Что такое холостой ток двигателя

Что такое холостой ток двигателя

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Ток — холостой ход — асинхронный двигатель

Ток холостого хода асинхронных двигателей достигает 20 — 40 % от номинального тока статора ( / 0 0 2 — 0 4 / IH), между тем как у трансформаторов ток / 0 составляет всего 2 5 — 10 % от / IH. Повышенное значение тока холостого хода асинхронной машины обуслоь-лено наличием воздушного зазора между статором и ротором. [1]

Ток холостого хода асинхронных двигателей достигает 20 — 40 % от номинального тока статора ( / 0 2 — 0 4 / IH), между тем как у трансформаторов ток / 0 составляет всего 2 5 — 10 % от / IH. Повышенное значение тока холостого хода асинхронной машины обусловлено наличием воздушного зазора между статором и ротором. [2]

Почему ток холостого хода асинхронного двигателя составляет 25 — 50 %, а у трансформатора 3 — 10 % от номинального тока. [3]

Почему ток холостого хода асинхронного двигателя составляет 25 — 50 %, а трансформатора — 3 — 10 % от номинального тока. [4]

Для определения активной составляющей тока холостого хода асинхронного двигателя необходимо предварительно вычислить: вес активной стали статора и магнитные потери в нем-для трехфазного асинхронного двигателя; вес стали статора и ротора и потери в них — для однофазного двигателя с беличьей клеткой и малоинерционного асинхронного двигателя с немагнитным полым ротором. [5]

Для определения активной составляющей тока холостого хода асинхронного двигателя необходимо предварительно вычислить: массу активной стали статора и магнитные потери в нем — для трехфазного асинхронного двигателя; массу стали статора и ротора и потери в них — для однофазного двигателя с беличьей клеткой и малоинерционного асинхронного двигателя с немагнитным полым ротором. [6]

Из-за большого магнитного сопротивления цепи с двумя воздушными зазорами ток холостого хода асинхронного двигателя значителен и является в основном реактивным током. [7]

Сопротивления Rm и Хт намагничивающего контура значительно меньше соответствующих значений для схемы замещения трансформатора, так как ток холостого хода асинхронного двигателя гораздо больше, чем у трансформатора. Если при рассмотрении работы трансформатора часто можно пренебречь намагничивающим контуром, то при рассмотрении работы асинхронного двигателя этого сделать нельзя, так как ошибка может получиться значительной. [8]

При повышении частоты и номинальном напряжении ток холостого хода и магнитный поток уменьшаются, а следовательно, снижается и вращающий момент. На рисунке 249 приведен график зависимости тока холостого хода асинхронного двигателя от частоты, который показывает, что уменьшение частоты влечет за собой резкое увеличение тока холостого хода. [10]

Ток холостого хода двигателя и потребляемая им реактивная мощность значительно возрастают в случае работы от сети с напряжением выше номинального. Поэтому во время эксплуатации необходимо следить за напряжением цеховых сетей и не допускать отклонения его от номинального. Величина тока холостого хода асинхронного двигателя возрастает также вследствие низкого качества ремонтных работ: неправильное соединение секций обмоток, изменение при перемотке обмоточных данных по сравнению с паспортными и увеличение величины воздушного зазора. [11]

Что такое холостой ток двигателя

РЕМОНТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ДОНЕЦК

Главная » Справочник ремонт электродвигателей » СРЕДНИЕ ЗНАЧЕНИЯ СИЛЫ ТОКА ХОЛОСТОГО ХОДА: » ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ [ Добавить статью ]

СРЕДНИЕ ЗНАЧЕНИЯ СИЛЫ ТОКА ХОЛОСТОГО ХОДА.

Средние значения силы тока холостого хода в процентах от номинальной при частоте вращения, об.мин.

Мощность двигателя, кВт
3000
1500
1000
750
600
500
0,1-0,5
60
75
85
90
95

0,6-1,0
50
70
75
80
85
90
1,1-5,0
45
65
70
75
80
85
5,1-10,0
40
60
65
70
75
80
10,1-25,0
30
55
60
60
70
75
25,1-50,0
20
50
55
55
65
65
50,1-100

40
45
50 55
60

Температура подшипников качения не должна превышать 100 °С, подшипников скольжения — 80 °С .
Воздушный зазор между статором и ротором, а также между полюсами и якорем (ротором) машин постоянного тока и синхронных оказывает существенное влияние на их эксплуатационные параметры (особенно асинхронных двигателей), где увеличение воздушного зазора приводит к увеличению тока холостого хода, уменьшению коэффициента мощности и КПД. Увеличение воздушного зазора на 1% вызывает возрастание тока холостого хода на 0,6% и снижение коэффициента мощности на 0,3%. Поэтому, если воздушный зазор ремонтируемого электродвигателя больше заводского, то перед ремонтом двигателя его обмоточные данные пересчитывают. Мощность такого электродвигателя после пересчета практически невозможно довести до паспортной, но она все же будет больше, чем при перемотке по старым обмоточным данным.
При резком увеличении воздушного зазора в мощных электродвигателях с короткозамкнутым ротором осуществляют механический ремонт ротора, при котором на поверхность наносят слой стали и обтачивают ротор до требуемого размера.

Воздушный зазор измеряют с двух противоположных торцов электродвигателя калибровочным щупом, который вводится через специальные или наблюдательные люки в торцевых щитах. С каждой стороны измерения производят в четырех точках, смещенных одна относительно другой на 90°. Зазор определяют как среднее арифметическое всех замеров.

В асинхронных двигателях нормируется также неравномерность зазора, которая определяется как отношение значения зазора в данной точке к его среднему значению. Отклонение не должно превышать 10%.

Некоторые электродвигатели не имеют люков в щитах. В этом случае зазор измеряют после их разборки. Ротор укладывают непосредственно на статор и замеряют зазор Oi напротив самой верхней части расточки статора. Затем ротор поворачивают на 90° и измеряют зазор .

Холостой ход инжекторного двигателя

Режим холостого хода определяется системой управления двигателем при следующем:

Закрыта дроссельная заслонка

Обороты двигателя меньше заданного уровня.

Этот уровень составляет плюс 25% к заданной частоте оборотов холостого хода. Заданная частота вращения коленчатого вала в режиме холостого хода определяется автоматически в зависимости от теплового состояния двигателя и скорости движения автомобиля.

Система выставляет специальный признак наличия холостого хода, этот признак отображается тестером.

К сожалению, в системе нет сигнала включения КПП, поэтому реально в этом режиме автомобиль может двигаться, если включена КПП, или двигаться по инерции, при выключенной КПП.

На сухом асфальте движение с включенной КПП и закрытым положением дроссельной заслонки может служить некоторым тестом работы двигателя и ее системы управления.

Движение в режиме холостого хода в небольшую горку на первой, второй и даже третьей передаче должно происходить плавно, без рывков, и не требовать нажатия на педаль дроссельной заслонки.

Движение автомобиля накатом на четвертой передаче при скорости ниже 50 км/час должно осуществляться без подергиваний.

Неисправности в системах зажигания и топливоподачи в этих режимах проявляются ощутимыми толчками при движении автомобиля.

Нас интересует режим холостого хода на остановившемся автомобиле, поскольку это основное состояния для диагностики и проверки системы управления — можно открыть капот, и «любоваться» работой системы управления.

Практически совсем нет станций технического обслуживания, где для проверки системы управления и двигателя можно создать ездовые режимы, поставив автомобиль на барабаны.

После проверки системы управления на станциях технического обслуживания, с подключением красивых приборов, часто можно слышать — «у Вас все в порядке по параметрам работы системы».

Но проблемы с расходом топлива, динамикой разгона, наличию рывков и провалов остаются. Что же можно проверить в системе управления на режиме холостого хода?

Первое — топливоподача. Легко убедиться в правильности работы насоса регулятора давления, цепей управления форсунками.

Можно сделать баланс форсунок специальным тестером и замерить допустимость их расходных характеристик. К дальнейшему поиску проблем с работой двигателя лучше приступать, когда есть уверенность в правильной работе системы топливоподачи.

Второе — система подачи питания на элементы ЭСУД.

Проверить напряжения бортовой сети, напряжение питания датчиков, срабатывание всех исполнительных элементов, проверить выходные напряжения с датчиков.

Для этого удобно иметь специальные приборы: разветвитель сигналов с блока управления, имитаторы датчиков, тестер форсунок и шагового мотора (ДСТ-6Т).

Третье — проверка работы системы зажигания. Опыт показывает, что все проблемы лежат в высоковольтной части этой системы: модуль зажигания, высоковольтные провода, свечи. Эта проверка должна проводиться при помощи специального высоковольтного пробника.

Четвертое — установка коэффициента коррекции СО, если машина не оборудована системой подавления токсичности: L-зонд, нейтрализатор, адсорбер.

Функционально, коэффициент коррекции СО нужно выставлять по показаниям газоанализатора. Для устойчивой работы двигателя на режиме холостого хода можно обойтись и без газоанализатора.

Коэффициент коррекции СО является мультипликативной составляющей времени открытия форсунки (множитель).

Уменьшая или увеличивая его значение можно снизить расход топлива через форсунку в режимной области работы двигателя: малые наполнения, обороты близкие к оборотам холостого хода 800 — 1000 об/мин.

В городском цикле движения правильная топливоподача в этом режиме позволяет снижать расход топлива на 0,8 л /100 км.

Холостой ход двигателя является устойчивым режимом. Устойчивость определяется рабочим процессом двигателя.

Превышение оборотов выше заданных, снижает наполнение в цилиндры двигателя, как следствие мощность падает, падают обороты, наполнение в цилиндры двигателя увеличивается, как следствие увеличивается мощность, обороты возрастают и т.д.

При правильно рассчитанных параметрах управления топливоподачи, угла опережения зажигания, установкой шагового двигателя легко добиться поддержания заданных оборотов холостого хода. При этом одна и та же точка стационарности по оборотам холостого хода может быть достигнута разным соотношением параметров: расход воздуха, время открытия форсунки, угол опережения зажигания (зависит от состояния двигателя и работы элементов системы управления).

В системе управления нет возможности изменить заданные обороты холостого хода (жестко заданный программой график, зависящий от температуры охлаждающей жидкости), невозможно переопределить положение шагового мотора и угла опережения зажигания, поскольку эти параметры изменяются автоматически в системе управления. Используя тестер в режиме управления исполнительными механизмами, можно изменить положение шагового мотора или обороты холостого хода.

Эти изменения не запоминается в памяти контроллера, поэтому действует только на момент работы тестера в режиме «КОНТРОЛЬ ИМ».

В руках пользователя единственным параметром, регулирующим работу двигателя на ХХ, остается коэффициент коррекции СО. В автомобилях с регулированием подачи по L-зонду и этой возможности нет.

Увеличение коэффициента коррекции СО (обогащение смеси) приводит к снижению расхода воздуха в двигатель — среднее положение шагового мотора уменьшается. Уменьшение коэффициента коррекции СО приводит к увеличению расхода воздуха.

По работе системы зажигания (автоматическая установка УОЗ на холостом ходу) можно судить о стабильности работы системы и двигателя в целом. Если УОЗ имеет частые отклонения от своего среднего положения более 4 гр.п.к.в., то это говорит о нестабильности рабочего процесса в цилиндрах двигателя.

Как правило, нужно выставить коэффициент СО таким, чтобы, с одной стороны, время открытия форсунки было минимальным, а с другой, добиться стабильности параметра угла опережения зажигания.

В системах с регулированием топливоподачи с контуром обратной связи по L-зонду остается только наблюдать за стабильностью угла опережения зажигания. А по соотношению расхода воздуха и времени открытия форсунки оценивать стабильность работы обратной связи по L-зонду. Просмотр ячеек таблицы коррекции топливоподачи по L-зонду в области холостого хода помогает определить, какое изменение в состав смеси вносит эта коррекция.

Пятое — пропуски воспламенения в цилиндрах двигателя, которые приводят к нестабильности оборотов холостого хода, как правило, связаны с неисправностями в системе зажигания или работой системы топливоподачи.

Разделить две этих составляющие очень непросто, поскольку они связаны. Топливоподача определяется расчетом, в основе которого лежат показания датчика расхода воздуха, а сам расход определяется наполнением цилиндров воздухом, зависящим от оборотов, регулировка которых осуществляется углом опережения зажигания и зависит от состава смеси, т. е топливоподачи. Круг замкнулся.

Поэтому надо обязательно проверить состояние канала подачи воздуха. Датчик массового расхода должен иметь стабильное входное напряжение 5В, а выход его при неработающем двигателе и включенном зажигании должен держать напряжение 1В.

Шестое — минимальный подсос воздуха в канале от датчика массового расхода к впускному коллектору изменит показания массового расхода воздуха (уменьшит показания), т.е. обеднит топливоподачу, что приведет к изменениям в работе двигателя.

В системах с регулированием по L-зонду такое обеднение будет скомпенсировано, но провалы при разгоне и торможении останутся, так как многие параметры управления (в частности угол опережения зажигания) и коррекции этих параметров рассчитываются, исходя из показаний того же расходомера воздуха.

Седьмое — неисправность самого датчика L-зонда является явной причиной раскачки оборотов холостого хода, поскольку нарушается сбалансированность работы контура поддержания оборотов и контура поддержания стехиометрического состава смеси.

Раскачка оборотов на режиме холостого хода не всегда определяется показаниями встроенного в панель приборов тахометра. Его показания на малых оборотах часто ошибочны, убедитесь в стабильности оборотов холостого хода по диагностическим приборам.

Восьмое — самым больным местом в работе системы управления двигателем является зажигание, вернее его высоковольтная часть, которая как бы не имеет отношения к электронике, и включает в себя модуль зажигания, высоковольтные провода и свечи зажигания.

Нарушения в этой системе и определяют большую часть проблем в работе двигателя. Подход к проверке этой части не отличается от проверки системы зажигания карбюраторных двигателей.

Состояние свечей, снятых с двигателя, помогает определить неработающие или плохо работающие цилиндры.

Если плохо работают два цилиндра 1-4 или 3-2, то, похоже, что неисправность кроется в модуле зажигания (в работе какой-то его пары катушек). Удобнее пользоваться специальными приборами или стендами для проверки свечей, высоковольтных проводов.

Девятое — работа системы синхронизация двигателя. Редкие сбои в синхронизации невозможно определить ни одним прибором. Только Мотор-Тестер с аппаратным подключением к датчику положения коленчатого вала может помочь выявить эти сбои.

Нарушение синхронизации в такте работе двигателя, отключает и подачу топлива и зажигания, расчет наполнения в цилиндрах невозможен. Здесь нет четких советов по определению, что же неисправно:

блок управления, датчик положения коленчатого вала, проводка.

Система самодиагностики блока управления может определить сбои в синхронизации, но только тогда, когда двигатель уже не может работать.

Единственно, что можно сказать, провалы и перебои в работе двигателя с плохой синхронизацией появляются на всех режимах.

Эти перебои незначительны, но ездовые качества автомобиля резко снижаются, при этом невозможно выделить конкретно неработающий цилиндр. Чаще всего помогает замена датчика коленчатого вала.

Неисправность в блоке управления маловероятна. Другие неисправности в системе синхронизации, как правило, ведут к полной невозможности запустить двигатель.

Определение тока и потерь холостого хода асинхронных двигателей

При проведении опыта короткого замыкания измеряют ток и потери короткого замыкания электродвигателей, проверяют состояние соединений обмоток, а также качество заливки короткозамкнутых роторов асинхронных двигателей. Результаты опыта позволяют определить начальный пусковой ток и начальный вращающий момент электродвигателя, которые являются важными эксплуатационными параметрами.
Опыт короткого замыкания производят при заторможенном роторе. В электродвигателях с фазными роторами обмотку ротора замыкают накоротко на кольцах. При заторможенном роторе к статору подводят практически симметричное напряжение номинальной частоты.
Вращающий момент для электродвигателей мощностью до 100 кВт измеряют динамометром, весами, тормозом или специальными приборами. Так как этот момент может несколько изменяться в зависимости от положения ротора по отношению к статору, то измерения производят несколько раз, сдвигая ротор на одно зубцовое деление, и в качестве результата принимают наименьший из замеренных моментов. Для двигателей мощностью выше 100 кВт вращающий момент обычно определяют расчетным путем по результатам измерения потерь короткого замыкания.
Необходимо учитывать, что при проведении опыта электродвигатель является трансформатором, вторичная обмотка которого (обмотка ротора) замкнута накоротко. Ток, проходящий по обмоткам, может в несколько раз превысить номинальный, а так как двигатель при неподвижном роторе не вентилируется, то его обмотка очень быстро нагревается. Поэтому необходимые отсчеты по приборам и сам опыт надо производить с максимально возможной быстротой. Следует обратить серьезное внимание на надежность устройств, служащих для затормаживания ротора, так как при проведении опыта они испытывают значительные усилия. Направление вращения ротора определяют заранее и, сообразуясь с ним, устанавливают затормаживающие устройства. При ошибке эти устройства могут сорваться и нанести повреждения персоналу.
Опыт короткого замыкания обычно производят сразу после опыта холостого хода. Характеристика короткого замыкания представляет собой зависимость линейного тока короткого замыкания /„ и потерь короткого замыкания Рк от приложенного к статору напряжения Ик.
Для проведения опыта собирается схема, аналогичная схеме при опыте холостого хода (рис. 1). При проведении опыта рекомендуется двигатель включать на напряжение, составляющее 15—20% номинального, затем быстро поднимать его до требуемого значения. При типовом испытании следует произвести пять — семь отсчетов при разных значениях подводимого напряжения. Первый отсчет берут при наибольшем напряжении. Отсчеты по приборам при каждом значении подведенного напряжения производят за время не более 10 с во избежание чрезмерного нагрева обмотки током короткого замыкания. После каждого отсчета двигатель отключают.
При типовом испытании двигателя мощностью до 100 кВт опыт проводят, начиная с напряжения, отличающегося от номинального не более чем на ±10%. Типовое испытание короткозамкнутых двигателей мощностью свыше 100 кВт допускается производить при напряжениях, меньших номинального, но при таких, чтобы максимальное значение тока короткого замыкания было не ниже 2,5—4-кратного номинальному. При испытании короткозамкнутых двигателей мощностью свыше 1000 кВт, а также при испытании двигателей с фазным ротором допускается доводить ток только до 2-кратного номинальному. Во всех случаях требуется один из отсчетов произвести при напряжении, указанном ниже.

Напряжение короткого замыкания, В .

ГОСТ 7217-66 рекомендует при приемо-сдаточных испытаниях ток и потери короткого замыкания определять только при одном напряжении согласно приведенным выше данным с последующим пропорциональным пересчетом тока короткого замыкания на номинальное напряжение двигателя. Потери в этом случае пересчитывают пропорционально квадрату тока. По данным замеров строится характеристика короткого замыкания (рис. 4).
Так же как и при опыте холостого хода, измерение подводимой мощности производится по схеме двух ваттметров. Однако корректировка подводимой мощности на потерю в приборах не производится, так как эти потери обычно лежат ниже уровня погрешности измерения.
Коэффициент мощности при опыте короткого замыкания составляет:
Контроль правильности определения производят по кривой, приведенной на рис. 1. Для определения вращающего момента Мк, Н-м*, при коротком замыкании

Рис. 4. Пример построения
характеристики короткого
замыкания.

двигателей мощностью выше 100 кВт следует пользоваться формулой
где Рцм2 — потери в обмотке ротора при опыте короткого замыкания, кВт; пс — частота вращения (синхронная), об /мин.

Потери в обмотке ротора Ркм2, кВт, составляют:

где Рhmi — потери в обмотке статора при опыте короткого замыкания, кВт, равные: Pkmi=3/V?/ 1000 — при соединении фаз в звезду; PKMi=IR/1000 — при соединении фаз в треугольник, где R — сопротивление при постоянном токе одной фазы, Ом; Рс — потери в стали,
Значения ki для некоторых двигателей приведены в табл. 1.
Для асинхронных двигателей большей мощности, а также специального исполнения значения kf указаны в соответствующих стандартах и технических условиях; здесь эти данные не приводятся.
Таблица 1

Величина потерь короткого замыкания (приведенная к номинальному напряжению) должна удовлетворять зависимости

где km — установленная в стандартах или технических условиях минимальная кратность начального пускового вращающего момента; Рном — номинальная мощность электродвигателя, кВт; Rp — расчетное сопротивление фазы обмотки статора, т. е. приведенное к температуре 75°С (если двигатель по нагревостойкости изоляции относится к классам А, Е, В) или 115°С (для классов F и Н), Ом; Рс — потери в стали электродвигателя при номинальном напряжении, кВт (определяются при опыте холостого хода); 0,85 — коэффициент, учитывающий допуск 15% в сторону снижения, установленный ГОСТ 183-74 на значение кратности начального пускового вращающего момента; k — коэффициент, равный
0,003 при соединении обмотки статора в звезду или 0,001 при соединении в треугольник.
Таблица 2

Таблица 3

Значения kM для двигателей серий А и АО определяют по табл. 2, для двигателей серий А2 и А02 — по табл. 3, для двигателей мощностью 110—1000 кВт kM равен 0,9 для двух- и четырехполюсных и 1,0 для шести-, восьми-, десяти- и двенадцатиполюсных. Для остальных двигателей значения kM указаны в соответствующих стандартах и технических условиях и здесь не приводятся.
Во время проведения опыта короткого замыкания на пониженном напряжении представляется удобная возможность проверить исправность обмотки короткозамкнутого ротора. Это особенно важно для роторов с литыми алюминиевыми обмотками, в которых часто встречаются пороки литья — пузыри, трещины, обрывы стержней, которые трудно обнаружить при наружном осмотре.
Проверка заключается в том, что при включении обмотки статора на трехфазное напряжение, пониженное настолько, что ротор еще не вращается, а ток настолько мал, что не вызывает заметного перегрева обмоток, ротор медленно проворачивают вручную и следят за показанием трех амперметров, включенных в фазы статора.
Если обмотка ротора исправна, его проворачивание не вызывает изменения показаний амперметров; при неисправном роторе стрелки амперметров поочередно колеблются, и тем заметнее, чем больше неисправность.

Читать еще:  Gdi двигатель какое топливо
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector