Арматура калькулятор онлайн: Калькулятор арматуры | Расчет арматуры

Содержание

Калькулятор арматуры

Расчет арматуры


Калькулятор арматуры 1

Рассчитает общий вес арматуры, ее общий объем, вес одного метра и одного стержня арматуры.
По известным диаметру и длине арматуры.

Калькулятор арматуры 2

Рассчитает общую длину арматуры, ее объем и количество стержней арматуры, вес одного метра и одного стержня.
По известным диаметру и общему весу арматуры.

Расчет основан на весе одного кубического метра стали в 7850 килограмм.

Расчет арматуры для строительства дома

При строительстве дома очень важно правильно рассчитать количество арматуры для фундамента. Сделать это вам поможет наша программа. С помощью калькулятора арматуры можно, зная вес и длину одного стержня узнать общий вес необходимой вам арматуры, либо необходимое количество стержней и их общую длину. Эти данные помогут быстро и легко рассчитать объем арматуры для выполнения необходимых вам работ.

Расчет арматуры для разного типа фундаментов

Для расчета арматуры нужно также знать и тип фундамента дома. Здесь существует два распространенных варианта. Это плитный и ленточный фундаменты.

Арматура для плитного фундамента

Плитный фундамент применяется там, где на пучинистый грунт требуется установить тяжелый дом из бетона или кирпича с большими по массе железобетонными перекрытиями. В таком случае фундамент требует армирования. Производится оно в два пояса, каждый из которых состоит из двух слоев стержней, расположенных перпендикулярно друг к другу.
Рассмотрим вариант расчета арматуры для плиты, длина стороны которой составляет 5 метров. Арматурные стержни размещаются на расстоянии порядка 20 см друг от друга. Следовательно, для одной стороны потребуется 25 стержней. На краях плиты стержни не размещаются, значит, остается 23.
Теперь, зная количество стержней, можно рассчитать их длину. Здесь следует обратить внимание, что пруты арматуры не должны доходить до края 20 см, а, значит, исходя из длины плиты, длина каждого стержня составит 460 см. Поперечный слой, при условии, что плита имеет квадратную форму, будет таким же. Также мы должны рассчитать количество арматуры, необходимое для соединения обоих поясов.
Предположим, что расстояние между поясами 23 см. В таком случае одна перемычка между ними будет иметь длину в 25 см, так как еще два сантиметра уйдут на крепление арматуры. Таких перемычек в нашем случае будет 23 в ряду, поскольку они делаются в каждой ячейке на пересечении поясов арматуры. Располагая этими данными, мы можем приступать к расчету с помощью программы.

Арматура для ленточного фундамента

Ленточный фундамент используется там, где на не слишком устойчивом грунте предполагается возводить тяжелый дом. Представляет собой такой фундамент ленту из бетона или железобетона, которая тянется по всему периметру здания и под основными несущими стенами. Армирования такого фундамента также производится в 2 пояса, но благодаря специфике ленточного фундамента арматуры на него потребляется гораздо меньше, а, значит, и стоить он будет дешевле.
Правила раскладки арматуры примерно те же, что и для плиточного фундамента. Только стержни должны оканчиваться уже в 30-40 см от угла. А каждая перемычка должна на 2-4 см выступать за прут, на котором она лежит. Расчет вертикальных перемычек осуществляется по тому же принципу, что и при подсчете необходимой длины арматуры для плитного фундаменты.
Обратите внимание, что и в первом, и во втором случаях арматуру необходимо брать с запасом минимум в 2-5 процентов.

Калькулятор арматуры: расчёт веса, стоимости онлайн

Инструкция для онлайн калькулятора расчета арматуры

Калькулятор арматуры №1 незаменим, если нужно посчитать общую массу арматуры зная ее длину и диаметр. Такой расчет по длине будет выполнен из метров в тонны.

Укажите известные параметры:

Диаметр арматуры, значение введите в миллиметрах. Согласно ГОСТ 5781-82 «Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций», ГОСТ 10884-94 «Сталь арматурная термомеханически упрочненная для железобетонных конструкций» и ДСТУ 3760:2006 возможно изготовление арматуры круглого сечения номинальным диаметром от 5.5 до 80 мм, и рельефной арматуры от 6 до 80 мм в диаметре. Стандартные диаметры, широко используемого армирующего проката следующие: 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32 мм.

Стержни в длину, здесь введите протяженность арматуры в метрах. Стандартизированная длина находится в пределах 6-12 м, однако существует возможность заказа у производителя арматуры длины необходимой для Ваших целей.

Сколько нужно стержней. Укажите необходимое количество арматуры в штуках.

Стоимость за т. Введите цену тонны армирующего проката актуальную для Вашего региона.

Нажмите «Рассчитать».

Арматурный калькулятор посчитает общий вес (в кг) и длину арматуры (в метрах). Также Вы сможете узнать объем арматуры (м3), вес одного погонного метра и прутка арматуры. Расчет общей стоимости арматуры также будет произведен. Такие данные помогут правильно оценить потребности в автотранспорте для доставки и спецтехники для разгрузки, а также общего расхода арматуры.

Калькулятор арматуры №2 пригодится, если необходимо рассчитать длину арматуры при известной массе и диаметре.

Приведите значения параметров:

Диаметр арматуры, следует указать в миллиметрах.

Стержни в длину, введите значение в метрах.

Вся масса арматуры, здесь задайте общий вес проката.

Стоимость за т, укажите, сколько стоит тонна проката в Вашем регионе.

Нажмите «Рассчитать».

Калькулятор рассчитает общую длину т.н. погонаж (в метрах) и количество прутов арматуры (штук). Также Вы сможете узнать объем арматуры (м3), вес одного метра погонного и прутка арматуры. Также программа высчитает общую стоимость армирующего проката. Зная эти данные, Вы легко сможете заказать необходимую технику для подвоза и разгрузки арматуры.

Онлайн калькулятор расчёта веса арматуры

Информация

Изготовление арматурной стали регламентируется стандартом ГОСТ 5781-82. В документе прописаны технические требования и условия, классификация, сортамент, методы испытаний и другие требования к изделию. Ниже представлены некоторые справочные таблицы из ГОСТ 5781-82, с помощью которых можно узнать теоретическую массу одного метра арматуры. Вес изделия также можно рассчитать самостоятельно, или с помощью этого калькулятора.

Таблица: Теоретическая масса 1 погонного метра арматуры по ГОСТ 5781-82

Номер,
Номинальный диаметр, мм

Диаметр d, мм

Площадь поперечного сечения, см

Вес 1 метра, кг

Количество метров в тонне

Арматура 6

5,75

0,283

0.222

4504.5

Арматура 8

7,5

0,503

0.395

2531.65

Арматура 10

9,3

0,785

0.617

1620.75

Арматура 12

11

1,131

0.888

1126.13

Арматура 14

13

1,540

1.210

826.45

Арматура 16

15

2,010

1.580

632.91

Арматура 18

17

2,540

2.000

500

Арматура 20

19

3,140

2.470

404.86

Арматура 22

21

3,800

2.980

335.57

Арматура 25

24

4,910

3.850

259.74

Арматура 28

26,5

6,160

4.830

207.04

Арматура 32

30,5

8,040

6.310

158.48

Арматура 36

34,5

10,180

7.990

125.16

Арматура 40

38,5

12,570

9.870

101.32

Арматура 45

43

15,000

12.480

80.13

Арматура 50

48

19,630

15.410

64.89

Арматура 55

53

23,760

18.650

53.62

Арматура 60

58

28,270

22.190

45.07

Арматура 70

68

38,480

30.210

33.1

Арматура 80

77,5

50,270

39.460

25.34

Для чего нужен онлайн калькулятор?

Наш калькулятор поможет рассчитать вес арматуры из углеродистой стали в режиме онлайн. Вам достаточно указать длину изделия и номинальный диаметр (диапазон – от 6мм до 80мм.).

Мы предлагаем сервис, который содержит два в одном: калькулятор веса арматуры по массе и по метру. Таким образом, можно узнать длину готового изделия, зная вес, или наоборот – узнать вес изделия определённой длины. Онлайн калькулятор арматуры пригодится при составлении проектно-сметной документации и расчётов металлических конструкций. С его помощью также можно узнать стоимость готового изделия, указав цену за метр или тонну.

Как пользоваться калькулятором?

  • Выберите метод вычисления (по длине или по массе).
  • Выберите диаметр арматуры из всплывающего списка.
  • Введите значение «Масса» или «Количество метров».
  • При необходимости, укажите цену одного метра или тонны.
  • Нажмите красную кнопку «Рассчитать».
  • В левом верхнем углу, в колонке «Результаты расчёта» вы увидите полученные данные.

Как рассчитать вес самостоятельно?

 Зная номинальный диаметр и плотность материала, можно самостоятельно выполнить расчет веса арматуры. Считается он по формуле m = D х D х Pi / 4 х ro, согласно которой масса одного метра арматуры равняется теоретической массе круга с тем же диаметром. Значения из формулы:

  • m – искомая масса арматуры.
  • D — номинальный диаметр арматуры.
  • ro — плотность материала.
  • Pi – число Пи.

Плотность регламентированной ГОСТ-ом арматуры из углеродистой стали составляет 7850.00 кг/м3

Как узнать фактический вес арматуры?

 Как и справочные таблицы, калькулятор арматуры рассчитывает теоретический вес изделия. ГОСТ допускает отклонения геометрических размеров изделия от номинальных. Узнать фактический вес можно путём взвешивания арматуры определённой длины. Точная информация о массе и других характеристиках арматуры указана в паспорте изделия от производителя.

Скачать, сохранить результат

Выберите способ сохранения

поделиться и оценить

Смотрите также:

Добавить комментарий

Вес арматуры, таблица веса (масса) за 1 метр арматуры

При проведении строительно-монтажных работ расчет массы металлических изделий крайне важен, поскольку он позволяет оценить итоговые параметры возводимых конструкций и определить стоимость материала (для этого берется вес арматуры 10 мм за метр). Для проведения подсчетов можно использовать специальные таблицы, в которых указаны параметры прутков и их расчетная масса, а также популярные онлайн-калькуляторы, для применения которых нужно знать точные данные о технических характеристиках металлопроката.

Зная точную массу прокатных материалов, вы сможете существенно сэкономить, правильно подобрав транспортное средство для их транспортировки. Если вы не уверены, что сможете правильно произвести расчеты, в компании «Региональный Дом Металла» помогут узнать вес арматуры 12 мм за метр с предельной точностью, поскольку рассчитают его по специальной формуле. Посмотреть доступные виды арматуры для фундамента.

Таблица веса арматуры


Узнать, какую массу имеет изделие – арматура 12 вес 1 метра, можно из таблиц, в которых указываются:

  • масса одного погонного м изделия;
  • количество метров проката в одной тонне;
  • диаметр  проката в миллиметрах;
  • площадь сечения прутков в сантиметрах квадратных;
  • класс стали, используемой в производстве.
Сортамент Масса 1 метра
Масса (теоретич.), кг. Предельн. отклонения, %
6 0,222 +9 / -7
8 0,395
10 0,617 +5 / -6
12 0,888
14 1,21
16 1,58 +3 / -5
18 2,0
20 2,470
22 2,980
25 3,850
28 4,830
32 6,310 +3 / -4
36 7,990
40 9,870
45 12,480
50 15,410 +2 / -4
55 18,650
60 22,190
70 30,210
80 39,460


В большинстве случаев, используя таблицу, вы сможете найти искомую величину. Если же определить вес арматуры 16 мм за метр таблица не помогла, можно прибегнуть к использованию онлайн-калькулятора по размеру для проведения расчетов. Для его применения необходимо знать следующие параметры: диаметр проката, длину прутков и их количество. Калькулятор посчитает массу общую и для одного стержня, общую длину прутков, объем в кубометрах. Существуют также калькуляторы, которые основываются на справочных данных при подсчете. Чтобы воспользоваться ими, нужно знать ГОСТ, по которому изготовлен прокат, материал изготовления и сортамент (наименование проката). Существуют так же товары, для которых данный инструмент не пригоден, один из таких продуктов — сетка кладочная, страницу которой можно найти тут.

Масса арматуры


Что же делать, если под рукой нет онлайн-калькулятора, а данным таблиц в интернете вы не очень доверяете? Все просто – определить вес арматуры 8 мм за метр вы можете самостоятельно, воспользовавшись самым обычным калькулятором. Чтобы узнать массу погонного метра металлопроката, нужно определить общую длину прутков, а затем умножить удельную массу погонного метра изделия на количество метров. Для расчета используется формула: 1 м х (3,14 х D x D/4). Произведя действия в скобках, получим геометрическую площадь круга с заданным диаметром. Не нашли что искали? Возможно вам будет интересна страница с затворами трубопроводными, найти которую можно тут: https://rdmetall.ru/truboprovodnaya-armatura/zatvory/.

Таким образом, вес погонного метра арматуры получаем, умножив объем на удельную массу изделия, равную 7850 килограмм на кубометр. Пример вычислений для одного м прутка диаметром 8 миллиметров. Объем металла: 1 м х (3,14 х 0,008 м х 0,008 м/4) = 0,00005024. Удельная масса: 0,00005024 кубометр х 7850 килограмм на кубометр = 0,394384 килограмма. В формулу можно подставлять любое значение D, и получать точные данные по любому металлопрокату, что позволит определить стоимость конструкций для строительства.

Калькулятор

Расчет количества арматуры и бетона для монолитного ленточного фундамента


Варианты равнопрочной замены металлической на стеклопластиковую арматуру

Понятие равнопрочной замены представляет собой замену арматуры произведенной из стали, на арматуру из композитных материалов, которая имеет такую же прочность и схожие прочие физико-механические показатели. Под равнопрочным диаметром стеклопластиковой арматуры, будем понимать ее такой наружный диаметр, при котором прочность будет равна прочности аналога из металла заданного диаметра. Данные по замене приведены в таблице:

Металлическая арматура класса A-III (A400C)Ø Арматура композитная полимерная стеклопластиковая (АКС)Ø
6 4
8 5,5
10 6
12 8
14 10
16 12
18 14
20 16

Расчет количества арматуры и бетона для монолитного плитного фундамента (плиты, УШП)


Варианты равнопрочной замены металлической на стеклопластиковую арматуру

Понятие равнопрочной замены представляет собой замену арматуры произведенной из стали, на арматуру из композитных материалов, которая имеет такую же прочность и схожие прочие физико-механические показатели. Под равнопрочным диаметром стеклопластиковой арматуры, будем понимать ее такой наружный диаметр, при котором прочность будет равна прочности аналога из металла заданного диаметра. Данные по замене приведены в таблице:

Металлическая арматура класса A-III (A400C) Ø Арматура композитная полимерная стеклопластиковая (АКС) Ø
6 4
8 5,5
10 6
12 8
14 10
16 12
18 14
20 16

Расчет количества арматуры и бетона для буронабивных, свайно-ростверковых и столбчатых фундаментов

Варианты равнопрочной замены металлической на стеклопластиковую арматуру

Понятие равнопрочной замены представляет собой замену арматуры произведенной из стали, на арматуру из композитных материалов, которая имеет такую же прочность и схожие прочие физико-механические показатели. Под равнопрочным диаметром стеклопластиковой арматуры, будем понимать ее такой наружный диаметр, при котором прочность будет равна прочности аналога из металла заданного диаметра. Данные по замене приведены в таблице:


Металлическая арматура класса A-III (A400C)Ø Арматура композитная полимерная стеклопластиковая (АКС) Ø
6 4
8 5,5
10 6
12 8
14 10
16 12
18 14
20 16

Онлайн калькулятор – Рассчитать вес арматуры 1 метра погонного по ГОСТу + ТАБЛИЦА

Наш онлайн калькулятор поможет рассчитать вес арматуры из углеродистой стали в режиме онлайн. Вам достаточно указать длину изделия и номинальный диаметр (диапазон – от 6 мм до 80 мм.).

Рассчитать вес арматуры онлайн


Для расчета веса арматуры используется ГОСТ 34028-2016, который содержит значения теоретической массы для каждого диаметра арматуры.

Как рассчитать массу арматуры самостоятельно?

Формула для расчета массы прутка арматуры выглядит следующим образом:

π – число Пи
D – диаметр арматуры, мм
ρ – плотность стали, (7850 кг/м3)
L – длина прутка, м

Арматура представляет собой соединенные друг с другом элементы, используемые в железобетонных изделиях для поддержания растягивающего напряжения или в качестве усиления бетона в месте сжатия.

Арматуру и арматурные сетки применяют при строительных работах, во время возведения фундамента и стеновых конструкций, с использованием монолитного бетона. Чтобы выполнить бетонные работы, необходимо потратить много времени на возведение арматурного каркаса. Для этого делается армирование конструкции с использованием арматурных сеток.

Чтобы рассчитать объем заказа, необходимо определить вес арматуры, и выявить число погонных метров. Отметим, что он указывается в таблице ГОСТов, приведенной выше на странице. Здесь вы найдете все необходимые значения. Также стоит учесть, что вес арматуры устанавливается исходя из расчета диаметра и области эксплуатации периодического профиля.

Как и справочные таблицы, калькулятор арматуры рассчитывает теоретический вес изделия. ГОСТ допускает отклонения геометрических размеров изделия от номинальных. Узнать фактический вес можно путём взвешивания арматуры определённой длины. Точная информация о массе и других характеристиках арматуры указана в паспорте изделия от производителя.

Таблица веса арматуры

ГОСТ 5781-82 (устаревший)

Диаметр, ммВес 1 метра, кгМетров в тонне
Арматура 60.2224504.5
Арматура 80.3952531.65
Арматура 100.6171620.75
Арматура 120.8881126.13
Арматура 141.21826.45
Арматура 161.58632.91
Арматура 182500
Арматура 202.47404.86
Арматура 222.98335.57
Арматура 253.85259.74
Арматура 284.83207.04
Арматура 326.31158.48
Арматура 367.99125.16
Арматура 409.87101.32
Арматура 4512.4880.13
Арматура 5015.4164.89
Арматура 5518.6553.62
Арматура 6022.1945.07
Арматура 7030.2133.1
Арматура 8039.4625.34

 

ГОСТ 34028-2016 (актуальный)

Диаметр, ммВес 1 метра, кгМетров в тонне
Арматура 40.09910101.01
Арматура 4.50.1258000
Арматура 50.1546493.51
Арматура 5.50.1875347.59
Арматура 60.2224504.5
Арматура 6.50.2613831.42
Арматура 70.3023311.26
Арматура 7.50.3472881.84
Арматура 80.3952531.65
Арматура 8.50.4452247.19
Арматура 90.4992004.01
Арматура 9.50.5561798.56
Арматура 100.6171620.75
Арматура 110.7461340.48
Арматура 120.8881126.13
Арматура 131.042959.69
Арматура 141.208827.81
Арматура 151.387720.98
Арматура 161.578633.71
Арматура 171.782561.17
Арматура 181.998500.5
Арматура 192.226449.24
Арматура 202.466405.52
Арматура 222.984335.12
Арматура 253.853259.54
Арматура 284.834206.87
Арматура 326.313158.4
Арматура 367.99125.16
Арматура 409.865101.37

КАЛЬКУЛЯТОР МЕТАЛЛОПРОКАТА

Вес арматуры предоставлен сайтом calcus.ru Загрузка…

Понравилось? Поделись с друзьями!

Как рассчитать количество фиксаторов арматуры (расход фиксаторов)

Вы можете воспользоваться онлайн калькулятором расчета фиксаторов арматуры, который поможет быстро расчитать количество «стульчиков» и сформирует список наиболее подходящих вариантов из нашего каталога либо ознакомиться со статьей ниже.

В статье показан практический расчет фиксаторов при производстве бетонных работ.

Для твердых поверхностей

На твердых поверхностях используется специальный фиксатор арматур. Он называется «стульчик» из-за характерного внешнего вида.

Некоторые из этих крепежных элементов рассчитаны на арматуру диметром до 30 миллиметров. На метр квадратный обычно применяется от 4 до 10 таких фиксаторов. За основу можно взять среднее значение, то есть примерно 7 штук. Более точный расчет можно получить воспользовавшись онлайн калькулятором.


Для сыпучих поверхностей

Для сыпучих поверхностей используется фиксатор, похожий на стакан, но обязательно с широким плоским дном. Получается даже этакий «стакан на блюдце». Крепеж рассчитан на арматуру диаметром, не превышающий 16 миллиметров. Как правило, расход фиксаторов арматуры на один «квадрат» составляет 6-7 фиксаторов.

Также есть вариант использования «Стульчиков» на специальной основе, но его нельзя использовать на щебенчатой поверхности. Расчет для такого варианта делается таким же образом.

Получить расчет рекомендуемого количества можно на нашем сайте — онлайн калькулятор.


Фиксаторы «звездочка»

Фиксаторы «звездочка» рассчитаны на арматуру шириной 4-30 миллиметров. Используются при заливке вертикальных поверхностей: стен, ригелей, колон. Для надежности конструкции используется от 5 до 10 крепежей на метр квадратный. Точное количество зависит от толщины арматуры – чем меньше диаметр, тем больше прутьев, и соответственно больше фиксаторов.
 

Онлайн калькулятор фиксаторов

Онлайн программа расчета типа и количества фиксаторов арматуры.
Позволяет получить наиболее подходящие типоразмеры фиксаторов исходя из типа поверхности, площади фундамента, высоты защитного слоя и диаметра арматуры.

Перейти Фотоархив продукции

Архив содержит полный комплект фотографий товаров нашего сайта, которые вы можете использовать для размещения на сторонних сайтах.

Перейти

Принадлежности для вычислителя

Расчет арматуры


Принадлежности для вычислителя 1

Рассчитайте общий вес приспособления, общее количество, вес одного метра и одного стержня арматуры.
По известному диаметру и длине.

Принадлежности для калькулятора 2

Рассчитайте общую длину арматуры, ее объем, количество стержней, стержней, вес одного метра и одного стержня.
По известному диаметру и общему весу.

Расчет основан на весе одного кубометра стали 7850 кг.

Расчет арматуры для жилищного строительства

При строительстве дома очень важно правильно рассчитать количество задвижек для фундамента. В этом вам поможет наша программа. С помощью калькулятора клапанов можно, зная вес и длину стержня, узнать общий вес клапанов или желаемое количество стержней и их общую длину. Эти данные помогут быстро и легко рассчитать количество арматуры для необходимых работ.

Расчет арматуры для различных типов фундаментов

Для расчета арматуры необходимо знать и тип фундамента дома. Есть два распространенных варианта. Это плот и ленточный фундамент.

Фурнитура для плитного фундамента

Плотный фундамент применяется там, где на пучинистом грунте требуется установить тяжелый бетонный или кирпичный дом с крупногабаритными бетонными балками. В таком случае фундамент требует армирования. Производится в двух зонах, каждая из которых состоит из двух слоев стержней, расположенных перпендикулярно друг другу.
Рассмотрим альтернативный расчет арматуры для плит, длина которой 5 метров. Стержни арматуры размещают на расстоянии около 20 см друг от друга. Следовательно, для одной стороны потребуется 25 стержней. По краям пластины шпильки отсутствуют, она 23.
Теперь, зная количество стержней, можно рассчитать их длину. Здесь следует отметить, что стержни клапанов не должны доходить до краев 20 см, а значит, исходя из длины пластин, длина каждого стержня составит 460 см.Поперечный слой при условии, что печь имеет квадратную форму, будет таким же. Также необходимо рассчитать количество фитингов, необходимых для соединения обеих зон.
Предположим, что расстояние между зонами 23 см. В этом случае одна перемычка между ними будет иметь длину 25 см, потому что еще два дюйма для крепления приспособления. Таких мостиков в нашем случае будет 23 в ряд, так как они находятся в каждой ячейке на пересечении зон. Имея эти данные, мы можем переходить к расчету с помощью программы.

Фитинги для ленточного фундамента

Ленточный фундамент применяется там, где на не слишком устойчивом грунте предполагается возведение жесткого дома. Представляет собой фундамент из бетонной или железобетонной ленты, которая тянется по периметру здания и под основными несущими стенами. Армирование фундамента также производится в 2-х зонах, но благодаря особенностям ленточного фундамента армирование на него расходуется намного меньше, поэтому и стоимость будет дешевле.
Подбор арматуры примерно такой же, как и для плитного фундамента.Только стержни должны быть уже в 30-40 см от угла. Причем каждая перемычка должна на 2–4 см свисать веточкой, на которую она опирается. Расчет вертикальных перемычек по тому же принципу, что и при расчете необходимой длины арматуры для плитных фундаментов.
Обратите внимание, что клапаны первого и второго случаев должны иметь запас не менее 2-5 процентов.

Как рассчитать частоту вращения двигателя

При эксплуатации, мониторинге, ремонте или замене двигателя важно понимать его характеристики.Одним из важнейших показателей является количество оборотов в минуту, или RPM, которое описывает скорость двигателя. В этом руководстве мы обсудим, как рассчитать частоту вращения двигателя и почему это так важно.

Какая частота вращения двигателя?

об / мин — это измерение, используемое для описания скорости двигателя. Он обозначает количество оборотов в минуту и ​​описывает скорость, с которой вращается ротор, то есть количество раз, когда вал ротора совершает полный оборот в минуту. Его можно использовать для измерения скорости двигателей, турбин, центрифуг, конвейеров и другого оборудования.

Почему важно рассчитывать число оборотов в минуту

Расчет оборотов двигателя, а также другие измерения, такие как крутящий момент, напряжение и мощность, важны при выборе двигателя для конкретного применения. Расчет скорости двигателя может помочь вам выбрать правильный тип двигателя при замене компонентов и помочь вам принять более правильные решения по ремонту. Вам также необходимо понимать число оборотов в минуту, чтобы эффективно контролировать и контролировать работу двигателя.

Запросить цену

Скорость асинхронного двигателя переменного тока

Двигатели переменного тока

предназначены для работы на определенных скоростях.Эти скорости одинаковы даже для разных моделей и производителей. Скорость данного двигателя зависит от сетевой частоты источника питания, а не от напряжения, а также от количества полюсов, которые он имеет. Двигатели переменного тока часто имеют два или четыре полюса, но может быть и больше. Взаимосвязь между полюсами и частотой вращения двигателя связана с магнитным полем, создаваемым в полюсах статора. Это поле приводит к созданию магнитных полей в роторе, которые зависят от частоты поля в статоре.

Также необходимо учитывать скольжение, которое представляет собой разницу между синхронной скоростью статора и фактической рабочей скоростью. Ротор всегда вращается немного медленнее, чем магнитное поле статора, и всегда пытается его «догнать», что и создает крутящий момент, необходимый для запуска двигателя.

Чтобы отрегулировать скорость трехфазного двигателя переменного тока, вы можете отрегулировать частоту источника питания переменного тока с помощью элемента управления. Многие элементы управления переменного тока также имеют однофазный вход, что позволяет запускать трехфазные двигатели, даже если трехфазное питание отсутствует.С другой стороны, большинство однофазных двигателей переменного тока не регулируются, поскольку они подключаются непосредственно к стандартной розетке и используют доступную частоту.

Скорость двигателя постоянного тока


Как и асинхронные двигатели переменного тока, двигатели постоянного тока с постоянными магнитами также имеют полюса, но они не влияют на скорость, как в двигателях переменного тока. Несколько других факторов влияют на скорость в двигателях постоянного тока, включая рабочее напряжение двигателя, силу магнитов и количество витков проволоки, которые имеет якорь.Двигатели постоянного тока могут работать только на скоростях, рассчитанных на доступное им напряжение.

Если аккумулятор, на котором работает двигатель, начинает разряжаться и подавать меньшее напряжение, скорость двигателя снижается. Если вы подключите двигатель к источнику питания, скорость увеличится, хотя это может вызвать дополнительный износ вашего двигателя. Вы также можете использовать элементы управления для регулировки скорости двигателя постоянного тока, который работает путем изменения напряжения, доступного для двигателя.

Ремонт двигателей постоянного и переменного тока

Как рассчитать частоту вращения двигателя

Для расчета числа оборотов асинхронного двигателя переменного тока необходимо умножить частоту в герцах (Гц) на 60 — количество секунд в минуте — на два для отрицательного и положительного импульсов в цикле.Затем делите на количество полюсов двигателя:

.
  • (Гц x 60 x 2) / количество полюсов = об / мин без нагрузки

Вы также можете рассчитать коэффициент скольжения, вычтя номинальную скорость при полной нагрузке из синхронной скорости, разделив полученный ответ на синхронную скорость и умножив полученный ответ на 100:

  • ((номинальная синхронная скорость при полной нагрузке) / (синхронная скорость)) x 100 = номинальное скольжение

Затем, чтобы найти число оборотов в минуту при полной нагрузке, вы конвертируете номинальное скольжение в число оборотов в минуту, а затем вычитаете его из числа оборотов холостого хода:

  • Чтобы преобразовать номинальное скольжение в об / мин: об / мин x рейтинг скольжения = скольжение
  • об / мин.
  • Для расчета об / мин при полной нагрузке: об / мин — скольжение об / мин = об / мин при полной нагрузке

Число оборотов двигателя постоянного тока зависит от напряжения, подаваемого на двигатель.Обычно производитель двигателя сообщает вам ожидаемую скорость вращения при различных напряжениях. Затем для достижения желаемых оборотов вы можете отрегулировать напряжение в соответствии с инструкциями.

Примеры расчета оборотов двигателя

Давайте рассмотрим несколько примеров. Для двигателя переменного тока количество полюсов и частота определяют обороты холостого хода. Для системы 60 Гц с четырьмя полюсами расчет для определения числа оборотов в минуту будет:

  • (Гц x 60 x 2) / количество полюсов = об / мин без нагрузки
  • (60 х 60 х 2) / 4
  • 7200/4 = 1800 об / мин

Величина скольжения незначительно меняется в зависимости от конструкции двигателя.Приемлемая скорость при полной нагрузке для четырехполюсного двигателя 60 Гц составляет 1725 об / мин. Скольжение — это разница между скоростью холостого хода и скоростью полной нагрузки. В данном случае это будет:

  • Об / мин при полной нагрузке — об / мин без нагрузки = скольжение об / мин
  • 1800-1725 = 75 об / мин

При 60 Гц двухполюсный двигатель работает со скоростью 3600 об / мин без нагрузки и около 3450 об / мин с нагрузкой:

  • (Гц x 60 x 2) / количество полюсов = об / мин без нагрузки
  • (60 х 60 х 2) / 4
  • 7200/2 = 3600 об / мин

При 60 Гц шестиполюсный двигатель будет работать со скоростью 1200 об / мин без нагрузки и со скоростью примерно 1175 об / мин под нагрузкой.Двигатель с восемью полюсами будет работать со скоростью 900 об / мин без нагрузки и около 800 об / мин под нагрузкой. 12-полюсные двигатели, которые встречаются даже реже, чем шестиполюсные и восьмиполюсные модели, работают со скоростью 600 об / мин без нагрузки, а 16-полюсные двигатели работают со скоростью 450 об / мин.

Ремонт двигателей от Global Electronic Services

Важно понимать технические характеристики вашего оборудования, чтобы вы могли лучше его эксплуатировать и обслуживать. Скорость вашего двигателя является неотъемлемой частью его производительности, а возможность рассчитывать и контролировать число оборотов в минуту поможет вам получить максимальную отдачу от ваших машин.

Профессиональные услуги по ремонту и техническому обслуживанию также могут сыграть важную роль в том, чтобы помочь вам в полной мере использовать возможности вашего оборудования. В Global Electronic Services мы имеем обширный опыт ремонта и обслуживания широкого спектра промышленного оборудования, включая двигатели переменного и постоянного тока, серводвигатели, промышленную электронику, гидравлику и пневматику и многое другое. Чтобы узнать больше о ремонте двигателей переменного или постоянного тока или наших услугах, свяжитесь с нами сегодня.

Запросить цену

Калькулятор расчета мощности двигателя

и постоянного тока, одно- и трехфазного питания Fromula

Калькулятор мощности двигателя:

Введите ток, напряжение и коэффициент мощности для расчета мощности постоянного и переменного тока.Коэффициент мощности не требуется для расчета мощности постоянного тока. Наконец, нажмите кнопку расчета.

Выберите тип тока
DCAC — ОднофазныйAC — Трехфазный

Выберите тип напряжения
Линейное напряжение Линейное напряжение

Введите коэффициент мощности

Результат мощности в милливаттах Результат мощности в киловаттах

Расчет мощности двигателя с разными единицами:

Мощность двигателя имеет пять единиц в зависимости от количества: мкВт, мВт, Вт, кВт и МВт.

Здесь мкВт, мВт используются для обозначения очень маленького двигателя мощностью до 1 Вт, такого как шаговый двигатель, реактивный двигатель и т. Д.

Вт — это устройство, используемое для индикации двигателя небольшого размера до 1000 Вт, например, для бытового применения, например, ручная дрель, осветительные лампы, воздуходувка и т. Д.

кВт используется для индикации двигателя среднего размера до 1000 кВт. Пример: насосы, воздуходувка, осушитель и т. Д.

МВт используется для двигателя большего размера до 1000 МВт. Пример маслосасывающий насос, питательный насос для полива котла.Двигатель дробилки и т. Д.

Однако единицы измерения Вт и кВт широко используются для обозначения мощности двигателя.

Здесь мы собираемся рассчитать мощность для трех типов двигателя на основе входного источника питания, такого как постоянный ток, однофазный и трехфазный.

Расчет мощности двигателя постоянного тока:

Электродвигатель постоянного тока Входная мощность P (кВт) в киловаттах равна произведению постоянного тока якоря I (A) в амперах и постоянного напряжения якоря V (В) , деленного на 1000.Следовательно, расчет мощности двигателя постоянного тока в кВт,

P (кВт) = V (V) x I (A) /1000 в киловаттах.

Для формулы расчета ватт:

P (W) = V (V) x I (A) в ваттах.

Для расчета мегаваттной мощности двигателя постоянного тока:

P (MW) = V (V) x I (A) /100000 в мегаваттах.

Для расчета выходной мощности двигателя постоянного тока нам нужно умножить приведенные выше формулы на КПД двигателя.

Выходная мощность двигателя постоянного тока = Входная мощность двигателя x eff

Примечание. Напряжение V (В) , которое необходимо измерить между выводами якоря, и постоянный ток I (A) будет током якоря.

Расчет мощности однофазного двигателя переменного тока:

Входная мощность однофазного переменного тока P (кВт) в киловаттах равно произведению коэффициента мощности, умноженного на ток I (A) и напряжение V (В) , деленное на 1000. Следовательно, однофазный Формула мощности может быть записана как,

Однофазная мощность переменного тока в киловаттах

P (кВт) = V (V) x I (A) x pf / 1000

Однофазная мощность переменного тока в ваттах

P (W) = V (V) x I (A) x pf.

Однофазное питание переменного тока в мегаваттах,

P (MW) = V (V) x I (A) x pf / 1000000

Для расчета выходной мощности одиночного двигателя переменного тока мощность, рассчитанную по одной из приведенных выше формул, умножается на КПД двигателя. КПД двигателя указан на паспортной табличке

.

Выходная мощность одного двигателя переменного тока = Входная мощность двигателя x eff

Расчет мощности трехфазного двигателя переменного тока:

Трехфазная мощность может быть рассчитана по двум формулам, одна из которых использует линейное напряжение и линейное напряжение.

Примечание. Однофазное напряжение V (V) в вольтах должно измеряться между фазой и нейтралью.

Использование линейного напряжения:

Мощность трехфазного двигателя переменного тока в киловаттах P (кВт) равна 1,732 произведению линейного напряжения и тока I (A) в амперах, деленного на 1000.

P (кВт) = 1,732 x V (V) x I (A) /1000 кВт

P (МВт) = 1.732 x V (V) x I (A) /1000000 МВт

P (Ш) = 1,732 x В (В) x I (A) Вт

Примечание: Напряжение V (В) в вольтах должно быть измерено между линейным напряжением.

Использование линейного и нейтрального напряжения:

P (кВт) равно трехкратному произведению линейного напряжения на нейтраль и тока I (A) в амперах, деленного на 1000.

P (кВт) = 3 x V (V) x I (A) /1000 кВт

P (MW) = 3 x V (V) x I (A) /1000000 MW

P (Ш) = 3 x В (В) x I (A) Вт

Примечание: Напряжение V (В) в вольтах должно быть измерено между линейным и нейтральным напряжением.

Здесь выходная мощность трехфазного двигателя равна времени КПД входной мощности, которое рассчитывается по приведенным выше формулам.

Выходная мощность трехфазного двигателя переменного тока = Входная мощность двигателя x eff

Калькулятор магнитодвижущей силы • Магнитостатика, магнетизм и электромагнетизм • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Определения и формулы

Магнитодвижущая сила (ммс) — это физическая величина, которая характеризует магнитное действие электрического тока.Для соленоида магнитодвижущая сила может быть определена

, где F м — магнитодвижущая сила, измеренная в амперах, ампер-витках, а иногда и в гильбертах, I — ток в амперах, а ω — количество витков.

Если сила намагничивания ( H -поле) и длина соленоида известны, то магнитодвижущая сила может быть определена как

, где H — сила намагничивания (сила намагничивания field или H -field) измеряется в амперах на метр (А / м) в единицах СИ или эрстедах (Oe) в единицах CGS, а L — длина соленоида или окружность тороида в случае тороидальная катушка.

Обзор

Парадоксально, но победить электричество нам помогли магнитные взаимодействия, которые физики считают более слабыми, чем электрические. К тому времени, когда был открыт электромагнетизм, у нас уже были технологии, позволяющие использовать энергию ветра, воды и пара в дополнение к энергии, производимой тягловыми животными. У нас были относительно простые механизмы преобразования этих форм энергии в механическую.

Слева направо: Майкл Фарадей, Джозеф Генри, Андре-Мари Ампер и Ганс Кристиан Эрстед.Источник: Википедия

Открытие электромагнитной индукции Майклом Фарадеем и Джозефом Генри сделало возможным легко преобразовывать механическую энергию в электрическую и обратно с помощью электромеханических и электрических устройств. Это преобразование между различными типами энергии было высокоэффективным с минимальными потерями энергии. Такое использование электромагнетизма послужило катализатором новой технологической революции, которая позволила человечеству перейти от эпохи пара в 19 веке к эпохе электричества 20 века.

Электродвигатели высокого напряжения на водонасосной станции

Новые технологии были основаны на электрических машинах, вырабатывающих постоянный и переменный электрический ток (постоянный и переменный), используя механическую энергию, генерируемую вращением. Электродвигатели, которые делали обратное, также были основой этих технологий.

Различные электромеханические устройства, такие как электромагниты, соленоиды и реле, используются для преобразования электричества в поступательное движение. Реле были одними из первых устройств, объявивших о приближении информационной революции, и были первыми устройствами, в которых был двоичный переключатель с электрическим управлением.Они использовались как приемники сигналов и регистрировали электрические сигналы, передаваемые по телеграфу. Они также усиливали сигнал, поскольку он передавался на большие расстояния. Это позволило отделить информацию от ее носителя (например, бумаги) и ее почти мгновенную передачу без физической необходимости в объекте, несущем сообщение, таком как посыльный или почтовый голубь.

Немного истории

Широкое использование магнитодвижущей силы зависит от надежных генераторов электричества и устройств, преобразующих электрическую энергию в механическую.

Слева направо: Доминик Франсуа Жан Араго, Уильям Стерджен, Эдвард Дэви и Сэмюэл Морс. Источник: Wikipedia

Французский ученый Андре-Мари Ампер изобрел первый соленоид в 1820 году. Он состоял из проволочной катушки, через которую проходил постоянный ток, и использовался для усиления магнитных свойств электрического тока, обнаруженных Гансом Кристианом Эрстедом. Земляк Ампера Франсуа Араго использовал его в своих экспериментах для намагничивания стальных стержней. Ампер изучил магнитные свойства соленоидов в 1822 году и определил, что магнитные свойства соленоидов эквивалентны свойствам природных постоянных магнитов.

Старый трансформатор, выставленный в Канадском музее науки и техники, Оттава

Первый электромагнит был создан британским ученым Уильямом Стердженом в 1824 году. Это была катушка неизолированной медной проволоки, намотанная в один ряд вокруг подковообразной формы. сердечник из мягкого железа. Из-за небольшого количества витков электромагнит Стерджена был относительно слабым. Магнит, в котором в качестве источника питания использовалась одна батарея, мог поднимать до 4 кг. При отключении электрического тока намагниченный металлический стержень не выдерживал даже 200 граммов, хотя он все еще оставался намагниченным.Это был отличный пример, демонстрирующий, как работают электромагниты.

В 1930-х годах американский ученый и изобретатель Джозеф Генри популяризировал электромагниты и значительно улучшил их конструкцию. Он изолировал медные провода шелковой нитью и таким образом создал многослойную обмотку с несколькими тысячами витков. В результате его электромагнит мог поднимать ферромагнитные материалы весом до 936 кг.

Изобретение электромеханического реле приписывают как Джозефу Генри, так и британскому ученому, врачу и изобретателю Эдварду Дэви.Интересно отметить, что оба они изобрели реле независимо, но примерно в одно и то же время (1835–1837), работая над развитием телеграфии.

Реле Морзе, выставленное в Музее военной связи и электроники, Кингстон, Онтарио

Реле, подобные этому, использовались в логических модулях космического оборудования почти до конца 20 века

Использование электромагнитного реле в качестве цифрового Усилитель с прямой связью (как мы его называем сегодня) был запатентован Сэмюэлем Морсом в 1840 году.Это изобретение произвело революцию в использовании телеграфа и позволило передавать сигналы на любое расстояние, даже между континентами. Релейная логика, которая стала возможной благодаря электромагнитным реле, использовалась в системах управления космическими аппаратами, ракетами, космическими станциями и спутниками до конца 20-го века, хотя с 1970-х годов эти системы управления космической техникой также оснащались бортовыми компьютерами.

Определение магнитодвижущей силы

Магнитодвижущая сила — это физическая сущность, которая определяет способность электрического тока создавать магнитный поток.

Его можно рассчитать, используя следующее уравнение, также известное как закон Гопкинсона:

F = Ф · R м

где F — магнитодвижущая сила, Ф — магнитный поток в цепи, а R м — магнитное сопротивление

Из этого уравнения видно, что оно эквивалентно уравнению для закона Ома для напряжения V:

U = I · R

Магнитодвижущая сила для магнитных цепей аналогична электродвижущей сила для электрических цепей.Он отвечает за магнитный поток Ф.

В системе СИ магнитодвижущая сила измеряется в амперах (А), а в системе сантиметр-грамм-секунда — в гильбертах (Ги).

1 A = 1,257 Gi

В электротехнике также используется другая единица измерения — ампер-виток, значение которой численно равно амперам в единицах СИ.

Рассчитаем магнитодвижущую силу F для соленоида, индуктора или электромагнита по формуле:

F = ϖ · I

где F — магнитодвижущая сила, ω — количество витков в катушке, I — электрический ток в проводнике.

Преобразователь единиц дает обзор других единиц, используемых для измерения магнитодвижущей силы в других приложениях. Вы также можете узнать, как преобразовать каждую единицу в другую.

Магнитодвижущая сила в электротехнике

Студийный магнитофон, конец 1980-х

В современном мире магнитодвижущая сила имеет множество применений, но особенно широко она используется в энергетике и силовой электронике. Электромагниты очень распространены в электрических и электронных устройствах, включая электродвигатели и генераторы, трансформаторы, различные реле, электрические зуммеры, громкоговорители и наушники, электронные дверные замки, индукционные нагреватели и магнитные подъемники.Мы также можем добавить к этому списку устройства магнитной записи и хранения, включая магнитофоны и видеомагнитофоны, а также жесткие диски.

Блок головок жесткого диска и головки чтения-записи

Электромагниты используются в научных и медицинских приборах; они являются важными компонентами масс-спектрометров и ускорителей частиц, устройств магнитно-резонансной томографии, а также устройств для обнаружения и удаления электромагнитных инородных тел. Электромагниты также используются для отделения ферромагнитных материалов от других материалов, а также в автоматических выключателях, которые являются устройствами, используемыми для защиты электрических цепей от повреждений, вызванных перегрузкой или коротким замыканием.

Электромагниты

Устройство и принципы работы

Электромагнит — это устройство, которое генерирует магнитное поле, когда через него протекает электрический ток. Типичный электромагнит состоит, по крайней мере, из одной электромагнитной катушки, изготовленной из проводящих материалов, и магнитопровода, изготовленного из ферромагнетика. Этот сердечник приобретает свойства магнита, когда через его катушку протекает электрический ток.

Электромагнитные обмотки обычно изготавливаются из изолированных алюминиевых или медных проводов.Однако в некоторых случаях в катушках также используются сверхпроводящие материалы. Сердечники электромагнитов изготовлены из «мягких» магнитных материалов, таких как слоистая кремнистая сталь, конструкционная сталь или чугун. Также используются железо-никелевые сплавы.

Согласно современной физике, эти материалы состоят из небольших намагниченных областей, известных как магнитные домены. Без внешнего магнитного поля эти домены ориентированы случайным образом, и их полное магнитное поле равно нулю. Когда на катушку подается электрический ток, создается магнитное поле, и домены меняют свою ориентацию, выравниваясь с магнитным полем и усиливая его.Когда внешнее магнитное поле достигает максимального значения для определенного материала, все домены переориентируются вместе с магнитным полем. Дальнейшее увеличение тока не вызывает увеличения магнитного поля в доменах. Это явление известно как намагничивание насыщения.

Магнитопроводы электромагнитов могут иметь различную форму в зависимости от их предполагаемого использования. Самые простые из них состоят из C-образных сердечников, которые также иногда называют U-образными сердечниками.

Рабочий соленоид

Основным преимуществом использования электромагнитов перед постоянными магнитами является способность пользователя легко и быстро управлять их магнитодвижущей силой (силой, с которой они притягиваются друг к другу), изменяя величину протекающего электрического тока. через электрическую катушку.С другой стороны, это же свойство можно рассматривать как помеху, когда дело доходит до сравнения электромагнитов с постоянными магнитами, потому что для поддержания магнитного поля требуется постоянная подача электричества.

Из-за этого электромагниты чувствительны к резистивным потерям, вызванным джоулевым нагревом. Кроме того, электромагниты, использующие переменный ток, также теряют энергию из-за вихревых токов и из-за поворота ориентации магнитных доменов материала сердечника, как мы обсуждали выше.Последние потери электроэнергии происходят из-за коэрцитивной силы, которая измеряет степень магнитного гистерезиса. Чтобы уменьшить эти потери, электромагнитные сердечники изготовлены из специально разработанных материалов с низкой коэрцитивной силой. По той же причине сердечник часто изготавливается из тонких металлических листов, покрытых изоляционным слоем.

Из-за ограничений, которые мы только что обсудили, напряженность магнитного поля обычных электромагнитов с ферромагнитными сердечниками ограничена 1,6 Тл. имеют ферромагнитные сердечники.

Муфты электромагнитные

Муфты электромагнитные широко используются в современной технике для регулярной и бесконтактной передачи крутящего момента. Когда электрический ток подается на катушку электромагнитной муфты, муфта притягивает якорь ведомого вала из-за магнитного поля, создаваемого вокруг катушки. Из-за трения ведомый вал в конечном итоге достигает скорости вращения, равной скорости вращения ротора. Когда катушка обесточена, пружина отодвигает якорь от ротора, и вал свободно вращается.Этот тип сцепления используется во многих машинах и механизмах в различных областях техники, особенно в автоматизированном производстве. Электромагнитная муфта используется практически в каждом современном автомобиле для соединения вала компрессора кондиционера с двигателем.

Электромагнитная муфта компрессора кондиционера в автомобиле

Магнитно-порошковые муфты невероятно полезны для передачи вращающего момента. Они могут передавать этот момент почти линейно, что позволяет точно регулировать вращающий момент.Эти устройства используются при волочении проволоки и для контроля натяжения проволоки, фольги и металлических полос во время их производства.

Кроме того, муфты с магнитными частицами широко используются, когда вращающий момент должен передаваться через немагнитный физический барьер, который разделяет вещества на разные состояния или с разными коррозионными свойствами. Например, они используются в механизмах бесконтактного перемешивания для смешивания активных растворов в стеклянных контейнерах в химических лабораториях или для циркуляции воды в аквариумах.

Сверхпроводящие электромагниты

Такие электромагниты были предложены в 1911 году голландским физиком Хайке Камерлинг-Оннесом, когда он изобрел сверхпроводимость. Однако первый сверхпроводящий электромагнит был построен только в 1955 году. В нем использовалась сверхпроводящая ниобиевая проволока, которая охлаждалась до 4,2 К с помощью жидкого гелия. Магнитное поле этого электромагнита было 0,7 Тл.

Слева направо: Хайке Камерлинг-Оннес, Карл Александр Мюллер и Георг Беднорц. Источник: Wikipedia

Открытие в 1986 году швейцарским физиком Карлом Александром Мюллером и его немецким коллегой Георгом Беднорцем материалов с высокотемпературной проводимостью на основе купратов предоставило возможность создать электромагниты, в которых используются высокотемпературные сверхпроводники с температурами кипения жидкого азота. 77 ° К или –196 ° C.Это значительно снизило стоимость электромагнитов, генерирующих магнитные поля высокой интенсивности.

Электромагнит, построенный в 2007 году с обмотками из сверхпроводящего материала YBCO (оксид иттрия, бария, меди), создавал рекордное магнитное поле в 26,8 Тл.

К сожалению, сверхпроводимость современных сверхпроводящих материалов ограничена. Их сверхпроводящие свойства ухудшаются, когда на них действует очень сильное магнитное поле или когда плотность тока высока.Несмотря на это, сверхпроводящие электромагниты используются не только в научных исследованиях, но и в медицине, в частности в магнитно-резонансной томографии.

Электромагнит Горького

Фрэнсис Биттер

Электромагнит Горького — это электромагнит, используемый для создания очень сильных стационарных магнитных полей. Он был изобретен американским физиком Фрэнсисом Биттером в 1933 году и построен в 1936 году. Он использовался до 1962 года и считался самым мощным электромагнитом в мире до 1958 года.Он генерировал магнитное поле с магнитной индукцией 10 Тл. Он также мог генерировать поле 15,2 Тл в течение короткого периода времени. Трудности создания мощных электромагнитов в основном связаны с трудностью повышения устойчивости их обмоток к перегреву электрическим током. Также непросто обеспечить механическую устойчивость конструкции. Электромагнит Горького представляет собой соленоид, состоящий из нескольких металлических дисков, вырезанных по радиусу и изолированных друг от друга слюдяными дисками одинаковой формы.Эти диски из меди и слюды образуют двойную спираль. После сборки змеевика в дисках просверливается несколько сотен отверстий, через которые проходит охлаждающая жидкость (вода). Эта конструкция может выдерживать большие нагрузки, вызванные силой Лоренца. Мощность такой системы до 2 мегаватт.

Современные электромагниты этого типа имеют диски другой формы и имеют прорези вместо круглых отверстий. Форма и размер тарелок тоже разные. Кроме того, они состоят из противоположных секций, которые содержат несколько соленоидов Bitter разного диаметра, вставленных один в другой.

31 марта 2014 года исследователи из Университета Радбауд, Неймеген, Нидерланды, получили самое высокое значение стационарного магнитного поля этого типа на сегодняшний день, 37,5 Тл (тесла) при комнатной температуре.

Электрические приводы

Электромагнитный клапан

Электромагниты и контроллеры, преобразующие энергию электрического тока в поступательное движение рабочего механизма, называются исполнительными механизмами. Они состоят из линейного соленоида с подпружиненным якорем или плунжером.Они используются в двухточечных системах управления, поскольку механизм управления такого контроллера имеет две настройки, которые соответствуют двум состояниям сердечника электромагнита.

Электромагнитный клапан

Электромагнитный клапан — это электромагнитное устройство, которое используется для управления потоком жидкостей и газов. Он состоит из корпуса и соленоида с подвижным сердечником, имеющим диск или заглушку, регулирующую поток.

Магнитный прерыватель цепи

Клапан с одним входным и одним выходным портами образует систему, блокирующую поток.Подобный клапан с одним входом и двумя выходами может перенаправить поток на правильный выход. Чтобы открыть или закрыть клапан, на соленоид подается электрический ток, в результате чего магнитный сердечник втягивается в соленоид. В результате клапан открывается, закрывается или переключает поток. Чтобы обеспечить надежную герметичность клапана, его сердечник помещен в герметичную трубку внутри соленоида.

Электромагнитные клапаны используются в промышленности и быту. Например, они могут помочь удаленно управлять потоком жидкости, пара или газа в определенное время, что, в свою очередь, полезно в системах полива, обогревателях и других областях техники.

Электромагнитные клапаны также используются в стиральных машинах для заполнения и слива воды, в клапанах карбюратора, в системах регулирования холостого хода, в системе управления трансмиссией и в других системах управления в автомобилях.

Механизм отключения автоматического выключателя

Автоматический выключатель используется для передачи электрического тока в электрическую цепь во время нормального функционирования системы и для отключения тока, когда он выходит за пределы нормальных значений, достигая предела отключения, для пример во время короткого замыкания.

Существует два типа механизмов, которые «разрывают» цепь: медленно работающая биметаллическая пластина и соленоид, мгновенно отключающий автоматический выключатель. Последний имеет подвижную катушку, которая отключает цепь, когда ток достигает заданного максимального значения, известного как ток отключения. Ток отключения обычно в 2-10 раз превышает ток полной нагрузки.

Реле

Реле

Электромагнитные реле — это устройства, используемые для замыкания или размыкания механических электрических контактов, когда катушка реле находится под напряжением.Реле состоит из электромагнита, подвижного якоря и переключателя, который соединен с якорем. Электромагнит состоит из катушки с намотанным вокруг сердечника (якоря) электрическим проводом. Чтобы усилить магнитный поток, электромагнит реле часто снабжен дополнительной дорожкой с низким сопротивлением, которая образует ярмо.

Реле A

Якорь в небольших реле удерживается на месте благодаря пружинному действию механических контактов. В некоторых случаях к реле добавляется механическая пружина для возврата якоря в исходное положение.Когда электрический ток проходит через катушку реле, электромагнит притягивает якорь и преодолевает воздействующую на него пружину, и в результате якорь толкает контакты и либо замыкает, либо размыкает их. Чувствительность реле к току в его катушке зависит от количества витков в катушке: чем их больше, тем чувствительнее реле.

Некоторые реле снабжены группой контактов, которые либо нормально замкнуты (NC), либо нормально разомкнуты (NO), когда ток не течет через реле.Различные типы электромагнитных реле широко используются в телефонии и различных автоматических устройствах. Они использовались до тех пор, пока не были разработаны твердотельные устройства для той же функции.

К специальному классу реле относятся ступенчатые переключатели, которые представляют собой электромеханические переключающие устройства, которые использовались в телефонии и промышленном контрольном оборудовании. Шаговые переключатели управляются серией импульсов электрического тока, и они широко использовались в технике до появления твердотельных устройств.Самыми популярными были десятиуровневые ступенчатые переключатели, которые использовались на первых телефонных станциях.

Шаговые переключатели телефонной станции

Герконовые реле также являются особым подтипом слаботочных реле, которые состоят из герконового переключателя и соленоида. Геркон состоит из пары или группы гибких ферромагнитных контактов, заключенных в герметичный стеклянный флакон. Внутри флакона либо вакуум, либо он наполнен благородным газом. При приближении к устройству магнита или включении электромагнита контакты замыкаются накоротко.До недавнего времени герконовые реле широко использовались в качестве датчиков местоположения в промышленных системах управления, в системах безопасности, в компьютерных периферийных устройствах, таких как клавиатуры или датчики, в бесщеточных двигателях исполнительных систем и т. Д. В последние годы герконовые реле заменены датчиками Холла. .

Геркон

Контакторы

Контакторы широко используются в тепловозах и электрических системах легковых автомобилей.

Контакторы — это еще один тип электромагнитных реле.Это двухпозиционные электромагнитные устройства, которые используются для дистанционного включения и выключения электрических цепей.

Они состоят из электромагнита, системы неподвижных и подвижных контактов и системы дугогасящения. Кроме того, они включают вторичные контакты для переключения цепей сигнализации и управления.

Контакторы используются для электрического переключения электрических цепей в разнообразном промышленном электрооборудовании. Ток отключения в этих устройствах составляет до нескольких тысяч ампер, а напряжение может колебаться от нескольких вольт до нескольких киловольт.Они в основном используются для управления мощными электродвигателями в промышленности и тяговыми двигателями транспортных средств, таких как электропоезда, трамваи, троллейбусы, лифты и т. Д.

Некоторые эксперименты с использованием магнитодвижущей силы

Для наших экспериментов , нам понадобится регулируемый регулируемый источник питания постоянного тока, мультиметр (если в источнике питания нет возможности измерения тока), немного изолированного медного магнитного провода и стального сердечника. Для последнего мы можем использовать большой гвоздь и набор мелких металлических предметов, таких как шайбы.

Сделаем две катушки с равным числом витков (около 100 витков в каждой), используя пластиковую трубку в качестве бобины. Подойдет пластиковый корпус старой шариковой ручки, если гвоздь или стержень легко войдут внутрь.

Эксперимент 1. Подключим одну из катушек к мультиметру, который настроен на измерение электрического тока. Затем подключим систему к блоку питания и установим электрический ток на 1 ампер с помощью регулятора напряжения. Затем мы оценим количество шайб или других небольших металлических предметов, которые может поднять наш самодельный электромагнит.

Вывод: легко заметить, что постоянный ток, протекающий через катушку, превращает ее в постоянный магнит.

Experiment 2: Сохраняя те же настройки, давайте вставим гвоздь или стальной стержень в пластиковую трубку. Мы заметим, что намагничивающие свойства нашего электромагнита увеличились, хотя электрический ток остался прежним.

Вывод: использование ферромагнитного сердечника увеличивает магнитодвижущую силу электромагнита.

Эксперимент 3: Теперь увеличим электрический ток до 2 А.Мы видим, что количество предметов, которые может удерживать электромагнит, увеличилось вдвое.

Вывод: увеличение тока, протекающего через катушку электромагнита, увеличивает силу электромагнита.

Experiment 4: Теперь давайте подключим две катушки последовательно к мультиметру и к источнику питания и установим электрический ток на 2 ампера. Оценим визуально, сколько предметов может удерживать этот «сдвоенный» электромагнит. Видно, что его магнитодвижущая сила снова увеличилась вдвое.

Вывод: удвоение числа витков электромагнита увеличивает вдвое магнитодвижущую силу.

Общий вывод: электромагнит можно использовать для преобразования электрической энергии в линейную механическую энергию.

Эксперимент 5: Электромагнитный поезд своими руками . Для тех, кто любит экспериментальную физику, давайте попробуем интересную установку, которая использует магнитодвижущую силу для перемещения модельного поезда:

Чтобы сделать простой электропоезд, нам понадобится около 50 метров неизолированного медного провода, чтобы сделать катушку, пару неодимовые магниты, батарейка (можно использовать батарейку АА) и шайбу из пенопласта или латуни.Нам нужно, чтобы последний окружал «выступ» на плюсовой стороне батареи, чтобы выровнять поверхность и не дать магниту соскользнуть. Мы должны убедиться, что диаметр катушки достаточно широк, чтобы позволить магнитам и батарее проходить сквозь нее. Немного графита будет действовать как токопроводящая смазка. Прикрепляем магнит к минусовой стороне батареи, а другой магнит к плюсовой стороне. Не забудьте добавить поролоновую или латунную шайбу на положительную сторону, прежде чем добавлять магниты. Затем мы размещаем наш поезд прямо внутри катушки, и он будет двигаться внутрь и через катушку самостоятельно, потому что система становится электромагнитом.

Вот как работает наша установка. Поезд — это разновидность униполярного двигателя. Неодимовые магниты действуют как контакты батареи, соединяя ее с неизолированной катушкой, намотанной на трубку или стержень. Электрический ток, протекающий через катушку, создает электрическое поле. Это поле взаимодействует с магнитными полями неодимовых магнитов и создает магнитодвижущую силу, которая толкает один магнит и притягивает другой.

Примечание: при создании этой установки мы должны быть осторожны с использованием правильной стороны обмотки катушки (левая или правая обмотка) и правильной полярности магнитной установки нашего поезда.Южный полюс S переднего магнита соединяется с плюсовой стороной батареи, а северный полюс N второго магнита соединяется с отрицательным полюсом. Если ваша установка отличается, вы можете просто перевернуть магниты. Проще говоря, вы можете взять пару магнитов, убедиться, что они раздвигают друг друга, а затем приклеить их к батарее. Если он проходит через катушку, все готово, если нет — просто переверните его, и он пойдет. Если нет, то вам придется перевернуть один из магнитов.

Эксперимент 6: Сделай сам динамик для жесткого диска . В заключение попробуем переделать старый жесткий диск в динамик. Почему мы можем это сделать? Ведь у динамиков и жестких дисков много общего. Давайте посмотрим. Есть магниты… И движущиеся звуковые катушки. Если через катушку протекает ток, вокруг нее создается магнитное поле. Катушка притягивается к магниту и движется к магниту или между магнитами. Все, что связано с этой катушкой механически, также перемещается.Это может быть блок головок жесткого диска с головками и звуковой катушкой или диффузор динамика. Если мы изменим направление электрического тока, направление магнитного поля в катушке также изменится. Катушка будет двигаться в обратном направлении.

В динамическом динамике усиленный аудиосигнал от этого устройства обеспечивает электрический ток для перемещения катушки и диффузора динамика для создания звуковых волн. Как видите, на жестком диске происходит то же самое. Усиленный звуковой сигнал обеспечивает электрический ток для перемещения катушки, которая, в свою очередь, перемещает головки жесткого диска.Головки соединены с пластиковой пленкой для создания звуковых волн с более низкими частотами. Подголовники издают высокочастотные звуки.

Итак, возьмем старый жесткий диск и откроем его. Вы можете ясно видеть его основные части: несколько дисков или пластин, шпиндель для их удержания и вращения, рычаг головки для удержания головок чтения и записи, головки и звуковая катушка между двумя сильными магнитами. Шлейф подключается к головкам. В этом кабеле есть два провода, которые соединяют звуковую катушку с драйвером.

Снимаем разъем и находим провода звуковой катушки визуально или с помощью мультиметра. Сопротивление звуковой катушки составляет от 5 до 40 Ом. Мы можем подключить или припаять два провода к клеммам катушки и подключить их к усилителю. Лучше еще раз проверить сопротивление, чтобы убедиться, что провода подключены к правильным контактам. Теперь включим усилитель и послушаем звук с этого жесткого диска.

Попробуем внести некоторые улучшения, чтобы лучше воспроизводить низкие частоты.Мы попробуем сделать простой диффузор динамика и механически соединить его с головным рычагом. Этот звук однозначно лучше!

Электромагнитный линейный привод жесткого диска на 200 МБ (1980-е годы)

Кстати, а вы знаете, почему жесткие диски называются жесткими? Это потому, что в старые времена в персональных компьютерах были дисководы для гибких дисков и дискеты, в которых информация хранилась на тонком гибком магнитном диске. Затем появились жесткие диски, в которых информация записывалась на жестких быстровращающихся дисках (пластинах), покрытых магнитным материалом.В то же время следует отметить, что жесткие диски появились раньше, чем дисководы для гибких дисков.

А почему это называется звуковой катушкой? Это потому, что в старых жестких дисках, которые были огромными, как стиральные машины, линейный привод со звуковой катушкой соленоида использовался для перемещения головок по пластине. Его катушка была цилиндрической, как в громкоговорителе, только побольше.

Статья написана Сергеем Акишкиным.

Конвертер величин. Статьи отредактировал и проиллюстрировал Анатолий Золотков.

Эметор — Счетчик обмоток электродвигателя

. Предупреждение! Emetor лучше всего работает с включенным JavaScript.Пожалуйста, включите JavaScript в настройках вашего браузера, затем попробуйте еще раз.

Калькулятор обмоток позволяет быстро и удобно подобрать оптимальную схему обмотки для вашего электродвигателя. Вы можете исследовать трехфазные целочисленные щелевые, дробно-щелевые и концентрированные обмотки, как с одинарным, так и с двойным слоем обмотки, где это необходимо. Вы можете сравнить максимальный основной коэффициент обмотки для различных комбинаций количества полюсов и количества пазов, отобразить схему обмотки для разных пролетов катушки или оценить гармонический спектр коэффициента обмотки.

Emetor прямо отказывается от каких-либо гарантий, включая, помимо прочего, подразумеваемые гарантии товарной пригодности, точности или пригодности для какой-либо конкретной цели. Ни при каких обстоятельствах Emetor не несет ответственности перед какой-либо стороной за любой ущерб, возникший в результате использования информации из этого калькулятора обмотки.

Определите количество пазов и количество полюсов

Для начала выберите приблизительный диапазон количества полюсов и количества слотов, которые вас интересуют.После обновления таблицы в раскрывающемся списке ниже можно выбрать, следует ли отображать количество пазов на полюс на фазу, максимально возможный основной коэффициент обмотки, количество симметрий обмотки или наименьшее общее кратное между количеством полюсов и количество слотов в таблице.

2 4 6 8 10 12 14
3
6
9
12
15
18
21

Изучение и редактирование конкретных схем обмотки

Щелкните ячейку в приведенной выше таблице, чтобы выяснить, какие схемы обмотки возможны для данного количества полюсов и количества слотов.

Щелкните строку таблицы ниже, чтобы отобразить и отредактировать схему обмотки. Теперь также можно загрузить выбранные детали обмотки.

# Поляки Слоты слоев Пролет витка Шаг полюсов Периодичность Коэффициент намотки

Отображение и сравнение гармоник обмотки

Доступны три различных типа диаграмм, которые можно выбрать ниже.

Вы можете скрыть гармоники обмотки определенной схемы обмотки, щелкнув соответствующую метку, расположенную справа от диаграммы. Используйте колесо мыши, чтобы увеличить диаграмму.

Индуктивность якоря — обзор

Как уже отмечалось, установившийся ток якоря зависит от небольшой разницы между обратной ЭДС. E и приложенное напряжение В . В приводе с питанием от преобразователя жизненно важно, чтобы ток оставался в безопасных пределах, в противном случае тиристоры или транзисторы (которые имеют очень ограниченную перегрузочную способность по току) будут разрушены, и это следует из уравнения.(3.8) что для предотвращения превышения номинального значения тока мы не можем позволить, чтобы V и E отличались более чем на IR , где I — номинальный ток.

Было бы неприемлемо, например, пытаться ввести все, кроме самого маленького постоянного тока. двигатели набирают обороты простым включением номинального напряжения. В рассмотренном ранее примере номинальное напряжение составляет 500 В, а сопротивление якоря — 1 Ом. В состоянии покоя задний ЭДС. равен нулю, и, следовательно, начальный ток будет 500/1 = 500 А, или в 25 раз больше номинального тока! Это приведет к выходу из строя тиристоров преобразователя питания (и / или перегоранию предохранителей).Очевидно, что начальное напряжение, которое мы должны приложить, намного меньше 500 В; и если мы хотим ограничить ток до номинального значения (20 А в примере), необходимое напряжение будет 20 × 1, то есть всего 20 вольт. По мере увеличения скорости обратная ЭДС. повышается, и для поддержания полного тока V также необходимо увеличивать, чтобы разница между V и E оставалась постоянной на уровне 20 В. Конечно, двигатель не будет ускоряться почти так быстро, когда ток будет контролироваться, как если бы мы включили полное напряжение и позволили току течь так, как нам заблагорассудится.Но это цена, которую мы должны заплатить, чтобы защитить конвертер.

Аналогичные трудности с выбросом тока возникают, если нагрузка на двигатель внезапно увеличивается, потому что это приведет к замедлению двигателя с последующим падением E. В некотором смысле мы приветствуем падение E, потому что именно это вызывает увеличение тока, необходимого для питания дополнительной нагрузки, но, конечно, мы хотим, чтобы ток увеличивался только до своего номинального значения: после этой точки мы должны быть готовы уменьшить V, чтобы предотвратить чрезмерный ток.

Решение проблемы сверхтоков заключается в обеспечении ограничения тока с обратной связью как неотъемлемой части двигателя / привода. Ток двигателя измеряется, и напряжение В автоматически регулируется так, чтобы номинальный ток не превышался постоянно, хотя обычно допускается превышение номинального тока в 1,5 раза в течение 60 с. Мы обсудим текущий контур управления в главе 4.

3.5.1 Динамическое поведение и постоянные времени

Использование терминов «всплеск» и «внезапный» в приведенном выше обсуждении, несомненно, создало впечатление, что изменения в ток или скорость двигателя могут иметь место мгновенно, в то время как на самом деле всегда необходимо конечное время для изменения того и другого.(Если ток изменяется, то изменяется и энергия, запасенная в индуктивности якоря; а если изменяется скорость, изменяется и кинетическая энергия вращения, запасенная в инерции. Для того, чтобы любое из этих изменений произошло в нулевое время, необходимо, чтобы там быть импульсом бесконечной мощности, что явно невозможно.)

Теоретическое рассмотрение переходной динамики постоянного тока машина проще, чем любой другой тип электродвигателя, но, тем не менее, выходит за рамки наших возможностей. Однако стоит суммировать основные характеристики динамического поведения и подчеркнуть тот факт, что все происходящие переходные изменения определяются только двумя постоянными времени.Первым (и наиболее важным с точки зрения пользователя) является электромеханическая постоянная времени, которая определяет способ установления скорости на новый уровень после возмущения, такого как изменение напряжения якоря или момента нагрузки. Вторая — это электрическая (или якорная) постоянная времени, которая обычно намного короче и определяет скорость изменения тока якоря сразу после изменения напряжения якоря.

Когда двигатель работает, есть два «входа», которые мы можем внезапно изменить, а именно приложенное напряжение и крутящий момент нагрузки.При изменении любого из этих параметров двигатель переходит в переходный период перед установкой в ​​новое установившееся состояние. Оказывается, что если мы пренебрегаем индуктивностью якоря (т. Е. Принимаем постоянную времени якоря равной нулю), переходный период характеризуется экспоненциальными характеристиками первого порядка по скорости и току. Это предположение справедливо для всех двигателей, кроме самых больших. Мы получили аналогичный результат, когда рассмотрели примитивный линейный двигатель в главе 1 (см. Рис. 1.16).

Например, если бы мы внезапно увеличили напряжение якоря двигателя без трения и без нагрузки с В 1 до В 2 , его скорость и ток изменились бы, как показано на рис.3.11.

Рис. 3.11. Ответ d.c. двигатель на ступенчатое увеличение напряжения якоря.

Немедленное увеличение тока (потому что мы проигнорировали индуктивность), отражающее тот факт, что приложенное напряжение внезапно превышает обратную ЭДС; увеличенный ток создает больший крутящий момент, и, следовательно, двигатель ускоряется; увеличение скорости сопровождается увеличением обратной ЭДС, поэтому ток начинает падать; и процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнута новая установившаяся скорость, соответствующая новому напряжению.В этом конкретном случае установившийся ток равен нулю, потому что мы предположили, что нет трения или момента нагрузки, но форма динамического отклика была бы такой же, если бы была начальная нагрузка или если бы мы внезапно изменили нагрузка.

Выражение, описывающее ток как функцию времени ( t ), имеет следующий вид: —

(3.11) i = V2 − V1Re − tτ

Выражение для изменения скорости аналогично, зависимость от времени снова показывает экспоненциальный переходный член, e − tτ.Значение постоянной времени ( τ ) показано на рис. 3.11. Если начальный градиент графика текущего времени проецируется, он пересекает конечное значение через одну постоянную времени. Теоретически для стабилизации отклика требуется бесконечное время, но на практике переходный процесс обычно считается завершенным примерно через 4 или 5 постоянных времени. Мы отмечаем, что переходная характеристика очень удовлетворительна: как только напряжение увеличивается, ток немедленно увеличивается, чтобы обеспечить больший крутящий момент и начать ускорение, но ускоряющий крутящий момент постепенно уменьшается, чтобы обеспечить плавный переход к новой целевой скорости.К счастью, поскольку система является системой первого порядка, нет никаких предположений о колебательном отклике с выбросами.

Анализ показывает взаимосвязь между постоянной времени и параметрами двигателя / системы как

(3.12) τ = RJk2

, где R — сопротивление якоря, Дж — полная инерция вращения двигателя плюс нагрузка, и k — постоянная двигателя (уравнения 3.3 и 3.4). Уместность термина «электромеханическая постоянная времени» должна быть ясна из уравнения.(3.12), поскольку τ зависит от электрических параметров ( R и k ) и механического параметра, J. Тот факт, что при удвоении инерции постоянная времени удвоится и переходные процессы будут в два раза дольше, вероятно, следовало ожидать, но влияние параметров двигателя R и k , вероятно, не так очевидно.

Электрическая постоянная времени или постоянная времени якоря определяется обычным образом для цепей серии L , R , т.е.е.

(3,13) τa = LR

Если бы мы держали ротор постоянного тока двигатель неподвижен и подает на якорь ступенчатое напряжение В, , ток будет экспоненциально расти до конечного значения В / R с постоянной времени τ a .

Если бы мы всегда применяли чистый постоянный ток напряжение на двигатель, мы, вероятно, хотели бы, чтобы τ a было как можно короче, чтобы не было задержки нарастания тока при изменении напряжения.

Но, учитывая, что большинство двигателей питаются формами волны напряжения, которые далеки от плавности (см. Главу 2), мы на самом деле довольно рады обнаружить, что из-за индуктивности и связанной с ней постоянной времени форма волны тока (и, следовательно, крутящего момента) более гладкие, чем форма волны напряжения. Так что неизбежное присутствие индуктивности якоря оказывается (в большинстве случаев) замаскированным благом.

До сих пор мы рассматривали две постоянные времени, как если бы они не были связаны по влиянию, которое они оказывают на ток.Мы начали с электромеханической постоянной времени, предполагая, что постоянная времени якоря равна нулю, и увидели, что доминирующее влияние на ток во время переходного процесса оказывала двигательная ЭДС. Затем мы исследовали ток, когда ротор был неподвижен (так, чтобы ЭДС движения была равна нулю), и увидели, что рост или спад тока определяется индуктивностью якоря, проявляющейся через постоянную времени якоря.

На самом деле обе постоянные времени влияют на ток одновременно, и картина более сложная, чем мы предполагали, поскольку система фактически является системой второго порядка.Однако хорошая новость заключается в том, что для большинства двигателей и большинства целей мы можем воспользоваться преимуществом того факта, что постоянная времени якоря намного короче, чем постоянная времени электромеханизма. Это позволяет нам аппроксимировать поведение, отделив относительно быстрые «электрические переходные процессы» в цепи якоря от гораздо более медленных «электромеханических переходных процессов», которые очевидны пользователю. С точки зрения последнего, интерес может представлять только электромеханический переходный процесс.

Формулы и уравнения для генератора постоянного тока

Формулы для генераторов постоянного тока и шунтирующих генераторов и уравнения КПД, мощности и ЭДС

Следующие основные формулы и уравнения генератора постоянного тока можно использовать для проектирования, упрощения и анализа основных схем генератора для определения мощности, КПД, напряжения и тока, генерируемой ЭДС, крутящего момента, потерь и т. Д.

Шунтирующий генератор:
Напряжение на клеммах:

V = E a — I a R a

Где

Ток на клеммах:

I a = I f + I L

где I f ток возбуждения & I L ток нагрузки

Ток поля:

I f = V / R sh

Где

  • I f — ток возбуждения
  • R sh — сопротивление поля шунта

Уравнение ЭДС для генератора постоянного тока:

ЭДС, генерируемая на проводник в генераторе постоянного тока, составляет:

Где

  • Z = количество проводников
  • P = количество полюсов
  • N = Скорость ротора в об / мин
  • A = количество параллельных путей

ЭДС, генерируемая на пути для волновой обмотки и намотки;

Итак, обобщенное уравнение для генерируемой ЭДС генератора постоянного тока:

E г = kΦω

Где

  • K = ZP / 2πA = постоянная машины постоянного тока
  • ω = 2πN / 60 = угловая скорость в рад в секунду

Похожие сообщения:

Крутящий момент генератора постоянного тока:

крутящий момент генератора прямо пропорционален току якоря и определяется выражением:

T = k f ΦI a

Где

  • K f — константа на основе конструкции машины
  • Φ — магнитный поток
  • ω — угловая скорость


Где N — скорость вращения в минуту (об / мин)

Вырабатываемая мощность и мощность нагрузки

Мощность, вырабатываемая шунтирующим генератором, определяется по формуле:

P г = ωT = E a I a

пол. л. = VI л.

Где I L — ток нагрузки

Генератор серии

:
Напряжение на клеммах:

V = E a — (I a R a + I a R se )

V = E a — I a (R a + R se )

Где

  • E a — индуцированное напряжение якоря
  • I a — ток якоря
  • R a — сопротивление якоря
  • R se — последовательное сопротивление поля

Последовательный ток возбуждения равен току якоря;

I a = I se

Индуцированное напряжение и крутящий момент якоря:

Наведенное напряжение якоря E a пропорционально скорости и току якоря, тогда как крутящий момент T последовательного генератора прямо пропорционален квадрату тока якоря и определяется выражением:

E a = k f ΦωI a

T = k f Φ I a 2

Где

  • K f — константа на основе конструкции машины
  • Φ — магнитный поток
  • ω — угловая скорость


Где N — скорость вращения в минуту (об / мин)

Вырабатываемая мощность и мощность нагрузки

Мощность, вырабатываемая последовательным генератором, определяется по формуле:

P г = ωT = E a I a

пол. л. = VI л.

Где I L — ток нагрузки

Входная мощность :

P дюйм = ωT

Где

  • ω — угловая скорость якоря
  • T — прилагаемый крутящий момент
Преобразованная мощность:

P con = P in — Параллельные потери — механические потери — потери в сердечнике

P на = E на I на

Где

  • E a — индуцированное напряжение
  • I a — ток якоря
Выходная мощность

P out = P con — Электрические потери (I 2 R)

P из = VI L

Где

  • В — напряжение на зажимах
  • I L — ток нагрузки

КПД генератора постоянного тока:

Механический КПД:

Похожие сообщения:

Электрический КПД:

Общая эффективность:


Где

  • P out — полезная выходная мощность
  • P a — потери в меди якоря
  • P f — полевые потери меди
  • P k — постоянные потери, которые содержат потери в сердечнике и механические потери
Максимальная эффективность:

КПД генератора постоянного тока Максимальный, когда;

Переменная потеря мощности = Постоянная потеря мощности

Потери меди = потери в сердечнике и механические потери

Потери в меди (I 2 R), такие как потери в якорях и полях в меди, являются переменными потерями, потому что они зависят от тока.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.