A-518/618 / 47RH 2,45: 1 1,45: 1 0,69: 1
Chrysler TorqueFlite 727 2,45: 1 1,45: 1 1,00: 1 1,45: 1 1,00: 1
Chrysler TorqueFlite 999 2,74: 1 1,55: 1
Ford C4 2,46: 1 1,46: 1 1,00: 1
Ford C6 2.46: 1 1,46: 1 1,00: 1
Ford AOD 2,40: 1 1,47: 1 1,00: 1 0,62: 1
Ford AODE-W / 4R70W 2,84: 1 1,55: 1 1,00: 1 0,70: 1
Ford 4R100 2,7154: 1 1,00: 1 0,71: 1
Ford 5R150 TorqShift 3,11: 1 2,22: 1 1,55: 1 1,002 1,55: 1 1,002 902
Ford NP435 (E) 6,68: 1 3,34: 1 1,74: 1 1,00: 1
Ford NP435 902 902 90,62 3.34: 1 1,66: 1 1,00: 1
Ford T18 6,32: 1 3,09: 1 1,69: 1 1.003: 1 Ford T19 4,02: 1 2,41: 1 1,41: 1 1,00: 1
Ford T19 (HD) 6,32: 1 3,09: 1 3,09: 168: 1 1,00: 1
Ford T19 (специальный) 5,11: 1 3,03: 1 1,79: 1 1,00: 1 Ford ZF 5,72: 1 2,94: 1 1,61: 1 1,00: 1 0,76: 1

GM 200-4R 2,68 2,6857: 1 1,00: 1 0,67: 1
GM Th450 / Turbo 350 2,52: 1 1,52: 1 1,00: 1 GM Th500 / Turbo 400 2,48: 1 1,48: 1 1,00: 1
GM 700R4 / 4L60 3,06: 1 1.63: 1 1,00: 1 0,70: 1
GM 4L60E / 4L65E 3,06: 1 1,63: 1 1,00: 1
GM 4L80 / 4L85 2,48: 1 1,48: 1 1,00: 1 0,75: 1
GM 6L65 1,02: 1 1 1,15: 1 0,85: 1 0,67: 1
GM NP435 (A) 4,56: 1 2,28: 1 1,31: 1 1,00: 1
GM NP435 (D) 4,90: 1 2,29: 1 1,19: 1 1,00: 1
NV4500 (93-94) 6,3468 3,44: 1 1.71: 1 1,00: 1 0,73: 1
GM NV4500 (95+) 5,61: 1 3,04: 1 1,67: 1 1,00: 1 0,74
GM Powerglide (малый блок) 1,76: 1 1,00: 1
GM Powerglide (большой блок) 1,6800: 1
GM SM420 7,00: 1 3,60: 1 1,70: 1 1,00: 1 : 1 3,58: 1 1,57: 1 1,00: 1

Jeep AW4 2,80: 1 1.53: 1 1,00: 1 0,75: 1
Jeep AX15 3,92: 1 2,33: 1 1,44: 1 1,00: 1
Jeep AX4 3,83: 1 2,33: 1 1,44: 1 1,00: 1
Jeep AX5 183. 902: 144: 1 1,00: 1 0,79: 1
Jeep BA10 / 5 3,39: 1 2,33: 1 1,44: 1 1,00: 1 0,79
Джип NSG370 4,46: 1 2,61: 1 1,72: 1 1,25: 1 1,00: 1 0,84: 1
Джип

1,31 : 1
1.39: 1 1,00: 1 0,78: 1
Jeep SR4 (4 цилиндра) 4,07: 1 2,39: 1 1,49: 1 1,00: 1
Jeep SR4 (6 цил.) 3,50: 1 2,21: 1 1,43: 1 1,00: 1
Jeep T176 1.46: 1 1,00: 1
Jeep T177 3,82: 1 2,29: 1 1,46: 1 1,00: 1 2 2,08: 1 1,47: 1 1,00: 1
Jeep T18 (72-75) 6,32: 1 3,09: 1 1,69: 2 1.00: 1
Jeep T18 (76-79) 4,02: 1 2,41: 1 1,41: 1 1,00: 1 Jeep 6,32: 1 3,09: 1 1,69: 1 1,00: 1
Jeep T4 4,03: 1 2,37: 1 1,50 1,50
Jeep T5 4.03: 1 2,37: 1 1,50: 1 1,00: 1
Jeep T98 6,40: 1 3,09: 1 1,69: 1
Джип 42RLE 2,84: 1 1,57: 1 1,00: 1 0,69: 1
Джип 45RFE 1,00: 1 0,75: 1
Jeep 5-45RFE 3,00: 1 1,67 / 1,5: 1 1,00: 1 0,75 0,67: 1



Пожалуйста, включите JavaScript, чтобы просматривать комментарии от Disqus.
Грязный автоспорт

Crawlpedia поддерживается Filthy Motorsports, специализированным магазином запчастей для внедорожников и внедорожников в Боулдере, штат Колорадо.

Рекламируйте здесь!

Хотите видеть свои баннеры и ссылки на Crawlpedia? Это просто, доступно и очень эффективно, просто свяжитесь с нами, чтобы начать работу!

Юридические законы улицы

Чтобы узнать об уличных законах вашего штата, включая максимальную высоту подъема подвески и правила размера шин, посетите LiftLaws.com

Откуда берется «336» в формуле скорости / об / мин / передаточного числа / размера шины?

Q:

В окт.2014 Pit Stop, вы объяснили, почему мощность и крутящий момент всегда пересекаются при 5252 об / мин. А в прошлом вы публиковали формулы зависимости между милями в час (миль в час), передаточным числом осей, оборотами двигателя в минуту (об / мин) и размером шин. Но откуда в этом уравнении константа «336»?

Билл Спиззирри
Шаумбург, Иллинойс

A:

Скорость автомобиля (миль в час), частота вращения двигателя (об / мин), диаметр шины (дюймы), передаточное число и передаточное число заднего моста взаимосвязаны. .Если вам известны четыре из пяти этих значений, вы можете определить, что это за неизвестное значение (или какое оно должно быть для достижения желаемых целей). Но для этого вам нужно преобразовать разные единицы измерения в общее значение: обороты в минуту в обороты в час и дюймы в мили. Существует также преобразование вращательного движения (кривошипов, шестерен и полуосей) в поступательное движение в пятне контакта шины с землей, поэтому вам необходимо учитывать диаметр и окружность шины.

Просмотреть все 4 фотографии

Неуменьшенная формула для определения миль / ч автомобиля включает в себя умножение оборотов двигателя на количество минут в час (60) и умножение диаметра шины на пи (), чтобы найти окружность шины в дюймах. Затем умножьте оба этих отдельных произведения вместе и разделите на общее передаточное число, умноженное на количество дюймов в миле (63 360). «336» - это просто уменьшенное округленное целое число этих различных постоянных значений. См. Прилагаемую рамку для получения информации о неприведенном уравнении и о том, как оно «приводится» к форме, которую мы используем каждый день, с его константой «336».

Просмотреть все 4 фотографии

В отличие от других версий этой формулы, которые вы, возможно, видели, я теперь включаю передаточное число трансмиссии как фактор. Раньше большинство трансмиссий было 1: 1 на высокой передаче, но современные трансмиссии имеют повышенную передачу на высоких передачах, поэтому вам нужно это учитывать. Это также позволяет найти любую трансмиссию, а не только высшую передачу, что полезно для определения оптимального разброса передаточных чисел.

Если вам нужно запустить несколько сценариев, чтобы отточить комбинацию, которая соответствует вашим целям производительности, я бы рекомендовал поместить формулы в электронную таблицу или программируемый калькулятор.Есть также еще один вариант, который восходит к временам "BC" (до компьютера / до калькулятора): аналоговые (также известные как "ручные") прямоугольные, похожие на линейку, калькуляторы мощности / скорости. Морозо по-прежнему предлагает один из самых полных, как показано на фотографиях ниже. Есть также круглые вариации, которые мы называли «колесами мечты». Этот стиль все еще доступен в Искендериане (PN RATIOCOMP). В более современном ключе Summit Racing имеет онлайн-калькулятор передаточного числа.

Просмотреть все 4 фотографии

Калькулятор зависимости скорости от об / мин


Калькулятор зависимости скорости от об / мин

Примечание. Калькулятор не работает, потому что Javascript не поддерживает включен в вашем веб-браузере.

Скорость по сравнению с Калькулятор оборотов

Авторские права © 2007-2021 Ричард Шелквист Все права защищены

Пара возможных источников ошибки:

1) Расширение шины:

Существует потенциальный источник ошибки в эти расчеты из-за расширения центробежной силы шина на высоких скоростях.Хотя этот эффект часто может быть незначительным для радиальных шин из-за кольцевых ремней, используемых в их конструкция, чтобы получить наиболее точные результаты (особенно использование диагональных шин) пользователи должны проверить свою шину производителя, чтобы определить, какой радиус шины (или оборотов на милю) изменится на разных скоростях.

2) Обороты доставлены на Коробка передач:

Другой потенциальный источник ошибок в этих расчеты - это когда обороты двигателя не идентичны Число оборотов входных шестерен трансмиссии.

Например, используя этот калькулятор для автомобиль с гидротрансформатором (например, с автоматическим трансмиссия) или с помощью этого калькулятора для автомобиля с пробуксовкой может дать неверные результаты. В таком случаях обороты двигателя могут быть значительно выше, чем Число оборотов, подаваемых на шестерни трансмиссии, и расчетное в этом случае скорость автомобиля будет значительно выше, чем фактическая скорость.

С другой стороны, если крутящий момент переделанный полностью заблокирован, или если сцепление не проскальзывает, эти расчеты должны быть надежными.

Определение радиуса загруженной шины по оборотам на милю :

Когда не удобно измерять фактическую нагрузку радиус шины на транспортном средстве (например, при оценке различные размеры шин), может быть приемлемо используйте показатель производителя шин "Число оборотов на милю" (об / милю) спецификации для определения радиуса нагруженной шины "r", который требуется в этом калькуляторе.

Просто используйте это уравнение, чтобы определить радиус для ввода в калькуляторе:

г = (10084) / н.

где: r = радиус нагруженной шины, в дюймах
N = оборотов на милю

Уравнения калькулятора:

Для тех, кому интересны расчеты, вот Кровавые подробности расчета зависимости скорости от оборотов двигателя:

Каждый оборот двигателя уменьшается трансмиссией. передаточное число, каждый оборот выходного вала трансмиссии уменьшается из-за передаточного отношения задней части, и каждый оборот шины заставляет машину двигаться на расстояние, равное окружности шина.На самом деле довольно просто.

Давайте проведем вычисления, чтобы создать уравнение для скорость автомобиля ...

Во-первых, давайте определим значение передаточных чисел:

Передаточное число трансмиссии (R1): обозначает сколько оборотов двигателя приходится на каждый оборот карданного вала.

Передаточное число дифференциала (R2): обозначает количество оборотов карданного вала для каждой оси революция.

Теперь выведем уравнение:

Если частота вращения двигателя (для данного примера) RPM = 6000 оборотов в минуту,

, то частота вращения карданного вала - двигатель скорость деленная на передаточное число трансмиссии R1 = (6000 / R1) оборотов в минуту,

, а скорость заднего моста - карданный вал скорость, деленная на передаточное число задней части R2 = (6000 / (R1 * R2)) оборотов в минуту.

(Примечание: символ * обозначает умножение, и / обозначает деление)

Итак, задняя шина будет делать 6000 / (R1 * R2) оборотов каждую минуту, заставляя автомобиль двигаться вперед (2 * пи * r) * (6000 / (R1 * R2)) дюймов в минуту (где r - радиус загруженной шины в дюймах, а 2 * pi = 6,28).

То есть машина будет двигаться (6000 * 6,28 * r) / (R1 * R2) дюймов в минуту.

Так как 1 миля = 5280 футов = 63 360 дюймов, и 1 час = 60 минут, затем перевод из дюймов в минуту к милям в час составляет (60/63 360).

Итак, если двигатель при вращении 6000 об / мин машина должна ехать (60 / 63,360) * ((6000 * 6,28 * r) / (R1 * R2) миль / час.

Переписываем все это в аккуратную форму:

(0,00595) * (об / мин * r) / (R1 * R2) = скорость автомобиля в милях / час

где:
RPM = частота вращения двигателя, об / мин
r = радиус загруженной шины (от центра колеса до покрытия), в дюймах
R1 = передаточное число трансмиссии
R2 = передаточное число заднего моста

Пример:

SCCA Ford Spec Racer -

Обороты = 6000
Передаточное число трансмиссии R1 = 0.73 дюйм высокая передача
передаточное число заднего конца R2 = 3,62
нагруженный радиус шины r = 10,9 дюйма

Автомобиль скорость при 6000 об / мин на высокой передаче составит:

(0,00595) * (6000 * 10,9) / (0,73 * 3,62) = 147 миль / час


Наслаждайтесь!

Последнее обновление: 20-сен-2018

Скорость автомобиля на основе оборотов двигателя, размера шин и передаточного числа | Инженеры Edge

Связанные ресурсы: механические станки

Скорость автомобиля на основе оборотов двигателя, размера шин и передаточного числа

Проектирование и проектирование передачи энергии
Заявки на проектирование и проектирование

Скорость автомобиля на основе оборотов двигателя, размера шин и передаточного числа.

Для расчета скорости движения на основе частоты вращения двигателя, размера шин и общего передаточного числа обычно применяется следующее:

v = (0,06 · n Mot · U) / (i G · i v · i A )

v = Скорость движения, км / ч

n Mot = Частота вращения двигателя, 1 / мин

r = Радиус шины, м

U = окружность качения шины, м = 2 π r

i G = Передаточное число

i v = Передаточное число раздаточной коробки

i A = Передаточное число главной передачи ведомой оси (ей)


Теоретическая максимальная скорость автомобиля

Предупреждение: Этот расчет используется исключительно для расчета теоретической конечной скорости на основе частоты вращения двигателя и передаточных чисел трансмиссии.Формула не принимает во внимание тот факт, что фактическая максимальная скорость будет ниже этой скорости, когда сопротивление движению компенсирует движущие силы. Оценка реально достижимых скоростей с использованием расчета характеристик движения, в котором сопротивление воздуху, качению и преодолению подъема с одной стороны и тяговое усилие с другой компенсируют друг друга, можно найти в Разделе 8 «Сопротивления движению».

На автомобилях с ограничителем скорости в соответствии с 92/24 / EEC расчетная максимальная скорость обычно составляет 85 км / ч.

v = (0,0624 · n Mot · U) / (i G · i v · i A )

© Copyright 2000-2021, Engineers Edge, LLC www.engineersedge.com
Все права защищены
Отказ от ответственности | Обратная связь | Реклама | Контакты

Дата / Время:

Расчет скорости поршня - CarTechBooks

от Джона Бэктела

Скорость поршня обычно относится к средней или средней скорости поршня, когда он перемещается вверх и вниз в отверстии цилиндра во время каждого оборота коленчатого вала.Поскольку поршень фактически полностью останавливается в верхней части хода (ВМТ) и в нижней части хода (НМТ), его скорость и ускорение в любой заданной точке всегда меняются. Поршень всегда ускоряется или замедляется до нулевой скорости. Формула для средней скорости поршня дает среднюю скорость, основанную на удвоенном ходе (вверх и вниз за один оборот), умноженном на скорость двигателя (об / мин), деленную на 12 для преобразования в футы в минуту (fpm). Чтобы упростить формулу, разделите числитель и знаменатель на 2.

Скорость поршня фут / мин = ход x об / мин ÷ 6

Давайте рассмотрим пример для Ford 302 с ходом 3 дюйма и максимальной частотой вращения двигателя 6000 об / мин.

Скорость поршня фут / мин = 3 x 6000 ÷ 6 = 3000 фут / мин

Обратите внимание: если вы не упростили формулу, ответ все равно останется прежним. Это расстояние, которое поршень проходит за одну минуту. Чтобы преобразовать в миль в час, умножьте ответ на 60, чтобы получить футы в час. Затем разделите на 5280, чтобы получить миль в час.

миль в час = (средняя скорость x 60) ÷ футов на милю

миль / ч = (3000 x 60) ÷ 5280 = 34,09 миль / ч

Максимальная скорость поршня

Вы можете получить очень близкое приближение к максимальной скорости поршня (без учета межцентрового расстояния и углового угла штока) по следующей формуле. Умножьте ход на пи и разделите на 12, чтобы получить футы на оборот. Затем умножьте на максимальную скорость двигателя, чтобы получить максимальное количество футов в минуту. Эта скорость возникает примерно в середине хода, когда шатун находится под углом девяноста градусов к шатунной шейке.До этого момента поршень ускоряется; после этого поршень замедляется. Когда поршень находится точно в верхней или нижней мертвой точке, он останавливается и ускорение отсутствует.

Используя формулу для средней скорости поршня, мы рассчитали 3000 футов в минуту или 34,09 миль в час для нашего Ford 302. Теперь давайте найдем максимальную скорость поршня при 6000 об / мин.

Максимальная скорость поршня =

MPS

MPS fpm = (ход x π ÷ 12) x RPM

MPS fpm = (3,00 x 3.14 ÷ 12) х 6000

MPS фут / мин = (9,42 ÷ 12) x 6000 =

. 785 x 6000 = 4710 футов в минуту

или

MPS футов в минуту x 60 ÷ 5280 =

миль / ч

4710 x 60 ÷ 5280 = 53,52 миль / ч

Средняя скорость поршня долгое время использовалась как показатель долговечности компонентов в тяжелых условиях эксплуатации. Это хорошее правило для оценки потенциала двигателя, и еще более поучительно, если вы рассчитываете максимальную скорость поршня, поскольку одна из аксиом характеристик двигателя гласит, что мощность зависит от частоты вращения двигателя.Чем больше ударов в минуту, тем больше мощности доступно для работы.

Рассмотрим двигатель Ferrari Formula 1 2000 года с ходом 1,6 дюйма. При 18000 об / мин это средняя скорость поршня 4800 футов в минуту и ​​пиковая скорость более 7536 футов в минуту, или более 85 миль в час на среднем ходе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *