Jak vypočítám příkon asynchronního motoru?

[jaakuub]

Znám štítkové údaje motoru (cos(fi)=0,87, výkon=1,5kW, napětí 360V), měničem frekvence měním frekvenci v rozsahu 0-50Hz a pro jednotlivé frekvence mám změřené otáčky. Jsem schopen z těchto údajů vypočítat/zjistit příkon?

[Martin Kurka]

Vážený pane Jaakuube,
nevypočítáte, jen dokážete slušně odhadnout.
V podstatě je nutné motor při nižší frekvenci měničem napájet nižším napětím, aby se nepřesytil a nepřetížil. U jednoduchých měničů nebo u měničů pro frekvenční sítě je snižování napětí podle lineární závislosti U/f. Přičemž v nulové frekvenci není nastavené napětí nulové. U vektorových měničů je si podle otáček a proudu motorem měnič počítá z modelu motoru výstupní napětí sám a dynamicky.
Tudíž se dá orientačně říci, že v oblasti od cca 8-12Hz do50Hz (pro evropský motor 50Hz) lze motor zatížit pouze nižším mechanickým výkonem, který je na otáčkách n takřka lineárně závislý. P=M*n*konstanta. A moment M se dá říci, že je prakticky také v uvedeném rozsahu frekvencí konstantní. Jakmile se dostanete nad synchronní otáčky, musíte udržovat napětí konstantní (plné napájecí) a motor jede na plný konstantní výkon. Více kvůli přetížení nemůže.  Moment se vzrůstajícími otáčkami mu nutně začíná klesat. Nad jistou hranicí otáček musíte jít ještě s výkonem níž, jednak začínají motor silně zatěžovat ventilátor (plastové ventilátory na 150Hz se již splehlivě rozlomí přetížením). Jednak jsou vysoké frekvenční ztráty v železe a vinutí. Přikládám graf a nějakou literaturu, abyste měl zhruba představu o reálných křivkách. V českých orientačních grafech ten ohyb vidíte dost dobře. Ty české grafy jsou takové přehlednější.
Pozor anglosaská literatura má synchronní otáčky 60Hz! Ať vás to nezmátne.

K dovršení všeho zde uváděné grafy jsou jen o výkonu na hřídeli. Příkon kolísá ještě více a to je dáno nelineární závislostí ztrát na frekvenci. Přece jen jsou motory konstrukčně laděné na 50 či 60Hz a 100% zátěž - tam mají nejvyšší účinnost. Jakmile s něčím hejbnete závisí vám příkon jak na frekvenci napájecího napětí, tak na velikosti proudu (mechanické zátěži). Dostal byste prostotovou křivku u nišších otáček se ohýbající - v každém případě v nízkých otáčkách je to prostorová hokejka na konci. A to u blízkosti skluzové frekvence je vše úplně jinak.
Na druhé straně při přetočení motoru musíte dbát na odstředivé síly rostoucí se čtvercem otáček. Motor 4pólový 1500ot/min, vyráběný ve dvou modifikacích pro 1500 otáče/min i pro 3000 ot/min můžete s klidem přetočit na oněch 3000 otáček s klidem, že to přežije jak rotor, tak vrtule. Ale standardní 3000otáčkový  motor  na 6000 ot/min se roztrhne jako granát.