Частота вращения электродвигателя
Подавляющее большинство дерево- и металлообрабатывающих станков, насосов, конвейерных лент, тельферов, кран-балок, а также другое подъемное и производственное оборудование приводится в движение электродвигателями переменного тока.
Для безаварийной работы каждого из механизмов необходима правильно подобранная мощность привода и оптимальная скорость вращения вала двигателя.
Синхронная и асинхронная частота вращения электродвигателя
Трехфазное напряжение, подаваемое на обмотки статора, генерирует в нем подвижное магнитное поле, вращающееся с постоянной скоростью. Эта величина получила название «синхронная частота вращения», так как зависит от частоты тока питающего напряжения, а также количества пар полюсов. Она рассчитывается по формуле:
Nс=f*60/p, где:
Nс-количество оборотов магнитного поля статора в минуту (об/мин)
f- частота тока в питающей сети (Гц)
60-количество секунд в минуте
p- число пар полюсовэлектродвигателя
В питающих сетях с частотой тока 50 Гц максимальная синхронная скорость вращения магнитного поля статора асинхронных двигателей не может превышать значения 3000 об/мин. Такие характеристики присущи электродвигателям с одной парой полюсов, то есть таким, у которых каждая из трех обмоток имеет только по одной паре полюсов: «N» — северному и «S» — южному. Например, АИМУР 90 L2 IM1081; АИР 112 М2 IM2001; 5АИ 71 В2 IM3001 и другие.
Это обусловлено тем, что один полный оборот магнитного потока статора в каждой из обмоток совершается в течение одного периода изменения направления движения тока, то есть за 1/50 с. А значит, в минуту мы получаем те самые 3000 об/мин. С увеличением полюсов синхронная скорость уменьшается.Так, синхронная частота двигателей 5АИ 80 А4 IM1081 и 1MA6183-4BC равна 1500 об/мин, а двигателей 5АИ 355 L10 или АИР 250 S10 IM2001- всего 600 об/мин.
Фактическая (асинхронная) частота вращения вала двигателя всегда меньше ее синхронного значения. Это объясняется не только потерями на сопротивление воздуха и трением в подшипниках, но самим принципом работы асинхронных электрических машин.
Разница между этими величинами называется скольжением, выражается в процентах и рассчитывается по формуле:
s=((Nс-Nф)/Nc)*100), где
s — скольжение
Nс – синхронная скорость вращения магнитного потока статора
Nф – фактическая (асинхронная) частота
Для чего нужно знать частоту вращения вала электродвигателя
В процессе подбора привода следует следить не только за соответствием выбранной модели специфике использования и условиям эксплуатации, но и за тем, чтобы частота вращения асинхронного двигателя соответствовала мощности, необходимой для нормальной работы механизма.
Так, для подъемных механизмов (кран-балки, тельферы, лебедки, краны различных типов) высокая частота вращения ротора двигателяне нужна. На таких устройствах используются модели с синхронной скоростью от 600 до 1000 об/мин.
В тоже время особенности работы вентиляционных систем требуют, чтобы частота вращения ротора асинхронного двигателя была более высокой. Поэтому для их комплектации используются высокоскоростные электрические машины.
В зависимости от требуемых напорных характеристик и необходимой объемной подачи, насосное оборудование комплектуется двигателями с синхронной частотой вращения 1500 или 3000 об/мин.
Как определить частоту вращения двигателя
Данный параметр должен быть указан на шильдике электрической машины, также как и его мощность, КПД, схема соединения обмоток, потребляемый ток, коэффициент мощности ( cos φ ). Однако встречаются ситуации, когда информационная табличка отсутствует или ее состояние не позволяет прочитать требуемые данные.
Идеальным вариантом для определения асинхронной частоты вращения является проведение измерений с помощью механического или лазерного тахометра. Однако такие приборы редко можно найти даже на предприятиях. Определить,какая частота вращения удвигателя об/мин, можно и без дорогостоящего оборудования. Для этого достаточно вспомнить, что такое синхронная скоростьи от чего она зависит.
Чтобы найти искомый параметр, нужно узнать,сколько полюсов в двигателе. Это можно сделать простым аналоговым миллиамперметром в режиме измерения силы тока. На обесточенном двигателе, отсоединенном от приводимого механизма, снимаем крышку клеммной коробки. Находим начало и конец одной из обмотокстатора и подключаем к ним щупы прибора.
Делаем отметку на валу и начинаем его вращать в любую сторону, наблюдая за стрелкой миллиамперметра и считая количество ее отклонений от начального положения. Полученная величина укажет, сколько полюсов в испытуемом двигателе. Далее рассчитываем синхронную частоту Nс по приведенной выше формуле.
Регулирование частоты вращения двигателя
Иногда требуется изменить скорость вращения вала электрической машины. Это может понадобиться, если двигатель запускается под нагрузкой или в процессе эксплуатации необходимо кратковременно увеличить частоту вращения. Самым оптимальным вариантом можно считать включение в питающую сеть электродвигателя частотного преобразователя.
Более простым решением является установка двух или трехскоростных моделей и регулировка скорости вращения подключением разных групп обмоток. Но такой способ имеет два недостатка. Изменение скорости происходит не плавно, а ступенчато, и не может быть выполнено без остановки электродвигателя.
Если у вас не получается самостоятельно подобрать электродвигатель или вы сомневаетесь в правильности уже сделанного выбора, можно обратиться к техническим специалистам компании Кабель.РФ ® . После уточнения условий эксплуатации и назначения двигателя, они подберут оптимально подходящую марку и ее типоразмер.
Для оформления заказа позвоните менеджерам компании Кабель.РФ ® по телефону +7 (495) 646-08-58 или пришлите заявку на электронную почту zakaz@cable.ru с указанием требуемой модели электродвигателя, целей и условий эксплуатации. Менеджер поможет Вам подобрать нужную марку с учетом Ваших пожеланий и потребностей
Характеристики двигателя Cummins ISF 2.8
Cummins ISF 2.8 — это мощный и в то же время экономичный дизельный двигатель, предназначенный для установки на грузовых и пассажирских микроавтобусах и малотоннажных грузовиках. Помимо множества импортных автомобилей этот мотор устанавливается на популярные в нашей стране машины «ГАЗель-БИЗНЕС».
Мощность и скорость
Ключевыми параметрами любого двигателя являются номинальные и удельные показатели крутящего момента и мощности. В двигателе ISF 2.8 максимальная мощность составляет 88,3 кВт, или 120 лошадиных сил, а крутящий момент — 297 Нм. Что касается удельных показателей, то есть рассчитываемых на 1 кг веса двигателя, то они составляют 0,41 кВт и 1,39 Нм соответственно.
Предельно достижимая частота вращения коленчатого вала составляет 3600 об./мин, а на холостом ходу этот показатель равен 750-800 об./мин. На максимальной мощности число оборотов достигает 3200 в минуту. При этом максимальный крутящий момент возможен в пределах 1600-2700 об./мин.
Конструкция, размеры и масса
Cummins ISF 2.8 состоит из 4-х поставленных в ряд цилиндров, оснащенных функцией турбонаддува. Общий рабочий объем составляет 2,8 литра, что и отражено в названии мотора.
Размеры силовой установки следующие: 606х641х632 мм. Благодаря столь компактным габаритам, мотор ISF 2.8 легко вмещается в подкапотное пространство таких коммерческих автомобилей как «ГАЗель-Бизнес». Кроме того, небольшие размеры означают и довольно терпимый вес двигателя — всего 214 кг.
Двигатель ISF 2.8 функционирует на дизельном топливе, что определяет особенности его внутренней конструкции. В довесок к этому инженеры компании Cummins оснастили его электромагнитными форсунками Common Rail и электронной системой впрыска, что вкупе заметно снижает уровень вибрации и шума.
Наличие прогрессивной системы фильтрации топлива позволяет эксплуатировать двигатель в российских условиях, когда риск заправиться некачественным топливом существует всегда.
Рабочие детали двигателя смазываются комбинированной системой, которая может и разбрызгивать масло, и подавать его под давлением. За охлаждение силовой установки отвечает система жидкостного типа, которая снабжена подогревом впускного коллектора. Таким образом, тепло от двигателя направляется на подогрев всасываемого воздуха, что упрощает воспламенение воздушно-топливной смеси в цилиндрах.
Расход топлива и экологические параметры
Согласно общепринятой методологии, экологические показатели мотора Cummins ISF 2.8 соответствуют стандарту Евро-3, что означает содержание в выхлопе:
- углекислого газа — до 0,64%;
- оксида азота и углеводорода — до 0,56%;
- твердых частиц — до 0,05%.
Хотя по европейским меркам показатели экологичности данного двигателя являются устаревшими, для отечественного автопрома — это вполне отличный показатель.
Прогрессивная конструкция мотора Cummins ISF 2.8 проявляет себя, в том числе, и в относительно небольшом расходе топлива. Автомобиль «ГАЗель-БИЗНЕС», укомплектованный этой силовой установкой, потребляет всего 8,5 литров солярки на сотню километров пути при средней скорости в 60 км/ч. Если же двигаться на 20 км/ч быстрее, расход топлива составит 10,5 литров на том же расстоянии.
Как уверяют представители компании-производителя, при правильной эксплуатации и регулярном профилактическим обслуживании двигатель ISF 2.8 способен пройти 500 тыс. км без капитального ремонта.
В целом, этот мотор можно смело назвать идеальным решением для использования на небольших коммерческих микроавтобусах грузового и пассажирского назначения.
Чем примечателен каталог магазина?
Все для ремонта двигателя
В наличии комплектующие для всех моторов Cummins, Caterpillar, Perkins. Представлены оригинальные и аналоговые запчасти. Подобрать необходимую деталь не составит труда.
Огромное количество фильтров
Предлагаются воздушные, топливные и масляные фильтры брендов Cummins, Fleetguard, Donaldson, Baldwin, Sakura. Изделия обладают прекрасной адсорбцией.
Качественные масла
В продаже оригинальные моторные масла компании Valvoline, дочернего подразделения Cummins Inc.
Высокие холостые обороты 5A-FE Corolla AE110
Сразу предупреждаю, что будет очень много букв, но рассказываю во всех подробностях, чтобы сразу ответить на все возможные вопросы.
Почистил дроссель на 5a-fe для профилактики (была иногда небольшая вибрация, когда стоишь D+тормоз). В целом, все работало исправно, если бы знал, чем для меня это обернётся в итоге – не лез бы.
В первый день промыл дроссель карбоклинером, поменял прокладку под рхх, собрал обратно. Машина упала в аварию, так как по невнимательности завел для проверки без датчика дпдз.
На следующий день скинул настройки ЭБУ – машина из аварии вышла. Снял дроссель, который и изначально не то, чтобы был сильно засран – на просвет имеется небольшой зазор и совсем небольшой осевой люфт. Прочитав один из форумов, нашёл фотки, где у человека просвет был примерно такой же и вылечилась у него причина заменой рхх, а не заслонки целиком. Делаю вывод, что дело не в заслонке.
На всякий случай, вооружившись мультиметром, удостоверился, что все датчики в норме и сопротивления соответствуют мануалу. Мультиметр мой уже жизнь повидал и сопротивления мерит по настроению, но из тех измерений, что получилось сделать – все в норме. Самое главное, что дпдз с щупом на 0.4 звонится, а на 0.9 нет. Так же решил снова снять рхх и полностью разобрать, так как в первый день я не снимал ту часть, куда разъём надевается (собственно сам регулятор). Удостоверился, что заслонка в нём ходит свободно, ещё раз промыл клинером, промазал пластиковый корпус рхх герметиком по фотке с того же форума, собрал. Также на всякий случай заменил прокладку под дросселем на новую (прокладки все брал оригинал).
Итог второго дня – 1150 +-50 оборотов на горячую и 800+-50 на D вне зависимости от нагрузки (печка, фары и т.д.). То есть рхх работает, но какого чёрта такие большие обороты.
Несколько дней читаю форумы по аналогичной проблеме. Вспоминаю, что во второй день я затыкал дроссель ладошкой и получал работу машину на примерно 500 оборотах (не глохла). И если заткнуть канал холостого хода, то холостой падал до 800 приблизительно. Казалось бы, вот и причина – подсос воздуха, хотя очень странно, что это так совпало с чисткой дросселя. На дросселе два шланга – снизу отвод картерных газов толстый патрубок и сверху тоненький, честно не знаю за что он отвечает, он идёт на какой-то датчик, с которого идёт такая же трубка по диаметру на абсорбер. Если причина возникла после чистки, а если конкретней деинсталяции дросселя из автомобиля, то дело в них.
День третий. На уверенных еду в гараж, думая, как я щас быстро найду подсос и забуду это как страшный сон. Скидываю гофру, затыкаю дроссель ладошкой и получаю также работу машины на 500 оборотах, но появился какой-то непонятный свист, условно скажем 1-2 раза в секунду. Предполагаю, что это обратный клапан, установленный на клапанную крышку, с которого идёт шланг на впуск. Так же там идёт второй шланг тоже с клапанной крышки на впуск, но уже без клапана. Смотрю я на эти шланги и понимаю, что по-хорошему из бы поменять. Меняю – ничего. Проверяю клапан – исправен, в одну сторону пропускает, в обратную нет. Затыкаю шланг, который идёт с клапана на впуск болтом со стороны клапана. Свист уходит, обороты с 1000 падают до 750 – что уже больше похоже на те обороты, которые должны быть при холостом ходу. (Вот здесь небольшой отступление, после того как дроссель затыкаешь ладошкой обороты с 1100+ падают до максимум 1000, иногда даже 950. Но если газануть, то снова 1100.) Обороты то падают, но если заткнуть впуск машина продолжает работать!
Скидываю шланг, который под дросселем. Мне так и не удалось понять куда он идёт – под впуском идут две параллельные трубки, на нижнюю идёт этот самый шланг. Верхняя справа выходит на впуск, а как раз нижняя трубка идёт куда-то в область насоса ГУР. Понимая, что мои знания в работе данной системы отсутствуют, прихожу к мысли, что хорошо бы этот шланг заткнуть. На заведенной машине скидываю его – работа машины не меняется никак. Затыкаю пальцем штуцер – тоже ноль изменений. На всякий случай, чтобы удостовериться надеваю на штуцер на дросселе шланг и затыкаю его болтом с хомутом. Ожидаемо результата ноль.
Беру пакет, откручиваю гофру от корпуса воздушного фильтра, продеваю между корпусом и гофрой пакет, закручиваю хомут, устанавливаю гофру на дроссель. Беру насос для колёс, через трубочку, которая маленького диаметра сверху дросселя (где рядом трубка на абсорбер) начинаю подавать туда давление. Стрелка манометра на нуле, делаю вывод, что где-то система не герметична. Вопрос где. Пролив карбоклинером все места соединения трубок, что на заведенную, что при такой системе ничего не выявил. На слух звук где-то справа в районе вакуумника. Но с него шланг я также скидывал и затыкал болтом, изменений в оборотах от этого не последовало. На этом мои попытки найти подсос воздуха были окончены.
Решил попробовать подойти к вопросу с другой стороны. В этот раз я взял нормальный мультиметр, который предварительно сравнил с другим хорошим (замерял резисторы) и их расхождения были минимальны. Поэтому его показаниям я склонен доверять. Снова проверил рхх и дпдз. В этот раз результаты были менее радужными. Рхх позывает 26, когда максимальное значение по мануалу в районе 22. Дпдз показывает в закрытом положении нормальное сопротивление по середине диапазона, в открытом 2.8 когда минимальное 3.3, сопротивление на других контактах вместо минимальных 4 было 3.5. Регулировать дпдз пробовал, но в итоге вернул все как было, потому что если мерить с щупами 0.4 и 0.9, то регулировка неправильная.
Итог, скинул ЭБУ, машина минут 10 работала на 1800 оборотах, потом скинула до 1100, дал ей всю нагрузку (печка максимум, фары, обогрев заднего стекла) – 800. Постояла несколько минут снова 1100, если убрать нагрузку 1200. Газанёшь 1100. Проехал 300 метров, остановился, вернулся через 5 минут, завожу 1400 оборотов. Тут я вообще охренел от жизни.
Приехав домой и припарковавшись я ещё понаблюдал за оборотами – если газануть, то падают ниже ниже 1100. Если дать нагрузку, то падают ниже 1000, иногда до 800-850. С полной нагрузкой и D самое минимальное, что мне удалось получить 660 оборотов. Самое маленькое число за все дни возни. Хотелось бы верить, что они в итоге упадут, но мне слабо в это верится.
На данном этапе я уже совершенно не понимаю, что мне дальше делать. То ли искать дальше подсос воздуха, но уже не своими силами, то ли купить для проверки другой дроссель, прозвонить на нём датчики, установить и проанализировать результаты.
Кто что может посоветовать?
Почему двигателю вредно долго работать на холостых оборотах
У многих водителей прогрев двигателя перед поездкой вошел в привычку еще со времен, когда они ездили на карбюраторных машинах. Между тем для автомобилей с современными впрысковыми моторами такая практика может спровоцировать целый ряд проблем с силовым агрегатом.
Давая двигателю поработать перед началом движения, мы активируем прогревочный режим работы. Вначале обороты двигателя держатся, как правило, в районе 1200 об/мин, но уже через пару минут падают примерно до 800 об/мин.
Такая практика была строго необходима в эру карбюраторных двигателей, пока карбюраторный агрегат не выходил на рабочую температуру, под нагрузкой он страдал от вибраций. И, как хорошо помнят люди постарше, на карбюраторной технике отсутствовала «умная» электроника, а состав смеси регулировался вручную, «подсосом».
Между тем, многие современные двигатели, особенно малообъемные агрегаты с турбонаддувом, долгой работы на холостых не любят. С одной стороны, для моторов с одной или двумя турбинами важно, чтобы масло приобрело оптимальную температуру и было доставлено ко всем узлам турбонаддува. Ведь даже малейшая неисправность системы смазки может привести, скажем, к заклиниванию крыльчатки.
В теплое время года для такой смазки достаточно двух — трех минут. Однако при долгой работе на «холостых» неизбежно возникает эффект масляного голодания подшипникового узла турбины, что провоцирует повышенный износ детали. Не случайно ведь в мануалах ряда моделей с турбомоторами уточняется, что не рекомендуется стоять с заведенным двигателем более 20 — 30 минут.
Впрочем, даже если мтор не малообъемный и атмосферный, при длительной работе на холостых уровень давления масла будет снижаться, соответственно, оно будет хуже циркулировать. Масляное голодание вполне может спровоцировать, к примеру, износ маслонасоса. В то же время, поскольку в камеры сгорания будет поступать ограниченное количество горючей смеси, бензин или солярка не будут успевать сгореть в полном объеме, повышая нагрузку на двигатель.
Кроме того, злоупотребляя долгими прогревами и регулярным стоянием в пробках, можно в конце концов «приговорить» катализатор, особенно если из экономии вы используете низкооктановое топливо. Дело в том, что для корректной работы этого фильтрующего узла необходимо, чтобы он раскалялся до определенной температуры. Только тогда будут эффективно сжигаться вредные частицы в выхлопе. Однако при чрезмерно долгом прогреве, а также во время стояния в глухих заторах разогреть катализатор до рабочей температуры невозможно. Это приводит к тому, что он забивается сажей и прочими несгоревшими продуктами.
Злоупотребление холостым ходом нередко распространяются также на свечи зажигания. В них может накапливаться излишне много нагара. Сажа снижает эффективность работы свечей, что в свою очередь приводит к снижению мощности двигателя и повышенному расходу топлива. Тут, впрочем, есть выход — дать поработать мотору на повышенных оборотах, например, проехать полчаса по скоростному шоссе, и свечи с большой степенью вероятности очистятся.
Ну и не секрет, что при продолжительном движении в жестких пробках вокруг чадящих автомобилей образуется своего рода облако из выхлопных газов. Такая ситуация приводит к тому, что двигатель начинает недополучать кислород, и это ведет к неполному сгоранию топлива и опять-таки — к появлению сажевых отложений.
Подытоживая, заметим, что оптимальным временем прогрева двигателя в теплые сезоны является не более пяти минут. К слову, греть мотор дольше запрещает статья 12.28 КоАП, предполагающая штраф в размере 3000 рублей для Москвы и Санкт-Петербурга и 1500 рублей для остальных регионов.
Помните также о том, что время безопасной работы мотора в режиме холостых оборотов оговаривается в инструкциях по эксплуатации автомобиля. Если же вы встали в глухую пробку, не забывайте принудительно выключать зажигание, если ваш автомобиль не оснащен с системой автоматического отключения и перезапуска двигателя Start-Stop.