Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля

Перегрузки силовых трансформаторов

Перегрузки определяются преобразованием заданного графика нагрузки в эквивалентный в тепловом отношении (рис. 3.5). Допустимая нагрузка трансформатора зависит от начальной нагрузки, максимума нагрузки и его продолжительности и характеризуется коэффициентом превышения нагрузки:

Допустимые систематические перегрузки трансформаторов определяются из графиков нагрузочной способности трансформаторов, задаваемых таблично или графически. Коэффициент перегрузки передается в зависимости от среднегодовой температуры воздуха /сп вида охлаждения и мощности трансформаторов, коэффициента начальной нагрузки кн н и продолжительности двухчасового эквивалентного максимума нагрузки tmах.

Если максимум графика нагрузки в летнее время меньше номинальной мощности трансформатора, то в зимнее время допускается длительная 1%я перегрузка трансформатора на каждый процент недогрузки летом, но не более чем на 15 %. Суммарная систематическая перегрузка трансформатора не должна превышать 150 %. При отсутствии систематических перегрузок допускается длительная нагрузка трансформаторов током на 5 % выше номинального при условии, что напряжение каждой из обмоток не будет превышать номинальное.

Дополнительные перегрузки одной ветви за счет длительной недогрузки другой допускаются в соответствии с указаниями заводом — изготовителя. Так, трехфазные трансформаторы с расщепленной обмоткой 110 кВ мощностью 20, 40 и 63 М ВА допускают следующие относительные нагрузки: при нагрузке одной ветви обмотки 1,2; 1,07; 1,05 и 1,03 нагрузки другой ветви должны составлять соответственно 0; 0,7; 0,8 и 0,9.

Читать также: Что такое вид в черчении определение

Примеры решения задач

Задача 1

Ложка медленно тонет в большой банке меда. На нее действуют сила тяжести, сила вязкого трения и выталкивающая сила. Какая из этих сил при движении тела совершает положительную работу? Выберите правильный ответ:

1. Выталкивающая сила.
2. Сила вязкого трения.
3. Сила тяжести.
4. Ни одна из перечисленных сил.

Решение

Поскольку ложка падает вниз, перемещение направлено вниз. В ту же сторону, что и перемещение, направлена только сила тяжести. Это значит, что она совершает положительную работу.

Ответ: 3.

Задача 2

Ящик тянут по земле за веревку по горизонтальной окружности длиной L = 40 м с постоянной по модулю скоростью. Модуль силы трения, действующей на ящик со стороны земли, равен 80 H. Чему равна работа силы тяги за один оборот?

Решение

Поскольку ящик тянут с постоянной по модулю скоростью, его кинетическая энергия не меняется. Вся энергия, которая расходуется на работу силы трения, должна поступать в систему за счет работы силы тяги. Отсюда находим работу силы тяги за один оборот:

Ответ: 3200 Дж.

Задача 3

Тело массой 2 кг под действием силы F перемещается вверх по наклонной плоскости на расстояние l = 5 м. Расстояние тела от поверхности Земли при этом увеличивается на 3 метра. Вектор силы F направлен параллельно наклонной плоскости, модуль силы F равен 30 Н. Какую работу при этом перемещении в системе отсчета, связанной с наклонной плоскостью, совершила сила F?

Решение

В данном случае нас просят найти работу силы F, совершенную при перемещении тела по наклонной плоскости. Это значит, что нас интересуют сила F и пройденный путь. Если бы нас спрашивали про работу силы тяжести, мы бы считали через силу тяжести и высоту.

Работа силы определяется как скалярное произведение вектора силы и вектора перемещения тела. Следовательно:

A = Fl = 30 * 5 = 150 Дж

Ответ: 150 Дж.

Особенности расчёта в цепях переменного электричества

Чтобы выполнить расчёты P, потребляемой нагрузкой в цепях изменяющегося электричества, нужно чётко разделять схемы включения. Они могут быть однофазными и трёхфазными.

В однофазных цепях P находят, перемножив значение силы тока на значение напряжения (220 В). При этом учитывают наличие фазного сдвига между ними.

В трёхфазных сетях с напряжением 380 В рассматривают два случая:

• симметричная нагрузка по фазам;
• ассиметричная нагрузка фаз.

В первом случае P находят по формуле:

Во втором случае необходимо рассчитывать P для каждой фазы (А, В, С). Общее значение P – это результат суммирования:

P общ = PфА + PфВ + PфС.

Внимание! Когда необходимо найти полную мощность трёхфазной цепи, находят по такому же принципу значения реактивной Q. Рассчитать ток по мощности, зная, какое напряжение: фазное (220 В) или линейное (380 В), можно и в этом случае, выразив его из общей формулы P

Рассчитать ток по мощности, зная, какое напряжение: фазное (220 В) или линейное (380 В), можно и в этом случае, выразив его из общей формулы P.

Мощность тока

Разобравшись с понятием механической мощности, перейдём к рассмотрению электрической мощности (мощность электрического тока). Как Вы должны знать U — это работа, выполняемая при перемещении одного кулона, а ток I — количество кулонов, проходящих за 1 сек. Поэтому произведение тока на напряжение показывает полную работу, выполненную за 1 сек, то есть электрическую мощность или мощность электрического тока.

Активная электрическая мощность (это мощность, которая безвозвратно преобразуется в другие виды энергии — тепловую, световую, механическую и т.д.) имеет свою единицу измерения — Вт (Ватт). Она равна произведению 1 вольта на 1 ампер. В быту и на производстве мощность удобней измерять в кВт (киловаттах, 1 кВт = 1000 Вт). На электростанциях уже используются более крупные единицы — мВт (мегаватты, 1 мВт = 1000 кВт = 1 000 000 Вт).

Будет интересно Что такое коэффициент полезного действия (КПД) и как рассчитать его по формуле

Реактивная электрическая мощность — это величина, которая характеризует такой вид электрической нагрузки, что создаются в устройствах (электрооборудовании) колебаниями энергии (индуктивного и емкостного характера) электромагнитного поля. Для обычного переменного тока она равна произведению рабочего тока I и падению напряжения U на синус угла сдвига фаз между ними: Q = U*I*sin(угла). Реактивная мощность имеет свою единицу измерения под названием ВАр (вольт-ампер реактивный). Обозначается буквой «Q».

Простым языком активную и реактивную электрическую мощность на примере можно выразить так: у нас имеется электротехническое устройство, которое имеет нагревательные тэны и электродвигатель. Тэны, как правило, сделаны из материала с высоким сопротивлением. При прохождении электрического тока по спирали тэна, электрическая энергия полностью преобразуется в тепло. Такой пример характерен активной электрической мощности.

Электродвигатель этого устройства внутри имеет медную обмотку. Она представляет собой индуктивность. А как мы знаем, индуктивность обладает эффектом самоиндукции, а это способствует частичному возврату электроэнергии обратно в сеть. Эта энергия имеет некоторое смещение в значениях тока и напряжения, что вызывает негативное влияние на электросеть (дополнительно перегружая её).

Расчетные формулы мощности тока

Похожими способностями обладает и ёмкость (конденсаторы). Она способна накапливать заряд и отдавать его обратно. Разница ёмкости от индуктивности заключается в противоположном смещении значений тока и напряжения относительно друг друга. Такая энергия ёмкости и индуктивности (смещённая по фазе относительно значения питающей электросети) и будет, по сути, являться реактивной электрической мощностью.

Более подробно о свойствах реактивной мощности мы поговорим в соответствующей статье, а в завершении этой темы хотелось сказать о взаимном влиянии индуктивности и ёмкости. Поскольку и индуктивность, и ёмкость обладают способностью к сдвигу фазы, но при этом каждая из них делает это с противоположным эффектом, то такое свойство используют для компенсации реактивной мощности (повышение эффективности электроснабжения). На этом и завершу тему, электрическая мощность, мощность электрического тока.

По какой формуле вычисляется

Формула механической мощности — средняя и мгновенная мощность

В следующих пунктах рассмотрены подробно типичные ситуации (подключаемые устройства):

• источник постоянного напряжения (светодиоды);
• ~220V, одна фаза (кухонная вытяжка);
• ~380V, три фазы (станок).

Расчет силы тока по мощности и напряжению в сети постоянного тока

С помощью изученных принципов можно выяснить, как посчитать мощность (пример):

• к источнику 5 V последовательно подключают несколько светодиодов;
• измеряют ток в цепи с помощью мультиметра (0,85 А);
• для определения количества ватт формула «P = I * U» поможет узнать результат: 5 * 0,85 = 4,25 Вт.

Как узнать мощность однофазной нагрузки

Без поправочных коэффициентов можно применить аналогичный алгоритм при подключении лампочки накаливания. Однако в рассматриваемом примере (вытяжка) вычисляют мощность переменного тока по формуле с учетом индуктивных параметров электродвигателя. В этом случае применяют специальный корректирующий множитель – cosϕ.

Треугольник мощностей

Как определить мощность, показывает следующий алгоритм действий:

• берут из сопроводительной документации значение cosϕ (например, 0,75);
• эти же данные производители указывают на типовых шильдиках;
• измеряют ток (1,25 А);
• напряжение известно – 220 B;
• чтобы определить мощность тока, формула дополняется соответствующим множителем:

Pакт = 1,25 * 220 *0,75 = 206,25 Вт.

Как найти мощность тока в трехфазной сети

В этих сетях электричество поступает к потребителям по разным цепям. Вместо «фазного» в данном случае применяют понятие «линейного» напряжения, которое измеряется между отдельными проводниками (Uлин=380В). Чтобы рассчитать мощность корректно, применяют дополнительный множитель (√3 = 1,7321).

Средняя P в активной нагрузке

Зная мощность переменного тока (350 Вт), после простого преобразования базовой формулы можно вычислить:

I = P/ (U * √3 * cosϕ) = 350 / (380 * 1,7321 * 0,75) = 350/ 493,6485 = 0,7 А.

Бирка (шильдик) электродвигателя

Осмотрев любой, за редким исключением, электродвигатель можно обнаружить табличку, привинченную на болты, саморезы или же заклепки. Что же написано на данном куске металла? Возьмем шильдик, заменив на нем заводской номер на название сайта.

Кстати, редко бывает, что табличка на электрооборудование находится в таком, почти идеальном состоянии. Часто данные выцветают или замазаны краской, ведь задача стоит для обслуживающего персонала покрасить двигатель, а не покрасить двигатель, оставив табличку нетронутой. Но, нам повезло. Пойдем по-порядку.

Первая строчка

— число фаз и тип тока (3

), заводской номер, частота сети, форма исполнения и монтажа, класс изоляции

Вторая строчка

— тип электродвигателя, косинус фи, возможные схемы соединения, номинальная частота вращения

Третья строчка

— возможные номинальные напряжения, номинальная мощность, IP — степень защиты электродвигателя, масса, режим работы электродвигателя (S1).

Четвертая строчка

— номинальные токи в зависимости от схемы включения обмоток, далее какому госту соответствует эд.

Рассмотрим отдельные параметры более подробно.

Мощность электродвигателя: полная, активная и на валу

Формула для расчета мощности трехфазного асинхронного двигателя:

S1 — полная мощность, потребляемая двигателем из сети

P1 — активная мощность, потребляемая электродвигателем из сети (указана на шильдике)

P — активная мощность на валу ЭД.

cosf — косинус фи, коэффициент мощности — угол сдвига фаз между активной (P) и полной мощностью (S).

В формулах выше, значение мощности получится в Вт, значение полной мощности в ВА. Чтобы перевести в киловатты необходимо получившееся значение разделить на тысячу. Значение тока и напряжения соответственно в формуле выше в амперах и вольтах.

I1 и U1 — линейные значения тока и напряжения, их еще называют междуфазными. Не стоит путать с фазными. Линейные — это АВ, ВС, СА (380); фазные — АО, ВО, СО (220). Если выразить формулы мощностей через фазные значения тока и напряжения, то вместо корня из трех вначале будет коэффициент 3. Этот коэффициент определяется наглядно через векторную диаграмму трехфазного напряжения.

Для двигателей постоянного тока формула будет просто произведение напряжения на зажимах двигателя умножить на ток, потребляемые двигателем из сети.

Потребляемая мощность p1 больше мощности на валу ЭД из-за потерь, которые возникают при преобразовании электрической энергии в механическую.

Звезда/Треугольник и 220/380, 380/660

Смотреть все значения по порядку как они идут через дробь. То есть написано на шильде Y/D ( треугольник/звезда), значит и токи, напряжения соответственно будут сначала для Y, а после дроби для звезды. Единственно, нюанс, что при 220/380 — треугольник будет 220, А при 380/660 — треугольник будет 380. То есть говорить, что 380 — это всегда звезда — неверно.

Всегда изучайте табличку на движке перед подключением.

Достоинства при подключении звездой и треугольником абстрактны, так как каждая схема имеет свои области применения:

Наиболее распространенным типом промышленных силовых установок являются асинхронные электродвигатели. Один из наиболее важных их параметров — мощность электродвигателя, которая в зависимости от модели может варьироваться в широких пределах. От мощности зависит тип энергосистемы, к которой двигатель можно подключить, а также тип и производительность оборудования, с которым он будет сопряжен. По этой причине, не зная мощность электродвигателя, использовать его практически невозможно.

Определение мощности электромотора по размерам сердечка статора

Если технического паспорта нет, можно произвести расчет мощности электродвигателя, исходя из размеров сердечника статора и частоты вращения. Для этого используется формула P2H = C * D1 2 / N1 * 10 -6 кВт. Здесь: С —постоянная мощность; D — размер внутреннего диаметра сердечника статора в см; l — длина статора в см; N1 — значение синхронной частоты вращения в об/мин.

Постоянная мощность зависит от частоты вращения и габаритов мотора. Она определяется по величине полюсного деления как зависимость мощности от количества полюсов и размеров полюсного деления τ, если U1 Рисунок 1. Шильдик с параметрами на корпусе электродвигателя Работая с электромоторами, нужно знать, как по шильдику определяется потребляемая мощность электродвигателя. Значение мощности Р — это не электрическая мощность мотора, а механическая мощность на валу, обозначенная в кВт.

Формула мощности электродвигателя

Формула мощности электродвигателя может учитывать массу нюансов технологического процесса. Благодаря развитию IT-технологий сегодня найти способы расчета такого показателя не составляет труда. А вот выбрать в огромном количестве предложенных вариантов тот, который подойдет именно вам, как показывает практика, не так-то просто.

Чтобы вы не растерялись в огромном количестве методичек и рекомендаций интернета, предлагаем универсальный вариант формулы, который подойдет практически для любого случая. Выглядит она следующим образом.

P = T * Ω

,где:

• P – потребляемая мощность электродвигателя (номинальная);
• T – необходимый момент вращения на валу;
• Ω – угловая скорость.

У экспликатов тоже есть свои формулы.

1. Вращающий момент (T) считается как произведение требуемого усилия тяги и радиуса рабочего органа подключаемого механизма.
   • Усилие тяги (обозначается как Ft) можно рассчитать по формуле Ft = t*M*2,5, где t –коэффициент трения (берется из таблицы данных, для подшипников качения, например, он известен и равняется 0,02), а М – масса груза, который перемещает оборудование. Произведение корректируется на коэффициент Ньютона, который тоже известен и составляет 2,5.
2. Радиус элемента вращения измеряют или берут из проектных/паспортных данных.
3. Угловую скорость определяют так: Ω = число Пи (π, принимается как 3,14)*n/30 (n – частота вращательного движения механизма, которое приводит в действие электродвигатель – берется из паспорта). Чтобы электродвигателя хватило с учетом возможных перегрузок привода, угловая скорость, рассчитанная приведенным способом, корректируется в большую сторону на коэффициент 1,5.

При расчете мощности электродвигателя надо делать поправку на тип соединения обмоток статора, от которого зависит значение рабочего тока. В соединениях типа «звезда» ток меньше в 1,73 раза, чем в соединениях «треугольник». Соответственно, для «звезды» показатель тоже надо уменьшать в 1,73 раза.

Стендап

Первой на барабаны заезжает Лада XRAY Cross с 1,8‑литровым двигателем ВАЗ‑21179. Серия зачетных выбегов дает лучший результат 118 л.с. при заявленных 122 силах. С учетом погрешности измерений можно считать, что вазовский мотор честно выдает заявленную мощность. А вот крутящий момент недотянул до заводских данных, часть ньютон-метров разбежалась в неизвестном направлении: 152 Н·м против 170 Н·м в заводской таблице характеристик.

Лада XRAY. Перед замерами определяем потери в трансмиссии — иначе точных данных не получить. Для этого проводим холостой выкат автомобиля на прямой (или близкой к прямой) передаче.

Лада XRAY. Перед замерами определяем потери в трансмиссии — иначе точных данных не получить. Для этого проводим холостой выкат автомобиля на прямой (или близкой к прямой) передаче.

Результаты замеров на динамометрическом стенде мы решили подкрепить замерами разгонной динамики до 100 км/ч с помощью измерительного комплекса VBOX Racelogic.

Результаты замеров на динамометрическом стенде мы решили подкрепить замерами разгонной динамики до 100 км/ч с помощью измерительного комплекса VBOX Racelogic.

Замеры динамики подтвердили старое правило: машину разгоняет не мощность, а крутящий момент. Те автомобили, что недобрали в моменте на стенде, хуже других выступили и в разгоне до 100 км/ч.

Замеры динамики подтвердили старое правило: машину разгоняет не мощность, а крутящий момент. Те автомобили, что недобрали в моменте на стенде, хуже других выступили и в разгоне до 100 км/ч.

Следом — три иномарки российской сборки: Renault Logan Stepway с 113‑сильным мотором 1.6, за ним хэтчбек Kia Ceed с мотором того же объема, но мощностью 128 л.с. и полноприводный Nissan X‑Trail с 2,5‑литровым двигателем в 171 л.с. Результаты замеров оказались как под копирку — все недобрали по пять-шесть «лошадок». А вот с крутящим моментом ситуация другая: Renault и Kia выдали близкие к официальным данным результаты, тогда как Nissan X‑Trail «ньютонов» недосчитался.

Renault Logan. Как мы ни старались, двигатель Логана так и не выдал 113 л.с. Хотя крутящий момент практически повторил заводские данные. Интересно, что бóльшая его часть доступна уже после 2000 об/мин. Правда, на средних оборотах есть небольшой провал, что ощуща­ется и при разгоне.

Renault Logan. Как мы ни старались, двигатель Логана так и не выдал 113 л.с. Хотя крутящий момент практически повторил заводские данные. Интересно, что бóльшая его часть доступна уже после 2000 об/мин. Правда, на средних оборотах есть небольшой провал, что ощуща­ется и при разгоне.

Kia Ceed. Графики момента и мощности Сида подтверждаются субъективными ощущени­ями — эластичность неплоха, а подхват на высоких оборотах находит отражение во внешней скоростной характеристике. После 5000 об/мин наблюдается всплеск мощности и момента.

Kia Ceed. Графики момента и мощности Сида подтверждаются субъективными ощущени­ями — эластичность неплоха, а подхват на высоких оборотах находит отражение во внешней скоростной характеристике. После 5000 об/мин наблюдается всплеск мощности и момента.

Nissan X‑Trail. Самый мощный в тестовой пятерке, X‑Trail, больше всех недобрал в крутящем моменте. Причем его пик был достигнут на 2500 об/мин, а дальше характеристика пошла вниз, да еще и с периодическими провалами. Это сказалось и на динамике — в спринте до 100 км/ч кроссовер уступил заявленному заводом показателю больше секунды.

Nissan X‑Trail. Самый мощный в тестовой пятерке, X‑Trail, больше всех недобрал в крутящем моменте. Причем его пик был достигнут на 2500 об/мин, а дальше характеристика пошла вниз, да еще и с периодическими провалами. Это сказалось и на динамике — в спринте до 100 км/ч кроссовер уступил заявленному заводом показателю больше секунды.

На десерт — Haval. Под свист китайской турбины раскручивает барабаны и… Скептики посрамлены! Мощность очень близка к заявленной, как и момент: 206 Н∙м против 210 Н∙м в «паспорте». Выходит, честнее всех оказался именно тот, в ком мы больше всего сомневались.

Haval H6. На мощностном стенде удивил китайский Haval H6, в честности которого мы сомневались больше всего. Если верить паспортным данным, «полка» максимального момента тянется от 2500 до 4000 об/мин. На деле это не совсем так: момент не имеет выраженной «полки» и достигает пика на довольно высоких 4000 об/мин.

Haval H6. На мощностном стенде удивил китайский Haval H6, в честности которого мы сомневались больше всего. Если верить паспортным данным, «полка» максимального момента тянется от 2500 до 4000 об/мин. На деле это не совсем так: момент не имеет выраженной «полки» и достигает пика на довольно высоких 4000 об/мин.

Пограничники

Как вы уже поняли, наш выбор пал на модели «пограничной» мощности. Это пять автомобилей с заявленной в России мощностью до 250 л.с., которые выдают в Европе или США заметно больше. За «маломощных» отдувается Citroen C4 с 150‑сильным мотором, с него ­и начинаем.

Несколько минут надрывного рева французского двигателя, и на экране ноутбука высвечиваются показатели — пик пришелся на 155 л.с. Двигатель 1.6 турбо в российской спецификации выдает 150 л.с., в европейской — 165. Судя по всему, французы сохранили оригинальную прошивку мотора. Выходит, покупатель получает чуть больше, чем обещано!

Mazda CX‑9 с двигателем 2.5 турбо в исполнении для России должна выдавать 231 силу, тогда как в США развивает 253 л.с. Взглянув на экран ноутбука, понимаем: тенденция, однако! Японский кроссовер перекрыл российские паспортные данные, но недотянул до заокеанских: 236 л.с.

Третья машина отказалась подтверждать наметившуюся закономерность. Toyota Land Cruiser 200 с дизелем 4.5 при обещанных 249 силах выдал 244. Тут всё по-честному.

Genesis G70 продается в России с «турбочетверкой» 2.0 мощностью 197 или 247 л.с. Но в Штатах с нее сняли больше — 255 «лошадей». Уличить в хитрости люксовый седан нам не удалось: график уперся в пик на 240 силах. Чуть меньше заявленного, всё без обмана.

Последними к тестам приступили два представителя Германии. На Audi A5 и BMW X4 стоят двухлитровые бензиновые «четверки» с наддувом. Официальные параметры у них — как под копирку: 252 л.с. в Европе и 249 л.с. у нас. К какой партии примкнут они? Ни к какой! Если Citroen и Mazda превысили заявленные для России показатели, но уложились в «оригинальные» для Франции и США соответственно, то Audi с BMW оставили позади даже немецкие данные! «Пятерка» выдала 260 «лошадей», а X4 развил максимальную мощность 263 л.с. Щедрый подарок владельцам!

Со счетом 4:2 выигрывают те модели, у которых паспортные данные чуть занижены относительно реальных. Похоже, одни компании действительно пишут новые программы управления двигателем, другие же оставляют оригинальный софт и «рисуют» нужную мощность лишь на бумаге. Судя по результатам, такой подход практикуют европейские бренды. Причем не только применительно к России.

Какой вариант попался вам? Ответ можно получить за один визит на сервис. Цикл замеров обойдется в 3000–4000 рублей, зато может появиться повод для гордости. Ну или для разочарования, причину которого при желании можно сравнительно недорого исправить чип-тюнингом.

https://youtube.com/watch?v=0oUSt_2s5U8

https://youtube.com/watch?v=4aicC4X0tZY

https://youtube.com/watch?v=_XW8pt8pQYQ

Механическая мощность

Кто быстрее человек или подъемный кран поднимет весь груз на высоту ? Мощность какого подъемного механизма больше?

Мощность характеризует быстроту совершения работы.

Мощность ( N) – физическая величина, равная отношению работы A к промежутку времени t, в течение которого совершена эта работа.

Мощность показывает, какая работа совершается за единицу времени.

В Международной системе единиц (СИ) единица мощности называется Ватт (Вт) в честь английскогоизобретателя Джеймса Ватта ( Уатта ), построившего первую паровую машину.

1 Ватт равен мощности силы, совершающей работу в 1 Дж за 1 секунду или, когда груз массой 100г поднимают на высоту 1м за 1 секунду.

Похожие записи:

Как узнать сколько киловатт двигатель без таблички Транзистор кт808а Срок службы электросчетчика, когда нужно менять Что такое апериодическая составляющая тока короткого замыкания Как правильно рассчитать освещение по площади помещения Громоотвод-молниеотвод своими руками