Как увеличить обороты двигателя

Как увеличить обороты электродвигателя за счет шкивов

Исследование передачи со шкивами без кольцевых канавок: при скорости выше 50 м / с показало, что тяговая способность ее снижается, несмотря на увеличение диаметра шкивов . Последнее объясняется появлением воздушных подушек в местах набегания ремня на шкивы, которые вызывают уменьшение углов обхвата ремня и тем больше, чем выше его скорость. В наибольшей степени это проявляется на ведомом шкиве, поскольку ведомая ветвь ремня ослаблена, что способствует проникновению воздушной подушки в зону контакта ремня со шкивом и вызывает его проскальзывание. [17]

Диаметр шкивов талевой системы должен быть в 38 – 42 раза больше диаметра каната. Увеличение диаметров шкивов способствует снижению потерь на трение и улучшению условий работы каната. [18]

Для ременных передач ( рис. 47) требуются круглые, плоские и клиновидные ремни. При увеличении диаметра шкива ведущего вала увеличивается число оборотов ведомого вала, и, наоборот, если диаметр шкива ведущего вала уменьшить, то число оборотов ведомого вала также уменьшится. [20]

Циклически изменяющееся напряжение, возникающее в прямолинейном ленточном тяговом органе, во многом определяется величиной изгибного напряжения, которое появляется в ленте при перекатывании ее по шкивам и бобинам. Величина изгибного напряжения может быть уменьшена за счет толщины ленты или увеличения диаметра шкива . Однако толщина ленты имеет минимальный предел, а увеличение диаметра шкива нежелательно вследствие значительного возрастания веса органа навивки и общей стоимости подъемной установки. [21]

Шкивы кронблоков и талевых блоков имеют одинаковую конструкцию и размеры. Диаметр шкива, профиль и размеры канавки существенно влияют на срок службы и расход талевых канатов. Усталостная долговечность каната возрастает с увеличением диаметра шкивов , так как при этом уменьшаются, повторно-переменные напряжения, возникающие в канате при огибании шкивов. В буровых установках диаметры шкивов ограничиваются габаритами вышки и удобством работ, связанных с выносом свечей на подсвечник. [23]

Диаметр шкива передачи является одним из наиболее важных параметров эксплуатации ремня. В таблицах передаваемых ремнями мощностей для обеспечения заданной надежности передач указывается величина мощности в зависимости от меньшего диаметра шкива передачи. Вначале коэффициент тяги резко возрастает с увеличением диаметра шкива , затем после достижения определенного значения диаметра шкива коэффициент тяги практически не изменяется. Таким образом, дальнейшее увеличение диаметра шкива нецелесообразно. [24]

Циклически изменяющееся напряжение, возникающее в прямолинейном ленточном тяговом органе, во многом определяется величиной изгибного напряжения, которое появляется в ленте при перекатывании ее по шкивам и бобинам. Величина изгибного напряжения может быть уменьшена за счет толщины ленты или увеличения диаметра шкива. Однако толщина ленты имеет минимальный предел, а увеличение диаметра шкива нежелательно вследствие значительного возрастания веса органа навивки и общей стоимости подъемной установки. [25]

Из рассмотрения табл. 30 и кривых скольжения видно следующее. Тяговые способности ремней сечения 50X22 мм существенно не отличаются, несмотря на различие материалов несущего слоя. Эти ремни дают высокую потерю скорости ведомого вала ( до 3 5 % при d 200 – 204 мм, а0 0 7 МПа и ф 0 6), которая возрастает с повышением натяжения ремня и снижается с увеличением диаметров шкивов . Наибольшее значение т ] 0 92 имеют ремни с анидной кордтканью и лавсановым кордшнуром при d 240 – н250 мм. [26]

НеобходимЬе предварительное натяжение канатов определяется в зависимости от их состояния: различают новый канат и канат, к-рый уже вытянулся под нагрузкой. При работе передачи канаты постепенно удлиняются и провес их увеличивается. При этом уменьшение напряжения т, обусловленное предварительным натяжением каната, частично заменяется увеличением натяжения от увеличения веса провисающей части каната и в тем большей степени, чем значительнее провес каната. Более благоприятные условия для работы каната создаются путем увеличения диаметров шкивов и применения эластичных канатов. При устройстве передачи на расстояния 25 – 30 м устанавливают промежуточные шкивы ( фиг. Применение опорных шкивов, как уже было сказано, ведет к понижению кпд передачи. [27]

На этих фото мы видим 2 очень похожих агрегата–
это мотор лебёдки + компрессор кондиционера.Который качает воздух.
Компрессоры тут одинаковые, моторы , по-мощности, условно тоже одинаковые.
На одном моторе, шкив значительно меньше по диаметру.
Условно, пусть будет в 2 раза.
На другом диаметры шкивов и на моторе и на компрессоре, , условно 1/1.
Вопрос–
Какая зависимость между диаметром шкива и мощностью мотора. Линейная. Или важна длина окружности.
Уменьшив в 2 раза диаметр мы увеличиваем мощность мотора именно в 2 раза.
Что обороты уменьшаются в два раза– понятно.
А уменьшение оборотов зависит от диаметра шкива или от длины окружности шкива??
ПомОжите разобраться?? Какая зависимость между диаметром шкива и мощностью мотора. Линейная. Или важна длина окружности.
Уменьшив в 2 раза диаметр мы увеличиваем мощность мотора именно в 2 раза.

вопросы какие то дурные шкив на мотор ставится в зависимости от потребителя
определяешь сколько у него должно быть оборотов и подбираешь соответсвующие шкива

например если на двигателе 2950 оборотов то, если шкив на потребителе в два раза больше то у него будет 1475 оборотов

в школе учиться надо было мощность двигателя зависит активного и реактивного сопротивления(то что на шильдике двигателя обозначается cosфи)

она не зависит от размера шкива. когда на двигатель подается нагрузка он потребляет одну мощность, в режиме холостого хода другую.
двигатель 200кВт может потреблять в рабочем режиме 160кВт, а может 220 и то и то для него стандартный режим работы

Ременная передача передает крутящий момент с ведущего вала на ведомый. В зависимости от передаточного числа она может повышать или понижать обороты. Передаточное число зависит от соотношения диаметров шкивов — приводных колес, связанных ремнем. При расчете параметров привода нужно также учитывать мощность на ведущем валу, скорость его вращения и общие габариты устройства.

Устройство ременной передачи, ее характеристики

Ременная передача представляет собой пару шкивов, соединенных бесконечным закольцованным ремнем. Эти приводные колеса, как правило, располагают в одной плоскости, а оси делают параллельными, при этом приводные колеса вращаются в одном направлении. Плоские (или круглые) ремни позволяют изменять направление вращения за счет перекрещивания, а взаимное расположение осей- за счет использования дополнительных пассивных роликов. При этом теряется часть мощности.

Клиноременные приводы за счет клиновидной формы поперечного сечения ремня позволяют увеличить площадь зацепления его со шкивом ременной передачи. На нем делается канавка по форме клина.

Зубчатоременные приводы имеют зубцы равного шага и профиля на внутренней стороне ремня и на поверхности обода. Они не проскальзывают, позволяя передавать большую мощность.

Для расчета привода важны следующие основные параметры:

• число оборотов ведущего вала;
• мощность, передаваемую приводом;
• потребное число оборотов ведомого вала;
• профиль ремня, его толщина и длина;
• расчетный, наружный, внутренний диаметр колеса;
• профиль канавки (для клиноременного);
• шаг передачи (для зубчатоременного)
• межосевое расстояние;

Вычисления обычно проводят в несколько этапов.

Основные диаметры

Для расчета параметров шкивов, а также привода в целом, применяются различные значения диаметров, так, для шкива клиноременной передачи используются:

Для вычисления передаточного числа используется расчетный диаметр, а наружный-для расчета габаритов привода при компоновке механизма.

Для зубчатоременной передачи D_расч отличается от D_нар на высоту зубца_.
Передаточное число также рассчитывается, исходя из значения D_расч.

Для расчета плоскоременного привода, особенно при большом размере обода относительно толщины профиля, часто принимают D_расч равным наружному_.

Расчет диаметра шкива

Вначале следует определить передаточное число, исходя из заложенной скорости вращения ведущего вала n1 и потребной скорости вращения ведомого вала n2/ Оно будет равно:

Если уже имеется в наличии готовый двигатель с приводным колесом, расчет диаметра шкива по передаточному отношению i проводится по формуле:

Если же механизм проектируется с нуля, то теоретически подойдет любая пара приводных колес, удовлетворяющих условию:

На практике расчет ведущего колеса проводят, исходя из:

• Размеров и конструкции ведущего вала. Деталь должна надежно крепится на валу, соответствовать ему по размету внутреннего отверстия, способу посадки, крепления. Предельно минимальный диаметр шкива обычно берется из соотношения D_расч ≥ 2,5 D_вн
• Допустимых габаритов передачи. При проектировании механизмов требуется уложиться в габаритные размеры. При этом учитывается также межосевое расстояние. чем оно меньше, тем сильнее сгибается ремень при обтекании обода и тем больше он изнашивается. Слишком большое расстояние приводит к возбуждению продольных колебаний. Расстояние также уточняют, исходя из длины ремня. Если не планируется изготовление уникальной детали, то длину выбирают из стандартного ряда.
• Передаваемой мощности. Материал детали должен выдержать угловые нагрузки. Это актуально для больших мощностей и крутящих моментов.

Окончательный расчет диаметра окончательно уточняют по результату габаритных и мощностных оценок.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Способы увеличения мощности электродвигателя

Бывает, что мощности электродвигателя недостаточно для обеспечения запуска и работы какого-либо устройства. Как увеличить мощность электродвигателя? Прежде всего, следует знать причину: почему не хватает мощности — а она кроется в параметрах тока, протекающего по обмоткам агрегата. Следовательно, нужно увеличить его значение, либо включив двигатель в сеть большей частоты (если это устройство переменного тока), либо внеся некоторые конструктивные изменения (при включении в бытовую сеть). Ниже мы рассмотрим последний случай.

Как повысить мощность электродвигателя в домашних условиях

Итак, для проведения работ вам следует «вооружиться»:

• набором проводов разного сечения;
• тестером;
• частотным преобразователем;
• источником тока с изменяемой ЭДС.

Сначала необходимо подключить электродвигатель к имеющемуся у вас источнику тока и изменяемой ЭДС и увеличить ее значение. Напряжение в обмотках должно увеличиваться соответственно и поравняться со значением ЭДС (если не принимать во внимание потери в подводящих проводниках, но они незначительны).

Для расчета увеличения мощности двигателя определите значение увеличения напряжения и возведите эту цифру в квадрат. Например, если напряжение на обмотках выросло в два раза (со 110В до 220В), мощность двигателя увеличилась в четыре раза.

Иногда самый рациональный способ повысить мощность электродвигателя – перемотать обмотку. Во многих моделях это медный проводник. Вам следует взять провод из того же материала и той же длины, но большего сечения. Мощность двигателя (и ток в проводе) увеличатся во столько же раз, во сколько снизится сопротивление обмотки. Следите за тем, чтобы напряжение на обмотках оставалось неизменным.

Расчет в этом случае тоже достаточно прост. Разделите большую цифру сечения провода на меньшую. Если провод сечением 0.5 мм заменен проводом сечением 0.75 мм, показатель мощности вырастает в 1.5 раза.

Если вы включаете асинхронный трехфазный двигатель в однофазную бытовую сеть, на первую обмотку подается фаза, на второй фаза сдвигается конденсатором, на третьей сдвиг фаз отсутствует. Именно последняя обмотка создает момент вращения в противоположном направлении (тормозящий момент). Увеличить полезную мощность двигателя в этом случае можно путем отключения третьей обмотки. Это приведет к исчезновению тормозящего момента, генерируемого при работе всех обмоток, и, соответственно, повышению мощности. Данный метод удобен в том случае, когда одна обмотка у двигателя уже сгорела – двух оставшихся вам вполне хватит для подключения и обеспечения работы агрегата.

Еще лучшего результата вы достигнете, поменяв местами выводы третьей обмотки и создав таким образом момент вращения в правильном направлении. В этом случае двигатель «выдаст» более 50% мощности от номинала. Эту обмотку рекомендуется подключать через конденсатор с правильно подобранной емкостью.

У асинхронного двигателя переменного тока мощность можно увеличить, присоединив к нему частотный преобразователь, который повысит частоту переменного тока в обмотках. Значение мощности в этом случае фиксируется с помощью тестера, поставленного на режим ваттметра. Существует два вида преобразователей частоты, отличающиеся принципом работы и устройством:

• Приборы с непосредственной связью (выпрямители). Они не подходят для мощного оборудования, но с небольшим двигателем, использующимся в быту, способны «справиться». С помощью такого устройства осуществляется подключение обмотки к сети. Выходное напряжение, образованное им, имеет частоту от 0 до 30 Гц. При этом управлять скоростью вращения привода можно только в ограниченном диапазоне.
• Приборы с промежуточным звеном постоянного тока. Они производят двухступенчатое преобразование энергии – выпрямление входного напряжения, его фильтрацию и сглаживание и последующую трансформацию в напряжение с требуемой частотой и амплитудой при помощи инвертора. В процессе преобразования КПД оборудования может быть несколько снижен. Благодаря возможности обеспечивать плавную регулировку оборотов и выдавать на выходе напряжение с достаточно высокой частотой, преобразователи данного типа более востребованы и широко применяются в быту и на производстве.

Произведя необходимые расчеты и выбрав наиболее эффективный в вашем случае способ, вы сможете заставить двигатель работать с нужной вам мощностью. Не забывайте о мерах предосторожности.

Увеличение оборотов электродвигателя

Увеличение оборотов электродвигателя также ведет к повышению его мощности. При выборе способа увеличения оборотов учитывайте тип агрегата, особенности модели и область ее применения.

Для повышения частоты вращения коллекторного двигателя следует или уменьшить нагрузку на вал, или увеличить напряжение питания. Обратите внимание на следующие нюансы:

• Мощность двигателя должна держаться в рамках номинала.
• Работа коллекторного двигателя с последовательным возбуждением без нагрузки, если не снижено питание, чревата его выходом из строя, так как он может разогнаться до слишком большой скорости.
• Увеличение оборотов с помощью шунтирования обмотки возбуждения часто приводит к сильному перегреву мотора.

Вышеуказанный способ подходит и для электродвигателей с электронным управлением обмотками (в них используется обратная связь), поскольку их свойства очень схожи с коллекторными моделями (главное различие – невозможность осуществления реверса путем переполюсовки). Все перечисленные ограничения должны соблюдаться при работе с двигателями данного типа.

В асинхронном двигателе, подключаемом непосредственно к сети, частоту вращения регулируют, изменяя напряжение питания. Этот способ не слишком эффективен, поскольку коэффициент полезного действия сильно меняется из-за нелинейного характера зависимости скорости от напряжения. К синхронному двигателю данный метод применять нельзя.

Трехфазный инвертор позволяет регулировать обороты электродвигателей обоих типов (синхронного и асинхронного). Прибор должен обеспечивать уменьшение напряжения при снижении частоты.

Зная, как сделать мощнее электродвигатель, вы сможете заставить оборудование, к которому он подключен, работать с гораздо большей эффективностью и КПД. Естественно, перед началом работ следует четко представлять себе номинальную мощность двигателя. Данные можно найти в паспорте или на табличке, прикрепленной к корпусу агрегата. Если они отсутствуют (или не читаемы), воспользуйтесь одним из способов определения мощности, описанных в предыдущих статьях.

Работая с электродвигателем, соблюдайте правила техники безопасности. Не допускайте его перегрева и следите, чтобы он эксплуатировался в подходящих условиях. При поломке агрегата или первых признаках неисправности проведите технический осмотр и устраните неполадки. Если проблема слишком серьезная, и вы не можете справиться с ней самостоятельно, обратитесь к специалисту. Срок службы двигателя зависит от множества факторов, но в ваших силах свести к минимуму возможность поломки и сделать так, чтобы устройство работало долго и эффективно.

Управление скоростью вращения однофазных двигателей

Однофазные асинхронные двигатели питаются от обычной сети переменного напряжения 220 В.

Наиболее распространённая конструкция таких двигателей содержит две (или более) обмотки — рабочую и фазосдвигающую. Рабочая питается напрямую, а дополнительная через конденсатор, который сдвигает фазу на 90 градусов, что создаёт вращающееся магнитное поле. Поэтому такие двигатели ещё называют двухфазные или конденсаторные.

Регулировать скорость вращения таких двигателей необходимо, например, для:

• изменения расхода воздуха в системе вентиляции
• регулирования производительности насосов
• изменения скорости движущихся деталей, например в станках, конвеерах

В системах вентиляции это позволяет экономить электроэнергию, снизить уровень акустического шума установки, установить необходимую производительность.

Способы регулирования

Рассматривать механические способы изменения скорости вращения, например редукторы, муфты, шестерёнчатые трансмиссии мы не будем. Также не затронем способ изменения количества полюсов обмоток.

Рассмотрим способы с изменением электрических параметров:

• изменение напряжения питания двигателя
• изменение частоты питающего напряжения

Регулирование напряжением

Регулирование скорости этим способом связано с изменением, так называемого, скольжения двигателя — разностью между скоростью вращения магнитного поля, создаваемого неподвижным статором двигателя и его движущимся ротором:

n₁ — скорость вращения магнитного поля

n₂ — скорость вращения ротора

При этом обязательно выделяется энергия скольжения — из-за чего сильнее нагреваются обмотки двигателя.

Данный способ имеет небольшой диапазон регулирования, примерно 2:1, а также может осуществляться только вниз — то есть, снижением питающего напряжения.

При регулировании скорости таким способом необходимо устанавливать двигатели завышенной мощности.

Но несмотря на это, этот способ используется довольно часто для двигателей небольшой мощности с вентиляторной нагрузкой.

На практике для этого применяют различные схемы регуляторов.

Автотрансформаторное регулирование напряжения

Автотрансформатор — это обычный трансформатор, но с одной обмоткой и с отводами от части витков. При этом нет гальванической развязки от сети, но она в данном случае и не нужна, поэтому получается экономия из-за отсутствия вторичной обмотки.

На схеме изображён автотрансформатор T1, переключатель SW1, на который приходят отводы с разным напряжением, и двигатель М1.

Регулировка получается ступенчатой, обычно используют не более 5 ступеней регулирования.

Преимущества данной схемы:

• неискажённая форма выходного напряжения (чистая синусоида)
• хорошая перегрузочная способность трансформатора

Недостатки:

• большая масса и габариты трансформатора (зависят от мощности нагрузочного мотора)
• все недостатки присущие регулировке напряжением



Тиристорный регулятор оборотов двигателя

В данной схеме используются ключи — два тиристора, включённых встречно-параллельно (напряжение переменное, поэтому каждый тиристор пропускает свою полуволну напряжения) или симистор.



Схема управления регулирует момент открытия и закрытия тиристоров относительно фазового перехода через ноль, соответственно «отрезается» кусок вначале или, реже в конце волны напряжения.



Таким образом изменяется среднеквадратичное значение напряжения.

Данная схема довольно широко используется для регулирования активной нагрузки — ламп накаливания и всевозможных нагревательных приборов (так называемые диммеры).

Ещё один способ регулирования — пропуск полупериодов волны напряжения, но при частоте в сети 50 Гц для двигателя это будет заметно — шумы и рывки при работе.

Для управления двигателями регуляторы модифицируют из-за особенностей индуктивной нагрузки:

• устанавливают защитные LRC-цепи для защиты силового ключа (конденсаторы, резисторы, дроссели)
• добавляют на выходе конденсатор для корректировки формы волны напряжения
• ограничивают минимальную мощность регулирования напряжения — для гарантированного старта двигателя
• используют тиристоры с током в несколько раз превышающим ток электромотора

Достоинства тиристорных регуляторов:

• низкая стоимость
• малая масса и размеры

Недостатки:

• можно использовать для двигателей небольшой мощности
• при работе возможен шум, треск, рывки двигателя
• при использовании симисторов на двигатель попадает постоянное напряжение
• все недостатки регулирования напряжением



Стоит отметить, что в большинстве современных кондиционеров среднего и высшего уровня скорость вентилятора регулируется именно таким способом.

Транзисторный регулятор напряжения

Как называет его сам производитель — электронный автотрансформатор или ШИМ-регулятор.



Изменение напряжения осуществляется по принципу ШИМ (широтно-импульсная модуляция), а в выходном каскаде используются транзисторы — полевые или биполярные с изолированным затвором (IGBT).



Выходные транзисторы коммутируются с высокой частотой (около 50 кГц), если при этом изменить ширину импульсов и пауз между ними, то изменится и результирующее напряжение на нагрузке. Чем короче импульс и длиннее паузы между ними, тем меньше в итоге напряжение и подводимая мощность.

Для двигателя, на частоте в несколько десятков кГц, изменение ширины импульсов равносильно изменению напряжения.

Выходной каскад такой же как и у частотного преобразователя, только для одной фазы — диодный выпрямитель и два транзистора вместо шести, а схема управления изменяет выходное напряжение.

Плюсы электронного автотрансформатора:

• Небольшие габариты и масса прибора
• Невысокая стоимость
• Чистая, неискажённая форма выходного тока
• Отсутствует гул на низких оборотах
• Управление сигналом 0-10 Вольт

Слабые стороны:

• Расстояние от прибора до двигателя не более 5 метров (этот недостаток устраняется при использовании дистанционного регулятора)
• Все недостатки регулировки напряжением

Частотное регулирование

Ещё совсем недавно (10 лет назад) частотных регуляторов скорости двигателей на рынке было ограниченное количество, и стоили они довольно дорого. Причина — не было дешёвых силовых высоковольтных транзисторов и модулей.

Но разработки в области твердотельной электроники позволили вывести на рынок силовые IGBT-модули. Как следствие — массовое появление на рынке инверторных кондиционеров, сварочных инверторов, преобразователей частоты.

На данный момент частотное преобразование — основной способ регулирования мощности, производительности, скорости всех устройств и механизмов приводом в которых является электродвигатель.

Однако, преобразователи частоты предназначены для управления трёхфазными электродвигателями.

Однофазные двигатели могут управляться:

• специализированными однофазными ПЧ
• трёхфазными ПЧ с исключением конденсатора

Преобразователи для однофазных двигателей

В настоящее время только один производитель заявляет о серийном выпуске специализированного ПЧ для конденсаторных двигателей — INVERTEK DRIVES.

Это модель Optidrive E2



Для стабильного запуска и работы двигателя используются специальные алгоритмы.

При этом регулировка частоты возможна и вверх, но в ограниченном диапазоне частот, этому мешает конденсатор установленный в цепи фазосдвигающей обмотки, так как его сопротивление напрямую зависит от частоты тока:

f — частота тока

С — ёмкость конденсатора

В выходном каскаде используется мостовая схема с четырьмя выходными IGBT транзисторами:



Optidrive E2 позволяет управлять двигателем без исключения из схемы конденсатора, то есть без изменения конструкции двигателя — в некоторых моделях это сделать довольно сложно.

Преимущества специализированного частотного преобразователя:

• интеллектуальное управление двигателем
• стабильно устойчивая работа двигателя
• огромные возможности современных ПЧ:
  • возможность управлять работой двигателя для поддержания определённых характеристик (давления воды, расхода воздуха, скорости при изменяющейся нагрузке)
  • многочисленные защиты (двигателя и самого прибора)
  • входы для датчиков (цифровые и аналоговые)
  • различные выходы
  • коммуникационный интерфейс (для управления, мониторинга)
  • предустановленные скорости
  • ПИД-регулятор

  Минусы использования однофазного ПЧ:

  • ограниченное управление частотой
  • высокая стоимость

  Использование ЧП для трёхфазных двигателей

  

  Стандартный частотник имеет на выходе трёхфазное напряжение. При подключении к ему однофазного двигателя из него извлекают конденсатор и соединяют по приведённой ниже схеме:

  

  Геометрическое расположение обмоток друг относительно друга в статоре асинхронного двигателя составляет 90°:

  

  Фазовый сдвиг трёхфазного напряжения -120°, как следствие этого — магнитное поле будет не круговое , а пульсирующее и его уровень будет меньше чем при питании со сдвигом в 90°.

  В некоторых конденсаторных двигателях дополнительная обмотка выполняется более тонким проводом и соответственно имеет более высокое сопротивление.

  При работе без конденсатора это приведёт к:

  • более сильному нагреву обмотки (срок службы сокращается, возможны кз и межвитковые замыкания)
  • разному току в обмотках

  Многие ПЧ имеют защиту от асимметрии токов в обмотках, при невозможности отключить эту функцию в приборе работа по данной схеме будет невозможна

  15 Способов увеличить мощность двигателя Вашего автомобиля

  Лошадиные силы. Эти слова вы слышите снова и снова в автомобильном мире. Честно говоря, многие автомобильные парни даже научно не знают, что это такое, просто они хотят этого, и очень много. Однако, если вы повернетесь к этому человеку, хвастающемуся лошадиными силами, и спросите его, “что это такое”, он мало что сможет сказать . Только то, что это заставляет машину ехать быстрее. Но что это? Что такое лошадиная сила и как мы получаем ее больше в наших автомобильных двигателях?

  Итак лошадиная сила — это единица мощности. Мощность, которая требуется, чтобы равномерно вертикально поднимать груз массой в 75 кг со скоростью 1 метр в секунду при стандартном ускорении свободного падения.

  Откуда взялось выражение "лошадиная сила"? Именно там, где вы могли бы подумать. от лошадей, и человека по имени Джеймс Уотт, который целыми днями пялился на мельничных лошадей, ходивших кругами и приводивших мельницы в движение. Он создал паровую машину, которая, как он утверждал, будет превосходить лошадей в 200 раз, но ему было трудно объяснить это мельникам по сравнению с их лошадьми. Поэтому он разработал формулу рабочей нагрузки, чтобы помочь связать ее с ними на том факте, что, по его оценкам, мельничная лошадь будет тянуть/толкать валы мельницы с силой 200 кг , по 7 -метровому кругу, 144 раза в час. Затем он сделал больше математических вычислений, чтобы прийти к уравнению, сколько мельничная лошадь может толкать кг на одну ногу за одну минуту, которые он приравнял к одной лошадиной силе.

  Итак, теперь, когда мы знаем происхождение единицы энергии, как мы можем получить ее больше?

  Как увеличить мощность двигателя вашего автомобиля

  Есть много способов увеличить мощность вашего автомобиля, но мы начнем с понимания того, как на самом деле работает двигатель вашего автомобиля. Проще говоря, двигатель вашего автомобиля-это один большой воздушный насос с серией преднамеренных взрывов, которые давят на поршни . Если вы хотите увеличить мощность двигателя, вам, по сути, нужно найти способы прокачивать больше воздуха через двигатель.

  1. Установка высокоэффективного забора холодного воздуха для увеличения мощности двигателя

  Чем холоднее воздух, тем он плотнее. Это означает, что на один и тот же объем приходится больше воздуха. По этой же причине вы заметите, что воздушный шар может сдуваться, когда вы берете его на улицу в холод, или ваши автомобильные шины будут «терять» воздух зимой. Для вас это означает, что чем плотнее воздух поступает в двигатель вашего автомобиля, тем больше молекул воздуха присутствует в смеси с топливом, чтобы гореть и создавать энергию. Суть в том, что чем лучше, глубже, чище, быстрее и эффективнее ваш автомобиль может вдыхать и выдыхать, тем больше у вас возможностей для увеличения мощности. Так как же нам это сделать?

  Холодные воздухозаборники делают именно это. Холодные воздухозаборники втягивают воздух в автомобиль из “более холодного” места снаружи автомобиля. У них есть специальные фильтры, которые увеличивают площадь поверхности, через которую воздух проходит в двигатель, иногда в 3 раза больше, чем ваши заводские. Это также уменьшает сопротивление и нежелательную турбулентность, которая уменьшила бы или подавила устойчивый поток воздуха к двигателю.

  2. Установка высокопроизводительного воздушного фильтра и воздухозаборника.

  Быстрый, дешевый и простой способ добавить еще несколько лошадиных сил в ваш двигатель — это заменить воздушный фильтр на высокоэффективный. Это позволяет вашему двигателю легче “дышать”, набирая небольшое количество дополнительной мощности.

  3. Высокоэффективная Выхлопная Система

  Установка прямоточного выхлопа с трубами большего диаметра позволит вашему автомобилю быстрее вытеснять выхлопные газы. Чем быстрее автомобиль может выдыхать отработанные газы , тем быстрее он может вдыхать свежий заряд , чтобы сделать больше работы .

  Принудительная подача воздуха

  Один из самых эффективных (но дорогих) способов увеличить мощность вашего автомобиля-это бросить в машину нагнетатель или турбонагнетатель.

  4. Нагнетатель

  В отличие от того, как холодные воздухозаборники приносят пользу вашему автомобилю, обеспечивая более плотный воздух , системы принудительной индукции сжимают воздух, поступающий в ваш двигатель, и могут обеспечить более чем 50% — ное увеличение мощности вашего двигателя. Если ваш движок и кошелек могут одновременно выдерживать такое . “Нагнетая” больше воздуха, вы можете сжигать больше топлива и вырабатывать больше энергии. Нагнетатели проще в установке, чем их кузены турбокомпрессоры, и дают вам больше мгновенного удовольствия, когда вы нажимаете на газ. Будучи “ременными”, они наиболее эффективны на 6-цилиндровых двигателях по сравнению с четырьмя. Они также не требуют интеркулера, поэтому у вас меньше проблем с теплом или поломками.

  В то время как нагнетатель получает свою мощность от ремня, соединяющегося непосредственно с двигателем, турбонагнетатель получает свою мощность на выходе из выхлопной трубы. Они чрезвычайно эффективны в том отношении, что они “перерабатывают” энергию из выхлопного потока для питания самих себя, но по своей природе они создают задержку или “турбо-лаг”. С турбонагнетателем вы получаете увеличение мощности на 25%, хотя пиковая мощность может быть выше, чем у нагнетателя.

  6. Закись азота

  Еще один фаворит “Форсажа”. по сути, это портативное зарядное устройство, что делает его одной из самых привлекательных функций (тот факт, что вы можете переносить комплект из машины в машину, не теряя своих инвестиций). Закись азота похожа на банку “воздухогенератора”. Это, по сути, создает больше воздуха, в свою очередь, создавая больше мощности. Набор NOS может стоить вам достаточно дорого . Но с другой стороны, их можно использовать в дополнение к турбонагнетателю или нагнетателю, чтобы уменьшить запаздывание и увеличить конечную мощность лошадиных сил.

  7. Комплект для Впрыска Воды

  Комплект для впрыска воды может одновременно увеличить расход топлива вашего автомобиля и уменьшить отложения углерода в камерах сгорания, помогая предотвратить закоксовку двигателя, потому что вы слишком бедны , чтобы залить супер премиум топливо в бак вашего автомобиля.

  В то время как эта модификация ничего не сделает для увеличения лошадиных сил на атмосферном двигателе, в сочетании с турбонаддувом или нагнетателями вы увидите, что лошадиные силы значительно увеличиваются.

  8. Замена распределительного вала

  Увеличивая продолжительность и время открытия клапанов в двигателе, вы можете увеличить как мощность, так и ускорение вашего автомобиля. Это можно сделать, установив распредвал с кулачками улучшенной производительности. Недостатком этого, является то, что будет более шумный звук двигателя.

  9. Перепрошейте компьютер вашего автомобиля

  Есть устройства, которые перепрограммируют компьютер вашего автомобиля, позволяя увеличить мощность, крутящий момент и даже увеличить расход топлива. В зависимости от двигателя, вы можете увидеть довольно приличные выгоды таким образом.

  Итак, в продолжение того, как увеличить мощность двигателя вашего автомобиля, у нас есть наш последний раздел, который честно просто объясняет: “Как не ПОТЕРЯТЬ свою мощность.” Те из вас, кто не относится к своим автомобилям со всем вниманием, которого они заслуживают, быстро обнаружат, что их лошадиные силы уходят на пастбище.

  10. Используйте правильное топливо.

  Перестаньте быть дешевками ! Вы тратите деньги на высокоэффективную машину, помещая в нее низкокачественный бензин . То, что произойдет, — это одно из двух… 1. В старых автомобилях вы создадите закоксовку двигателя, которая отрицательно влияет на выходную мощность. 2. Ваш новый автомобиль будет электронным образом приспосабливаться к дешевому топливу. Оно начнет гореть с более низкой скоростью, снижая производительность двигателя и убивая стадо ваших лошадей одну за другой.

  11. Держите фильтры в чистоте.

  Если ваш автомобиль не может дышать, ваш автомобиль не может работать. Держите ваши воздушные и топливные фильтры чистыми и ваш автомобиль будет продолжать выдавать свой максимальный потенциал лошадиных сил.

  12. Держите свою машину настроенной.

  Если ваши свечи зажигания не искрят, ваш двигатель не работает. Не только сохранение здоровых свечей зажигания в вашем автомобиле будет поддерживать его производительность, обновление до более качественных свечей зажигания также может улучшить его производительность.

  13. Используйте качественное масло.

  Все, что создает трение в двигателе вашего автомобиля, снижает производительность. Следите за всеми жидкостями вашего автомобиля и меняйте их по расписанию. Чем лучше состояние моторного масла вашего автомобиля, тем больше оно может сделать для вашей мощности двигателя.

  14. Уберите лишний вес.

  Сведение веса вашего автомобиля к минимуму является ключом к повышению производительности вашего автомобиля, поэтому удалите весь ненужный вес из вашего автомобиля. Это включает в себя задние сиденья, запасные шины, автомобильные домкраты, кондиционеры, динамики и даже замену деталей вашего автомобиля стекловолокном или углеродным волокном. Если вы уберете весь свой кондиционер и свою подругу, вы увидите значительный эффект .

  15. Обновите свои колеса.

  Чтобы помочь вашему автомобилю работать лучше, высокоэффективные колеса и шины не только уменьшат вес вашего автомобиля, но и помогут лучше справляться с управлением. Вы можете сбросить около 5 кг и больше за одно колесо.

  Как можно регулировать обороты асинхронного двигателя: обзор способов

  Благодаря надежности и простоте конструкции асинхронные двигатели (АД) получили широкое распространение. В большинстве станков, промышленном и бытовом оборудовании применяются электродвигатели такого типа. Изменение скорости вращения АД производится механически (дополнительной нагрузкой на валу, балластом, передаточными механизмами, редукторами и т.д.) или электрическими способами. Электрическое регулирование более сложное, но и гораздо более удобное и универсальное.

  

  Для многих агрегатов применяется именно электрическое управление. Оно обеспечивает точное и плавное регулирование пуска и работы двигателя. Электрическое управление производится за счет:

  • изменения частоты тока;
  • силы тока;
  • уровня напряжения.

  В этой статье мы рассмотрим популярные способы, как может осуществляться регулировка оборотов асинхронного двигателя на 220 и 380В.

  Изменение скорости АД с короткозамкнутым ротором

  Существует несколько способов:

  1. Управление вращением за счет изменения электромагнитного поля статора: частотное регулирование и изменение числа пар полюсов.
  1. Изменение скольжения электромотора за счет уменьшения или увеличения напряжения (может применяться для АД с фазным ротором).

  Частотное регулирование

  В данном случае регулировка производится с помощью подключенного к двигателю устройства для преобразования частоты. Для этого применяются мощные тиристорные преобразователи. Процесс частотного регулирования можно рассмотреть на примере формулы ЭДС трансформатора:

  Данное выражение означает, что для сохранения постоянного магнитного потока, означающего сохранение перегрузочной способности электромотора, следует одновременно с преобразованием частоты корректировать и уровень питающего напряжения. Если сохраняется выражение, вычисленное по формуле:

  то это означает, что критический момент не изменен. А механические характеристики соответствуют рисунку ниже, если вы не понимаете, что значат эти характеристики, то в этом случае регулировка происходит без потери мощности и момента.

  

  Достоинствами данного метода являются:

  • плавное регулирование;
  • изменение скорости вращения ротора в большую и меньшую сторону;
  • жесткие механические характеристики;
  • экономичность.

  Недостаток один — необходимость в частотном преобразователе, т.е. увеличение стоимости механизма. К слову, на современном рынке представлены модели с однофазным и трёхфазным входом, стоимость которых при мощности 2-3 кВт лежит в диапазоне 100-150 долларов, что не слишком дорого для полноценной регулировки привода станков в частной мастерской.

  Переключение числа пар полюсов

  Данный метод применяется для многоскоростных двигателей со сложной обмоткой, позволяющей изменять число пар ее полюсов. Самое широкое применение получили двухскоростные, трехскоростные и четырехскоростные АД. Принцип регулировки проще всего рассмотреть на основе двухскоростного АД. В такой машине обмотка каждой фазы состоит из двух полуобмоток. Скорость вращения изменяется при подключении их последовательно или параллельно.

  

  В четырехскоростном электродвигателе обмотка выполнена в виде двух независимых друг от друга частей. При изменении числа пар полюсов первой обмотки производится изменение скорости работы электромотора с 3000 до 1500 оборотов в минуту. При помощи второй обмотки производится регулировка вращения 1000 и 500 оборотов в минуту.

  При изменении числа пар полюсов происходит и изменение критического момента. Для его сохранения неизменным, требуется одновременно с изменением числа пар полюсов регулировать и питающее напряжение, например, переключением схемы звезда-треугольник и их вариациями.

  Достоинства данного метода:

  • жесткие механические характеристики двигателя;
  • высокий КПД.
  • ступенчатая регулировка;
  • большой вес и габаритные размеры;
  • высокая стоимость электромотора.

  Способы управления скоростью АД с фазным ротором

  Изменение скорости вращения АД с фазным ротором производится путем изменения скольжения. Рассмотрим основные варианты и способы.

  Изменение питающего напряжения

  Этот способ также применяется для АД с КЗ ротором. Асинхронный двигатель подключается через автотрансформатор или ЛАТР. Если уменьшать напряжение питания, частота вращения двигателя снизится.

  

  Но такой режим уменьшает перегрузочную способность двигателя. Этот способ применяется для регулирования в пределах напряжения не выше номинального, так как увеличение номинального напряжения приведет к выходу электродвигателя из строя.

  Активное сопротивление в цепи ротора

  При использовании данного метода в цепь ротора подключается реостат или набор постоянных резисторов большой мощности. Данное устройство предназначено для плавного увеличения сопротивления.

  

  Скольжение растет пропорционально увеличению сопротивления, а скорость вращения вала электромотора при этом снижается.

  

  • большой диапазон регулирования в сторону понижения скорости вращения.
  • снижение КПД;
  • увеличение потерь;
  • ухудшение механических характеристик.

  Асинхронный вентильный каскад и машины двойного питания

  Изменение скорости работы асинхронных электромоторов в данных случаях выполняется путем изменения скольжения. При этом скорость вращения электромагнитного поля неизменна. Напряжение подается напрямую на обмотки статора. Регулировка происходит за счет использования мощности скольжения, которая трансформируется в цепь ротора, и образует добавочную ЭДС. Такие методы используются только в специальных машинах и крупных промышленных устройствах.

  

  Плавный пуск асинхронных электродвигателей

  АД кроме безусловных преимуществ, обладают существенными недостатками. Это рывок на старте и большие пусковые токи, в 7 раз превышающие номинальные. Для мягкого старта электродвигателя используются следующие методы:

  • переключение обмоток по схеме звезда – треугольник;
  • включение электродвигателя через автотрансформатор;
  • использование специализированных устройств для плавного пуска.

  В большинстве частотных регуляторов есть функция плавного пуска двигателя. Это не только снижает пусковые токи, но и уменьшает нагрузки на исполнительные механизмы. Поэтому регулирование частоты и плавный пуск довольно сильно связаны между собой.

  Как сделать устройство для изменения скорости вращения электродвигателя своими руками

  Для регулировки маломощных однофазных АД можно использовать диммеры. Однако этот способ ненадежен и обладает серьезными недостатками: снижением КПД, серьезным перегревом устройства и опасностью повреждения двигателя.

  Для надежного и качественного регулирования оборотов электродвигателей на 220В, лучше всего подходит частотное регулирование.

  Приведенная ниже схема позволяет собрать частотное устройство для регулировки электромоторов мощностью до 500 Вт. Изменение скорости вращения производится в границах от 1000 до 4000 оборотов в минуту.

  Устройство состоит из задающего генератора с изменяемой частотой, состоящего из мультивибратора, собранного на микросхеме К561ЛА7, счетчика на микросхеме К561ИЕ8, полумоста регулятора. Выходной трансформатор Т1 выполняет развязку верхнего и нижнего транзисторов полумоста.

  

  Демпфирующая цепь С4, R7 гасит всплески напряжения опасные для силовых транзисторов VT3, VT4. Выпрямитель, удвоитель напряжения питающей сети, включает в себя диодный мост VD9, с конденсатором фильтра на которых происходит удвоение напряжения питания полумоста.

  Напряжение первичной обмотки: 2х12В, вторичной обмотки 12В. Первичная обмотка трансформатора управления ключами, состоит из 120 витков медного провода сечением 0,7мм, с отводом от середины. Вторичная – две обмотки, каждая по 60 витков повода сечением 0,7 мм.

  Вторичные обмотки необходимо максимально надежно заизолировать друг от друга, так как разница потенциалов между ними доходит до 640 В. Подключение выходных обмоток к затворам ключей производится в противофазе.

  Вот мы и рассмотрели способы регулировки оборотов асинхронных двигателей. Если возникли вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!