Tính toán mã lực cho động cơ điện

Thuật ngữ “mã lực” được đặt ra bởi Kỹ sư người Scotland James Watt vào thế kỷ 18 để so sánh sản lượng của động cơ hơi nước với sức mạnh của ngựa. Kể từ đó, thuật ngữ này đã được mở rộng để mô tả công suất đầu ra trong các hệ thống khác, chẳng hạn như động cơ điện.

Nhưng khi nói đến tính toán mã lực động cơ điện, có một số điều mà mọi kỹ sư phải biết. Bài viết này bao gồm các tính toán thiết kế mã lực động cơ điện. Nó cũng bao gồm các tính toán về hiệu suất động cơ và đánh giá cường độ dòng điện đầy tải.

Cấu tạo của động cơ điện không đồng bộ 3 pha
Cấu tạo của động cơ điện không đồng bộ 3 pha

Máy tính mã lực động cơ

Động cơ điện biến đổi năng lượng điện thành cơ năng dưới dạng quay trục. Sản lượng cơ học này có thể được tính bằng cách sử dụng:

image01 002

Chú thích:

Pout : Công suất đầu ra (mã lực)

T = Mô-men xoắn (lb-ft)

N = Tốc độ quay (số vòng quay mỗi phút)

Công suất điện đầu vào cho động cơ điện một pha có thể được ước tính bằng cách sử dụng:

image01 003

Công suất điện đầu vào cho động cơ điện ba pha có thể được ước tính bằng cách sử dụng:

image01 004

Chú thích:

I = Dòng điện (dòng)

V = Điện áp đường dây (V)

PF = Hệ số công suất

Pin = Nguồn điện đầu vào (Watt)

Công thức tính hiệu suất động cơ

Trong một động cơ điện lý tưởng, tổng công suất điện đầu vào được chuyển đổi thành công suất cơ học. Tuy nhiên, điều này không đúng với hoạt động thực tế của động cơ điện. Tổn thất do nhiệt và ma sát làm cho công suất động cơ phát ra nhỏ hơn công suất điện đầu vào. Hiệu suất động cơ điện chỉ đơn giản là mô tả mức độ của công suất điện đầu vào mà động cơ chuyển đổi thành công suất đầu ra.

Hiệu suất động cơ có thể được tính bằng cách sử dụng:

image01 005

Tính toán hiệu suất động cơ cho động cơ 1 pha

image01 006

Tính toán hiệu suất động cơ cho động cơ 3 pha

image01 007

Chú thích:

I = cường độ dòng điện động cơ

V = điện áp

PF = Hệ số công suất

Pout = đầu ra công suất động cơ (hp)

Tính toán cường độ dòng điện đầy tải của động cơ điện

Cường độ dòng điện đầy tải là lượng dòng điện mà động cơ điện hút ra trong khi nó đang tạo ra mã lực đầu ra danh định ở điện áp danh định của nó. Hầu hết các nhà sản xuất động cơ điện đều ghi rõ định mức amps đầy tải trên bảng tên của động cơ điện của họ. Ví dụ, hình ảnh dưới đây cho thấy bảng tên của động cơ cảm ứng ba pha điển hình. Cường độ dòng điện đầy tải của động cơ này là 0,97A ở 400V.

image01 008

Các kỹ sư cũng có thể tính toán cường độ dòng điện đầy tải (còn được gọi là FLA hoặc amps) bằng cách sử dụng các bộ phương trình trong các phần sau.

Công thức tính FLA động cơ 1 pha

Cường độ dòng điện đầy tải cho động cơ một pha có thể được tính bằng cách sử dụng:

image01 009

Công thức tính cường độ dòng điện động cơ 3 pha

Cường độ dòng điện đầy tải cho động cơ ba pha có thể được tính bằng cách sử dụng:

image01 010

Chú thích:

P = Công suất cơ học

PF = Hệ số công suất

V = Điện áp đường dây

E = Hiệu suất của động cơ

Xác định quá tải động cơ bằng cách sử dụng tính toán mã lực động cơ

Quá tải hoặc quá dòng của động cơ điện xảy ra khi động cơ điện bị quá tải. Điều này thường xảy ra khi lượng dòng điện trong cuộn dây động cơ vượt quá dòng điện mà động cơ được thiết kế để mang theo. Nói một cách đơn giản hơn, động cơ điện bị quá tải nếu công suất tính theo mã lực lớn hơn định mức trên bảng tên.

Ví dụ, hãy xem xét một động cơ một pha 1 hp có hệ số công suất là 0,75 và hiệu suất là 85% và được sử dụng để dẫn động một máy bơm. Nếu kỹ sư xác định các giá trị điện áp và dòng điện lần lượt là 124V và 12A, thì các phép tính sau đây có thể được sử dụng để xác định xem động cơ có bị quá tải hay không.

Đầu tiên, tính toán đầu vào nguồn điện:

image01 011

Tính theo đơn vị mã lực, giá trị đầu vào công suất điện này là 1116/746 = 1,496 mã lực

Bây giờ vì hiệu suất của động cơ điện được biết là 95%, nên công suất đầu ra của động cơ có thể được tính đơn giản bằng công thức hiệu suất:

image01 012
image01 013

Bây giờ vì đánh giá mã lực động cơ được nêu là 1 Hp, sản lượng công suất động cơ được tính toán vượt quá định mức mã lực này. Điều này có nghĩa là động cơ bị quá tải. Và nếu để động cơ điện ở trạng thái hoạt động này trong thời gian dài sẽ làm cho cuộn dây của động cơ bị quá nhiệt và làm hỏng các bộ phận của động cơ.

Thiết bị bảo vệ quá tải giúp bảo vệ động cơ khỏi những hư hỏng do quá tải của động cơ. Các thiết bị này giám sát dòng điện chạy trong mạch động cơ và ngắt nếu dòng điện này tăng lên trên một giới hạn dòng điện nhất định. Các kỹ sư có thể định kích thước các thiết bị bảo vệ quá tải và xác định giới hạn dòng điện này bằng cách sử dụng bộ khuếch đại tải đầy đủ của động cơ có trên nhãn động cơ.

Theo tiêu chuẩn NEC 430.32, các kỹ sư nên đặt kích thước thiết bị quá tải cho động cơ làm việc liên tục được đánh dấu với tuổi thọ sử dụng là 1,15 trở lên và nhiệt độ tăng 40 ° C ở mức không quá 125% định mức amps đầy tải của động cơ. Tiêu chuẩn NEC cũng quy định rằng các kỹ sư nên đặt kích thước thiết bị bảo vệ quá tải ở 115% FLA động cơ cho tất cả các động cơ khác.

—————————————————————————

Mặc dù bài viết này trình bày các mẹo hữu ích về tính toán mã lực động cơ điện, nhưng vẫn có một số điều mà một kỹ sư phải xem xét khi chỉ định động cơ điện. Ví dụ, các kỹ sư vẫn cần xác định kích thước cuộn dây, xem xét môi trường hoạt động và lập kế hoạch cung cấp điện sẵn có. Do đó, các kỹ sư nên liên hệ với các nhà sản xuất động cơ điện để thảo luận về các yêu cầu ứng dụng của họ.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Vui lòng bỏ chặn quảng cáo!

Chúng tôi đã phát hiện ra rằng bạn đang sử dụng tiện ích mở rộng để chặn quảng cáo.  Hãy ủng hộ chúng tôi bằng cách vô hiệu hóa các trình chặn quảng cáo này.

Powered By
100% Free SEO Tools - Tool Kits PRO
Chat Zalo

0914969904

error: Đừng cố copy bạn ơiiii :((