Poznámky k elektromotorům

Obvod se střídavým proudem (značení: vlnovka ~, AC - alternating current).

Hodnoty veličin: $$ \begin{align} u_1 &= U_m {\rm sin} (\omega t) \\ u_2 &= U_m {\rm sin}\left( \omega t - {2 \over 3}\pi \right) \\ u_3 &= U_m {\rm sin}\left( \omega t + {2 \over 3}\pi \right) = U_m {\rm sin}\left( \omega t - {4 \over 3}\pi \right) \end{align} $$ kde úhlová frekvence $ \omega = { {\rm d}\varphi \over {\rm d}t} = { 2\pi \over T} = 2 \pi f $.

Z jiného pohledu:

Výkony. Účiník $ {\rm cos}\varphi $ určuje účinnost přenosu elektrické energie. Na štítku elektromotoru se udává výkon mechanický na hřídeli ($=P_2$, podstatný pro praktické využití motoru pro připojení strojních součástí), tj. pro určení elektrického výkonu je třeba uvažovat účinnost $\eta$ (někdy se udává v procentech, pro užití ve vzorcích tedy vydělit stem) jako poměr výkonu ($P_2$) a příkonu ($P_1$): $$ \eta = { P_{mech.} \over P} = {P_2 \over P_1} $$ Výkon jedné fáze $$ P_f = U_f I_f {\rm cos}\varphi $$ Celkový výkon všech tří fází: $$ P = 3 P_f $$ Pro zapojení do trojúhelníku $ \Delta $ platí $ U_s = U_f $ a $ I_s = I_f \sqrt{3} $.
Pro zapojení do hvězdy Y platí $ U_s = U_f \sqrt{3} $ a $ I_s = I_f $.
Celkový výkon pak vždy (nezávisle na zapojení, je jedno, který člen přispěje tou odmocninou) $$ P = \sqrt{3} \, U I \, {\rm cos}\varphi $$ Příklady hodnot u 4" ponorných asynchronních dvoupolóvých převinutelných motorů PM technology (24 drážek statoru, max. 30 startů za hodinu):
TypP2 [HP]P2 [kW]U [V]fIn [A] Iavv [A]rpmcos φη [%]C [μF] thrust [N]délka A [mm]m [kg]kabel [mm²]délka [m]
4OM-S0500,50,3723013,61228100,8752202000311,36,454x1,51,7
4OM-S0750,750,5523014,716,528100,8857252000331,37,24x1,51,7
4OM-S10010,7523015,918,928250,962352000356,38,454x1,51,7
4OM-S1501,51,123018,326,228400,9164402000386,310,24x1,51,7
4OM-S20021,5230110,73528450,9366602000436,311,654x1,51,7
4OM-S30032,2 230115,2 4728200,93 6780 2000481,314,9 4x1,51,7
300050515,1
4OM-S40043230120,4862850 0,9472905000699,524,154x22,7
4OM-S50053,7230124,5952810 0,9573100 + 250 / 3005000699,524,15 4x22,7
4OM-S5505,54230126,2104 28400,9375120 + 250 / 3005000799,5 28,954x22,7
4OM-T0500,50,37 400 3 1,85,828500,5458 - 2000311,36,454x1,51,7
2302,28,928550,7557
4OM-T0750,750,55 4003 2828350,6563 - 2000331,37,24x1,51,7
2303,413,528300,7062
4OM-T10010,75 40032,59,428250,7763 -2000356,3 8,454x1,5 1,7
2304,115,528200,7462
4OM-T1501,51,1 40033,415,528250,6968 -2000371,3 9,354x1,51,7
2305,92528250,6868
4OM-T20021,5 40034,81828350,6371 -2000386,310,2 4x1,51,7
2308,227,528300,6470
4OM-T30032,2 40036,139,5 28100,6972 - 2000436,311,654x1,51,7
300045011,9
4OM-T30032,2 230310,639,5 28150,7072- 2000436,311,65 4x1,51,7
300045011,9
4OM-T40043 40037,139,528350,6975 -3000481,314,9 4x1,51,7
23012,839,528300,8175
4OM-T5505,54 40039,249,5 28450,8376 - 500050515,14x2 2,7
23015,68628400,8376
4OM-T7507,55,5 400 3 11,76428350,8679- 5000699,524,65 4x22,7
23022,710928250,7879
4OM-T1000107,5400 316,488 28400,8181-5000799,528,95 4x22,7
[zdrojPDF]

Všechny trojfázové varianty na 230 V mají zapojení do trojúhelníku, na 400 V do hvězdy. Všechny tři fáze měřeny ampérmetrem: je-li motor v pořádku souměrný, na všech třech vyletí hodnota na In.

Poznámka: Iavv = rozběhový proud: the starting current "Iavv" to which a value of about 7.2x Ie is assigned in compliance with the Std. IEC 60947-4-1 and which represents the required current during starting persisting during the starting time, dle: PDF

Tabulka s referenčními účiníky, účinnostmi a proudy pro trojfázové motory s otáčkami 1500 min−1.

Online simulátor elektrických obvodů: zdroje do hvězdy + zátěž do trojúhelníku

Motor PM technology 1,1 kW, 3 fáze 400 V do hvězdy, 3,4 A, účinnost 68 %, ovšem se špatně uvedeným účiníkem na štítku (cos φ 0,79; má být 0,69): [fotografie: ponorný elektromotor PM technology 1,1 kW 3f 400 V] Mezi fázemi naměřen činný odpor 14,3 Ω.

Měření izolačního odporu: žralok na žlutozelený PE, na stupnici R3 1000V, přiložit na libovolnou fázi a zmáčknout. +Odpor mezi jednotlivými fázemi.

Motor PM technology 550 W, 230 V při normálním zapojení na volno postavený na stole bere cca 4,5 A (směr otáčení je při pohledu shora na spojku motoru proti směru hodinových ručiček), při zapojení kondenzátoru na hlavní cívku (místo pomocné) bere cca 1,6 A a točí se opačně (po směru hodinových ručiček).

Přehled a zapojení motorů.

      odpor na cestě: nulák - AUX (=pomocná) = Ra
      odpor           nulák - MAIN (=hlavní) = Rm

      Ra > Rm

      odpor na cestě: AUX - MAIN = R = Ra + Rm

         AUX
          o----------12
          |          |
        19|          |
          |    7     |
          o----------o
        MAIN       nulák

    

31.10.2017
Zcela nový ponorný asynchronní trojfázový indukční motor Noria TMZ 90/2 (k čerpadlu TERCA-80-16-N3). Předpokládám vnitřní zapojení do hvězdy(?). Na štítku psáno "příkon" 1,1 kW, 2850 ot./min., In = 2,8 A, U 400 V, 50 Hz, SN 005537, max. 35 °C, max. ponor 30 m.
S 1 metrem přívodního kabelu měřeno mezi všemi fázemi (černá, hnědá, šedá) přesně stejné hodnoty:
R = 9,8 Ω
C = −5,09 μF
L = 59,5 mH
Po připojení kabelu H07RN-F 4G1.5 o délce 22,2 m se zvýšil činný odpor na 10,6 Ω. Ostatní hodnoty zůstaly v podstatě nezměněné.

10.11.2017
Zcela nový povrchový asynchronní jednofázový indukční motor čerpadla SAER M/99-AQ. 24 drážek, 2 póly. Na štítku 0,75 kW, 1 HP, 2850 ot./min., In = 5,2 A, U 230 V, 50 Hz, SN 3540944 L, 16 μF, Vc 450, IP 44, P1 = 1,1 kW, S1.
Hodnoty na hlavní cívce:
R = 5 Ω
C = −10,26 μF
L = 30 mH
Hodnoty na pomocné cívce:
R = 13 Ω
C = −3,85 μF
L = 82,5 mH
[nákres: hodnoty R L C na vývodech ve svorkovnici elektromotoru čerpadla SAER M/99-AQ, 230V, 750W]