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 (podstatný pro praktické využití motoru pro připojení strojních součástí), tj. pro určení elektrického výkonu je třeba uvažovat účinnost $\eta$ (někdy udává se v procentech, pro užití ve vzorcích tedy vydělit stem): $$ \eta = { P_{mech.} \over P} $$ 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