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) $$ P = \sqrt{3} \, U I \, {\rm cos}\varphi $$

(550 W = 3M09 | 750W = 3M12, 5M08 | 1.1kW = 3M15, 3M18, 5M12)

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]
Hodnoty C uvádím spíš jen jako test měřáku LCR Voltcraft 9063, kdy jsem zkoušel měřit kapacitu vinutí s induktivním charakterem. V návodu se píše, že měří frekvencí 250 Hz, což mi s výpočtem $\omega = \sqrt{ - \frac{1}{LC} } $ nějak nesedí. [zdroj k pojmu indukčnost = „záporná kapacita“]

20.12.2017
Čerpadlo EVAK, model EV, typ EV50001, P2: 1.5 kW 2 HP, Supply: 400 V, 50 Hz, 3~, F.L.A.: 3.3 Amp, R.P.M.: 2850 rpm, Qmax: 430 LPM, Hmax: 20 M, hmotnost: 35 kg, max. ponor: 10 m, S. No.: 2012-DREM1206-10-004, Made in Taiwan.
Při sundané hydraulice naprázdno bere pouze 1,1 A (stejně jako nové čerstvě rozebrané čerpadlo), při zatížení 2,7 A.

10.5.2018
V následující tabulce jsou naměřené hodnoty vlastní indukčnosti (L [mH]) a činného odporu (R [Ω]) pro vinutí některých ponorných elektromotorů. MC je vodivá cesta mezi hlavní cívkou (Main –  šedá barva ) a společným (Common –  černá barva ) vodičem. AC mezi pomocnou cívkou (Auxiliary –  hnědá barva ) a společným (Common) bodem. MA jako kontrolní hodnota na cestě mezi hlavní a pomocnou cívkou.

Motor Délka kabelu
H07RN-F
4G1.5 [m]
 M   C   A   C   M   A 
Výrobce Fází Typ Výkon R [Ω] L [mH] R [Ω] L [mH] R [Ω] L [mH]
PM technology 1~230 V 4OM-S075 550  W 10 6,3 18,95 10,2 26,6 16,1 45,9
4OM-S100 750 W 1,5 4,7 15,3 7,5 23,0 12,2 38,6
25 5,4 15 8,2 22,3 12,9 37,7
30 5,6 15,33 8,4 23,2 13 38,7
4OM-S150 1,1 kW 1,5 2,9 9,62 5,7 16,51 8,5 26,4
30 3,7 9,6 6,6 16,3 9,3 26,1
50 4,3 9,79 7,1 16,52 10 26,5

18.6.2018
Zcela nový asynchronní indukční třífázový elektomotor TESLA 3GF 100T (pdf, str. 170) (na čerpadle ADA3-80-10-N3) s 45m kabelem (vnitřně napevno zapojen do hvězdy), na motoru psán nominální proud In = 2,4 A; na čerpadle 2,2 A; 0,75 kW, 1 HP, 2830 rpm, účiník (P.F. = power factor) 0,7:
činný odpor se symetricky držel R = 34,3 Ω
indukčnost cívek ale mírně kolísala: (hnědá-modrá) L = 366 mH, (hnědá-černá) L = 392 mH, (modrá-černá) L = 371 mH

3.7.2018
Nový asynchronní indukční ponorný třífázový elektromotor 1P 60 112 01