Sprawność silników asynchronicznych

Rozmowy nie na temat
Awatar użytkownika
Boniek
Posty: 166
Rejestracja: 07 lut 2013, 22:38

Sprawność silników asynchronicznych

Post autor: Boniek »

Temat kompletnie nie retro i nie traktorowy, ale może przypadkiem któryś z forumowiczów ma o tym większe pojęcie ode mnie i jest w stanie mi to wytłumaczyć. Poza tym trzeba sobie pomagać.
Mianowicie, potrzebuję wyczerpująco uzasadnić fakt że silnik asynchroniczny klatkowy sterowany falownikiem przy takim samym obciążeniu (chodzi o silnik wciągarki, więc przy takim samym wciąganym ciężarze) ma wyższą sprawność przy niższej prędkości obrotowej (tzn. przy niższej częstotliwości)?

Ja nie mam na to żadnego pomysłu.
Z góry dzięki za pomoc!
Moja filozofia brzmi: tanio kupić a potem się narobić i nakląć
Awatar użytkownika
MrDyfer4
Posty: 47
Rejestracja: 04 sie 2011, 0:00

RE: Sprawność silników asynchronicznych

Post autor: MrDyfer4 »

Popatrz na "Elektrodzie" Jak nie znajdziesz na forum to co cię interesuje, to zaloguj się i popytaj. Jest tam wielu mądrych ludzi, ale nie wszyscy są chętni do pomocy.

Powodzenia

http://www.elektroda.pl/rtvforum/find.p ... chroniczne

Pozdrawiam Naszych.
Szam
Posty: 132
Rejestracja: 28 paź 2014, 11:19

RE: Sprawność silników asynchronicznych

Post autor: Szam »

Wygląda na to, że użyłeś złych określeń. Rozumiem, że obserwujesz zwiększanie ciągu silnika w miarę zmniejszania jego obrotów pod coraz większym obciążeniem? Jeżeli tak, to jest to normalne, w silniku asynchronicznym. W miarę zmniejszania obrotów zwiększa się jego poślizg i zwiększa moc. To nie ma nic wspólnego ze sprawnością, która w tym procesie zmniejsza się. Po prostu silnik zaczyna "żreć" prąd. Nie chce mi się sprawdzać dokładnych charakterystyk, ale moc (siła ciągu) wzrasta np. o 10 %, a prądu "żre" o 30% więcej, albo i lepiej. Największą sprawność silnik asynchroniczny ma gdy pracuje z nominalną mocą i obrotami. To tak w skrócie, żeby nie pisać całego wykładu.

Pozdrawiam Szam

P.s. Zwykle wtedy przegrzewa się. Nie jest to niebezpieczne jeżeli obroty nominalne spadną mu o max. ok. 10-15%, chwilowo może być więcej. Ale większe i długotrwałe przeciążenie grozi tzw. spaleniem silnika (uzwojenia).
Awatar użytkownika
Boniek
Posty: 166
Rejestracja: 07 lut 2013, 22:38

RE: Sprawność silników asynchronicznych

Post autor: Boniek »

Nie obciążenie jest stałe. Np. Podnoszę 300kg w obu przypadkach, tylko za pierwszym razem mam np 50Hz na falowniku, za drugim 10Hz.
Obserwacja jest taka, że w tym drugim przypadku sprawność jest wyższa.
Moja filozofia brzmi: tanio kupić a potem się narobić i nakląć
Szam
Posty: 132
Rejestracja: 28 paź 2014, 11:19

RE: Sprawność silników asynchronicznych

Post autor: Szam »

Poczekaj. Musimy uzgodnić pojęcia. Sprawność to jest iloraz energii pobranej do energii wykorzystanej. Zawsze jest mniejsza jak 1,0 a w % to zawsze mniej jak 100. Silnik asynchroniczny to taki , którego częstotliwość obrotów jest mniejsza od częstotliwości prądu (zależy jeszcze od liczby par biegunów, ale znowu byłby wykład).
Rozumiem, że przez falownik zmieniasz prąd stały na prąd zmienny. Czy tak?

P.s. Odwrotnie ! Energii wykorzystanej do pobranej ( w akapicie dot. sprawności)*blushing*
Awatar użytkownika
Bolszewik
Posty: 4843
Rejestracja: 29 mar 2008, 18:12

RE: Sprawność silników asynchronicznych

Post autor: Bolszewik »

Nie ma takiej możliwości by była większa sprawność silnika !
Z powietrza się to nie weźmie.
Możliwe że jest większa efektywność działania wyciągarki przy mniejszych obrotach, ale to temat mechaniczny.
Falownikiem nie szalej poniżej 25 Hz bo spalisz silnik. Chyba że zapewnisz mu chłodzenie z zewnątrz. Ale i tak żre wtedy dużoooo prądu co jest nieekonomiczne z wielu powodów. Powyżej 75 Hz też bym nie jechał bez wymiany łożysk i wyważania.
Staram się pisać poprawnie i zrozumiale po polsku.
T-25
bolszewik@retrotraktor.pl
Roman1313
Posty: 570
Rejestracja: 14 kwie 2010, 23:39

RE: Sprawność silników asynchronicznych

Post autor: Roman1313 »

Co do obrotów to w serwis fabryczny podał prędkość obrotowa bez dodatkowego chłodzenia silnika na poziomie około 60-65% predkości znamionowej. Dalsze obniżanie tylko przy dodatkowym wymszeniu chłodzenia. Chwilowo można zmniejszać poniżej tej granicy tak aby temperatura nie przekroczyła temp. granicznej.

Silnik masz obciążony stałym momentem i potrzebujesz wykres sprawności w funkcji częśtotliwości zasilania przy stałym momencie obciążenia na wale silnika czyli takim sterowaniem falownikiem gdzie zachowana jest stała wartośc U/f=const
Link trzeba skopiować i wkleić , jest to instrukcja do ćwiczenia do podobnego zagadnienia.
https://www.google.pl/url?sa=t&rct=j&q= ... 6TAfC6d29A

Jak znajde to ci zapodam jak zmienia się sprawność w funkcji częstotliwości.
Grigs
Posty: 634
Rejestracja: 17 cze 2008, 12:50

RE: Sprawność silników asynchronicznych

Post autor: Grigs »

Przecież to jest tak jak napisał "Bolszewik" i nie widzę sensu, dalej spamować tego samego.
Awatar użytkownika
Boniek
Posty: 166
Rejestracja: 07 lut 2013, 22:38

RE: Sprawność silników asynchronicznych

Post autor: Boniek »

To po kolei: pytanie dotyczy ćwiczenia laboratoryjnego, więc problem spalenia silnika mnie nie dotyczy.

Być może źle formułuje pytanie, więc z góry przepraszam, ale sprawa wygląda tak, że mam wciągarkę na suwnicy napędzaną trójfazowym silnikiem asynchronicznym.
Przy pomocy komputera mierzę moc pobieraną przez silnik z sieci. Znając ciężar i prędkość średnią z jaką jest podnoszony mogę obliczyć moc potrzebną do podniesienia ciężaru. Stosunek tej drugiej do tej pierwszej to moja sprawność.
I teraz zmieniając nastawienie falownika zmieniam prędkość obrotową silnika, nie zmieniając przy tym obciążenia (podnoszę ten sam obciążnik). Sprawność wychodzi większa przy niższej prędkości silnika (tj przy niższej częstotliwości). Pytanie brzmi dlaczego?
Moja filozofia brzmi: tanio kupić a potem się narobić i nakląć
Szam
Posty: 132
Rejestracja: 28 paź 2014, 11:19

RE: Sprawność silników asynchronicznych

Post autor: Szam »

Generalnie to w silnikach asynchronicznych, 3 fazowych, im większa liczba par biegunów tym mniejsza sprawność. Wynikają one z uwarunkowań konstrukcyjnych silników wolnoobrotowych (duża liczba par biegunów) jak i przyczyn teoretycznych (chyba chodzi o większą ilość szczelin magnetycznych itp., dokładnie nie pamiętam). Ale te różnice nie są wielkie, co najwyżej kilka procent.
Silnik asynchroniczny pracujący pod nominalnym obciążeniem ma sprawność nawet 98 %. Pracując w układzie z falownikiem sprawność układu napędu będzie iloczynem sprawności silnika i falownika. Przy czym każdy z nich może mieć różne sprawności w różnych zakresach pracy. Wg. mnie układ powinien mieć najwyższą sprawność w warunkach nominalnych obrotów silnika. A to z powodu najwyższej sprawności silnika i najmniejszego obciążenia falownika sterującego obrotami silnika przez zmianę częstotliwości prądu. Z tego co piszesz wynika, że jest dokładnie odwrotnie. Jesteś pewien, ze układ falownik - silnik bierze mniej prądu przy wykonywaniu tej samej pracy gdy obroty silnika są kilkakrotnie mniejsze?
Może nie uwzględniasz czasu wykonanej pracy, no a wtedy wyjdzie, że na jednostkę czasu układ bierze mniej prądu przy zmniejszonej częstotliwości (zmniejszone obroty silnika)? Ale ... za to więcej przy wykonaniu tej samej pracy. Po prostu trwa to dłużej, no i ilość kWh jest większa.
Roman1313
Posty: 570
Rejestracja: 14 kwie 2010, 23:39

RE: Sprawność silników asynchronicznych

Post autor: Roman1313 »

Mniejsza prędkość to mniejsze straty od wentylatora i mniejsze straty w żelazie bo mniesza częstotliwość.
Pel=Pmech+Pstrat
spr=Pmech/Pmech+Pstr
dlatego jak straty maleją to sprawność niewiele wzrasta.
Awatar użytkownika
Boniek
Posty: 166
Rejestracja: 07 lut 2013, 22:38

RE: Sprawność silników asynchronicznych

Post autor: Boniek »

Porównuję moce, czyli pracę w jednostce czasu.

generalnie znalazłem gdzieś informacje w maszynach typu wciągarki obciążenie silnika (czyli moc potrzebna do przemieszczenia ciężaru) jest poroporcjonalna do prędkości obrotowej Bo moc to iloczyn siły i prędkości więc przy niższej prędkości obrotowej obciążenie będzie się przesuwać z mniejszą prędkością liniową. Ale wciąż nie wiem jak ma się to do mniejszej różnicy między mocą potrzebną na podniesienie, a mocą pobraną.

To jeszcze dla ścisłości zapytam, "niewiele" to jaki rząd wielkości? *yes*
Moja filozofia brzmi: tanio kupić a potem się narobić i nakląć
Roman1313
Posty: 570
Rejestracja: 14 kwie 2010, 23:39

RE: Sprawność silników asynchronicznych

Post autor: Roman1313 »

Trzeba by policzyć ile te straty zmalały ale pomiar jaki przeprowadziłeś dał ci przecież odpowiedż jaki to rząd wielkości.
Awatar użytkownika
Boniek
Posty: 166
Rejestracja: 07 lut 2013, 22:38

RE: Sprawność silników asynchronicznych

Post autor: Boniek »

Różnica jest około 10% przy dziesięciokrotnym zmniejszeniu prędkości obrotowej.
Moja filozofia brzmi: tanio kupić a potem się narobić i nakląć
Szam
Posty: 132
Rejestracja: 28 paź 2014, 11:19

RE: Sprawność silników asynchronicznych

Post autor: Szam »

No to cofam się w czasie o jakieś 45 lat :D. Zaraz odmłodnieję, jeżeli uda mi się to logicznie napisać :D.
Przesuwamy ciało o ciężarze G z punktu A do punktu B na drodze L w czasie T (linia prosta). Praca, która wykonaliśmy równa jest: W= G x L . Moc równa jest: P= W/T.
Wykonujemy te sama pracę przy obrotach silnika np. 100 i 200 obr/min. W pierwszym wypadku wykonujemy ją w czasie 1 godz a w drugim 0,5 godz. Moc wynosić będzie odpowiednio:

P1 =G x L/1 = 100
P2=G x L/0,5 = 200

Nie piszę jednostek, żeby nie mieszać. No i teraz miernik pokazał :

1/ w pierwszym wypadku stałą moc np. 120 kW przez 1 godz = 120 kWh
2/ w drugim wypadku stałą moc np. 220 kW przez 0,5 godz = 110 kWh

Sprawność to: w pkt 1/ 100/120 = 0,83 x 100 = 83 %
w pkt2/ 200/220 = 0,91 x 100 = 91 %

To jest tylko przykład i kawa na ławę. Może pomoże komuś :D
Darcio
Posty: 81
Rejestracja: 11 sie 2007, 20:28

RE: Sprawność silników asynchronicznych

Post autor: Darcio »

Zagadnienia zwiazane z napędem elektrycznym to w moim przypadku historia (czyli wiedza mocno nieświeża) Ale radziłbym wziąć również pod uwagę straty w żelazie związane z prądami wirowymi oraz wpływ częstotliwości na wartość współczynnika cos fi.
Awatar użytkownika
Bolszewik
Posty: 4843
Rejestracja: 29 mar 2008, 18:12

RE: Sprawność silników asynchronicznych

Post autor: Bolszewik »

A czy ktoś analizował pomiar ?

Moc:

Pozorna S [VA]
Bierna Q [var]
Czynna P [kW]

Teraz po kolei falowniki wprowadzają moc bierną zwykle indukcyjną jednak niektóre dają moc bierną pojemnościową.
Zwykły pomiar mocy może być obarczony błędem .....
Staram się pisać poprawnie i zrozumiale po polsku.
T-25
bolszewik@retrotraktor.pl
Szam
Posty: 132
Rejestracja: 28 paź 2014, 11:19

RE: Sprawność silników asynchronicznych

Post autor: Szam »

Wg. mnie to rozmieniacie się na drobne. Dyskutujecie o przyczynach podwyższonej sprawności, nie znając rzetelnych wyników jej pomiarów. Wszak to tylko wrażenia obserwatora. Generalnie wg. mnie, to obowiązuje nas zasada zachowania energii i wszelki wzrost temperatury układu silnika czy falownika świadczy o jej spadku. Przyczyny płynnej sprawności mogą być 2, pierwsza to mechaniczna, a druga to elektromagnetyczna (to te prądy wirowe wywołujące siłę elektromotoryczną skierowaną nie tam gdzie chcemy, tzw. straty w żelazie, magnetyzm szczątkowy, nie skompensowana moc bierna itp). Zbadanie tego i zrobienie charakterystyk jest zadaniem dla laboratorium, my możemy tylko dywagować "uczenie" bez żadnych pomiarów. Jedno jest pewne, wzrost temperatury = spadek sprawności. Energia na ogrzewanie nie pojawia się znikąd.
ODPOWIEDZ