Jak určit otáčky rotoru?

Otáčky rotoru asynchronního elektromotoru jsou důležitým parametrem pro sledování provozu a optimalizaci výrobních procesů. Umožňuje určit rychlost otáčení hřídele, což zase umožňuje vypočítat mnoho dalších důležitých parametrů, jako je točivý moment a provozní účinnost.

Existuje několik způsobů, jak měřit rychlost rotoru asynchronního motoru. Jednou z nejběžnějších metod je použití otáčkoměru, který měří otáčky přímo na hřídeli motoru. Dalším způsobem je použití frekvenčního měřiče, který měří otáčky pomocí signálu generovaného za chodu motoru.

Pro výpočet rychlosti rotoru asynchronního motoru existuje speciální vzorec. Vychází ze znalosti konstrukce a principu činnosti motoru. Pro přesné výsledky se však doporučuje používat specializované vybavení a dodržovat všechna nezbytná bezpečnostní opatření.

Jaká je rychlost rotoru asynchronního motoru

Rychlost rotoru indukčního motoru je rychlost, kterou se rotor otáčí kolem své osy. Jedná se o důležitý parametr, který umožňuje vyhodnotit provoz motoru a jeho účinnost.

Rychlost rotoru souvisí s frekvencí synchronního pole, které se vytváří ve statoru motoru. Typicky je frekvence synchronního pole určena frekvencí napájecího proudu sítě, ke které je motor připojen. Vzhledem k přítomnosti ztrát a zatížení jsou však otáčky rotoru vždy o něco nižší než frekvence synchronního pole.

Rychlost rotoru se měří v otáčkách za minutu (rpm) nebo v radiánech za sekundu (rad/s). Otáčky rotoru mohou být konstantní nebo se mohou měnit v závislosti na provozních podmínkách motoru.

Přesné otáčky rotoru lze určit pomocí speciálních přístrojů, jako jsou otáčkoměry nebo enkodéry. Otáčkoměr je zařízení, které měří otáčky motoru určením počtu otáček v určitém časovém intervalu. Kodér je elektronický snímač, který zaznamenává polohu rotoru a umožňuje určit rychlost jeho otáčení.

Rychlost rotoru lze také vypočítat pomocí matematického vzorce, pokud jsou známy parametry motoru, jako je počet pólových párů a frekvence napájení. Vzorec pro výpočet otáček rotoru bude záviset na typu motoru a jeho vlastnostech.

• n – otáčky rotoru (ot./min)
• f – frekvence napájení (Hz)
• p – počet pólových párů
• s – skluz (relativní hodnota, měřeno v jednotkách)

Otáčky rotoru indukčního motoru hrají důležitou roli v jeho provozu a lze je použít k řízení a ladění motoru podle požadovaného výkonu a energetické účinnosti.

Jak určit otáčky rotoru asynchronního motoru: možnosti měření

Pro určení rychlosti rotoru asynchronního motoru existuje několik možností měření, které lze použít v závislosti na dostupných prostředcích a provozních podmínkách.

Jedním z nejjednodušších způsobů měření rychlosti rotoru indukčního motoru je použití otáčkoměru. Otáčkoměr je speciální zařízení, které měří rychlost otáčení rotoru v otáčkách za minutu (RPM). Jedná se o velmi pohodlný a přesný způsob měření, ale vyžaduje speciální vybavení.

Druhou možností měření je použití frekvenčního měřiče. Měřič frekvence je zařízení, které měří elektrickou frekvenci střídavého proudu. Pro měření otáček rotoru asynchronního motoru je nutné k vinutí statoru motoru připojit frekvenční měřič. Tato metoda je také docela přesná, ale vyžaduje speciální vybavení.

Třetí možností měření je použití kleští pro měření otáček rotoru asynchronního motoru. Kleště je jednoduché a cenově dostupné zařízení, které umožňuje měřit elektromagnetická pole. Pro měření otáček rotoru asynchronního motoru je nutné nainstalovat svorku poblíž statoru motoru a sledovat změnu pole při otáčení rotoru. Tato metoda je méně přesná, ale lze ji použít v podmínkách, kdy není přístup ke speciálnímu vybavení.

Všechny tyto možnosti měření umožňují určit otáčky rotoru asynchronního motoru a tím sledovat jeho provoz a konfigurovat automatizační procesy.

Jak změřit otáčky rotoru asynchronního motoru pomocí frekvenčního měniče

Měřič frekvence je zařízení, které umožňuje měřit frekvenci signálu. Pro měření otáček rotoru asynchronního motoru je ke svorkám vinutí statoru nebo svorkám řídicí elektroniky motoru připojen měřič frekvence.

Proces měření rychlosti pomocí frekvenčního měřiče obvykle zahrnuje následující kroky:

1. Připravte asynchronní motor k měření. Ujistěte se, že motor běží normálně, a pokud již není zastaven, zastavte jej.
2. Připojte měřič frekvence k asynchronnímu motoru. Ujistěte se, že připojení jsou správná a bezpečná.
3. Zapněte měřič frekvence a vyberte režim měření frekvence (obvykle režim „Frequency“ nebo „Hertz“).
4. Spusťte asynchronní motor, například pomocí startéru nebo startovacího tlačítka. Rotor se začne otáčet.
5. Displej měřiče frekvence zobrazí aktuální otáčky rotoru indukčního motoru v hertzech (Hz). Tato hodnota může být zaznamenána pro další zpracování nebo analýzu.

Je důležité si uvědomit, že měření rychlosti otáčení pomocí frekvenčního měřiče poskytuje informaci o rychlosti rotoru, která souvisí s frekvencí napájecího napětí a počtem pólových párů asynchronního motoru. Pro získání přesnějších výsledků a stanovení mechanického zatížení motoru je však možné použít i jiné metody měření, například pomocí otáčkoměru nebo enkodéru.

Vzorec pro určení otáček rotoru asynchronního motoru

Chcete-li určit rychlost rotoru asynchronního motoru, můžete použít následující vzorec:

Symbol	Označení	Jednotka
N	Frekvence otáčení	ot / min
f	Frekvence síťového napájení	Hertz (Hz)
p	Počet párů pólů	–

Vzorec pro určení rychlosti rotoru asynchronního motoru je tedy:

N = (120*f)/p

• N je rychlost rotoru vyjádřená v otáčkách za minutu (ot/min);
• f je frekvence napájecího napětí, vyjádřená v hertzech (Hz);
• p je počet pólových párů asynchronního motoru.

Tento vzorec umožňuje určit otáčky rotoru asynchronního motoru na základě známých parametrů – frekvence napájecího napětí a počtu pólových párů. Tento přístup je založen na zákonu synchronismu, který popisuje vztah mezi frekvencí napájecího napětí a rychlostí rotoru.

Jak zkontrolovat rychlost rotoru indukčního motoru: pomocí stetoskopu

Chcete-li provést takovou kontrolu, musíte provést následující kroky:

1. Nainstalujte asynchronní motor v provozním režimu.
2. Umístěte stetoskop na kryt motoru nebo kryt na zadní straně motoru.
3. Poslouchejte zvuky vydávané motorem. Rychlost rotoru bude odpovídat zvukům, které slyšíte.

Je však třeba mít na paměti, že používání stetoskopu může být nebezpečné, zejména při práci s elektrickými zařízeními. Proto se doporučuje přijmout preventivní opatření a kontaktovat odborníka, pokud v této oblasti nemáte dostatečné zkušenosti nebo znalosti.

Jak určit mechanické otáčky rotoru asynchronního motoru: metody

1. Metoda pomocí fotosenzoru

Jednou z hlavních metod měření mechanické rychlosti rotoru indukčního motoru je použití fotosenzoru. Tato metoda je založena na principu stanovení počtu otáček za sekundu měřením časového intervalu mezi rotorem zakrývajícím speciální světelný senzor.

Pro provádění měření pomocí fotosenzoru je nutné umístit senzor v určité vzdálenosti od osy otáčení rotoru. Poté pomocí speciálního vybavení nastartujte motor a nakonfigurujte fotosenzor tak, aby zaznamenal každý průchod světelného paprsku kolem senzoru. Když se rotor začne otáčet, fotosenzor zaznamená přesahy světelného paprsku a jejich počet bude odpovídat počtu otáček za sekundu.

2. Metoda využívající akcelerometr vibrací

2. Metoda využívající akcelerometr vibrací

Druhý způsob stanovení mechanické rychlosti rotoru lze provést pomocí akcelerometru vibrací. Toto zařízení je určeno k měření vibrací a v tomto případě může být použito pro měření zrychlení způsobeného rotací rotoru asynchronního motoru.

Pro měření mechanických otáček pomocí vibračního akcelerometru je nutné namontovat zařízení na skříň motoru tak, aby zaznamenávalo hlavní vibrace způsobené otáčením rotoru. Když motor nastartuje, akcelerometr vibrací zaznamená údaje o vibracích a zrychlení, z nichž lze určit mechanickou rychlost rotoru.

Zpravidla se pro získání přesnějších údajů doporučuje používat specializované přístroje a zařízení, které umožňují měření s vysokou přesností. Rovněž stojí za zvážení, že výsledky obou metod mohou být chybné a vyžadovat kalibraci a následné zpracování dat pro získání přesnějšího výsledku.

Jak používat elektronická zařízení k měření rychlosti rotoru indukčního motoru

Měření otáček rotoru asynchronního motoru je důležité pro sledování pracovního procesu a optimalizaci jeho účinnosti. K tomu můžete použít různá elektronická zařízení určená speciálně pro měření a řízení otáčení rotoru.

Jedním z nejběžnějších způsobů měření rychlosti rotoru je použití tachometru. Otáčkoměr je elektronické zařízení, které měří rychlost otáčení rotoru detekcí periodických pulzů generovaných určitými měřicími prvky, jako je optický senzor nebo magnetický senzor.

Chcete-li měřit otáčky rotoru asynchronního motoru pomocí otáčkoměru, musíte správně nainstalovat snímač otáčkoměru na motor a připojit jej k zařízení. Otáčkoměr pak automaticky rozpozná pulsy a zobrazí otáčky rotoru na svém displeji nebo odešle data do počítače nebo jiného zařízení.

Dalším způsobem měření rychlosti rotoru asynchronního motoru je použití elektronických zařízení na principu indukčnosti. Taková zařízení měří změnu indukčnosti v závislosti na rychlosti rotoru. Připojením takového zařízení k motoru lze získat přesné a spolehlivé měření rychlosti.

Je důležité si uvědomit, že pro správné používání elektronických zařízení pro měření otáček rotoru indukčního motoru je nutné dodržovat pokyny výrobce a správně nakonfigurovat zařízení pro konkrétní parametry motoru.

Příklad určení otáček rotoru asynchronního motoru

K určení rychlosti rotoru asynchronního motoru lze použít několik metod. Uvažujme jeden příklad založený na měření počtu otáček rotoru za určité časové období.

Nejprve musíte nainstalovat snímač rychlosti na rotor motoru. Senzor může být mechanický, optický nebo magnetický. Tento příklad předpokládá použití magnetického senzoru.

Po instalaci senzoru a jeho připojení k měřicímu zařízení nebo počítači je potřeba nastavit rozsah měření a zahájit proces měření.

Dále byste měli nastavit určité časové období, během kterého se budou měřit otáčky rotoru. Může to být například 1 minuta.

Během zadaného časového období bude snímač zaznamenávat každé otočení rotoru a přenášet tato data do zařízení nebo počítače ke zpracování.

Po dokončení měření je nutné analyzovat získaná data a určit průměrný počet otáček rotoru za zadané časové období.

K určení rychlosti rotoru pak můžete použít následující vzorec:

• ω – rychlost rotoru (v radiánech za sekundu)
• N – průměrný počet otáček rotoru za zadanou dobu
• π – matematická konstanta “pi”

Takže když znáte průměrný počet otáček rotoru a dosadíte jej do vzorce spolu s nezbytnými konstantami, můžete určit rychlost rotoru asynchronního motoru v radiánech za sekundu.

Navíc, pokud chcete vyjádřit rychlost rotoru v otáčkách za minutu, můžete použít následující vzorec:

• N_min — rychlost rotoru (v otáčkách za minutu)
• N – průměrný počet otáček rotoru za zadanou dobu
• t – časové období (v sekundách)

Pomocí těchto jednoduchých vzorců a měřením počtu otáček rotoru za určitý časový interval můžete určit rychlost rotoru asynchronního motoru.

Při návrhu zařízení je nutné znát otáčky elektromotoru. Pro výpočet rychlosti otáčení existují speciální vzorce, které se liší pro AC a DC motory.

Synchronní a asynchronní elektrické stroje

Existují tři typy střídavých motorů: synchronní, úhlová rychlost rotoru se shoduje s úhlovou frekvencí magnetického pole statoru; asynchronní – v nich rotace rotoru zaostává za rotací pole; komutátorové motory, jejichž konstrukce a princip činnosti jsou podobné stejnosměrným motorům.

Synchronní rychlost

Rychlost otáčení střídavého elektrického stroje závisí na úhlové frekvenci magnetického pole statoru. Tato rychlost se nazývá synchronní. U synchronních motorů se hřídel otáčí stejnou rychlostí, což je výhoda těchto elektrických strojů.

K tomu má rotor vysoce výkonných strojů vinutí, na které je aplikováno konstantní napětí, vytvářející magnetické pole. U zařízení s nízkým výkonem jsou do rotoru vloženy permanentní magnety nebo jsou zde výrazné póly.

Uklouznutí

U asynchronních strojů je počet otáček hřídele menší než synchronní úhlová frekvence. Tento rozdíl se nazývá skluz “S”. Díky klouzání se v rotoru indukuje elektrický proud a hřídel se otáčí. Čím větší S, tím vyšší točivý moment a nižší otáčky. Pokud však skluz překročí určitou hodnotu, elektromotor se zastaví, začne se přehřívat a může selhat. Rychlost otáčení takových zařízení se vypočítá pomocí vzorce na obrázku níže, kde:

• n – počet otáček za minutu,
• f – frekvence sítě,
• p – počet pólových párů,
• s – skluz.

Vzorec pro výpočet otáček asynchronního motoru

Existují dva typy takových zařízení:

• S rotorem nakrátko. Vinutí v něm je během výrobního procesu odlito z hliníku;
• S navinutým rotorem. Vinutí jsou vyrobena z drátu a jsou připojena k přídavným odporům.

Ovládání rychlosti

Během provozu je nutné upravit rychlost elektrických strojů. To se provádí třemi způsoby:

• Zvýšení dodatečného odporu v obvodu rotoru elektromotorů s vinutým rotorem. Pokud je nutné výrazně snížit rychlost, je možné připojit ne tři, ale dva odpory;
• Připojení dalších odporů v obvodu statoru. Slouží ke spouštění vysoce výkonných elektrických strojů a k regulaci otáček malých elektromotorů. Například rychlost stolního ventilátoru lze snížit zapojením žárovky nebo kondenzátoru do série. Stejného výsledku se dosáhne snížením napájecího napětí;
• Změna frekvence sítě. Vhodné pro synchronní i asynchronní motory.

Varování! Rychlost otáčení komutátorových elektromotorů pracujících ze sítě střídavého proudu nezávisí na frekvenci sítě.

DC motory

Kromě střídavých strojů existují elektromotory napojené na stejnosměrnou síť. Rychlost takových zařízení se počítá pomocí zcela odlišných vzorců.

Jmenovitá rychlost otáčení

Rychlost stejnosměrného stroje se vypočítá pomocí vzorce na obrázku níže, kde:

• n – počet otáček za minutu,
• U – síťové napětí,
• Rya a Iya – odpor a proud kotvy,
• Ce – konstanta motoru (v závislosti na typu elektrického stroje),
• Ф – magnetické pole statoru.

Tyto údaje odpovídají jmenovitým hodnotám parametrů elektrického stroje, napětí na budícím vinutí a kotvě nebo kroutícímu momentu na hřídeli motoru. Jejich změna umožňuje upravit rychlost otáčení. Ve skutečném motoru je velmi obtížné určit magnetický tok, proto se výpočty provádějí pomocí proudu protékajícího budicím vinutím nebo napětím kotvy.

Vzorec pro výpočet rychlosti stejnosměrného motoru

Rychlost komutátorových střídavých motorů lze zjistit pomocí stejného vzorce.

Regulace rychlosti

Regulace otáček elektromotoru pracujícího ze stejnosměrné sítě je možná v širokém rozsahu. Je možné ve dvou rozsazích:

1. Nahoru od jmenovitého. K tomu je magnetický tok snížen pomocí přídavných odporů nebo regulátoru napětí;
2. Dolů od par. K tomu je nutné snížit napětí na kotvě elektromotoru nebo s ním zapojit do série odpor. Kromě snížení otáček se to provádí při spouštění elektromotoru.

Při navrhování a nastavování zařízení je nutné vědět, jaké vzorce se používají k výpočtu rychlosti otáčení elektromotoru.

Video