Как определить мощность электродвигателя без бирки: 4 способа

Бирка нужна не ради любопытства. По мощности и току выбирают автомат защиты двигателя, тепловое реле, сечение кабеля, а при замене — двигатель на то же место. Ошибка на ступень в меньшую сторону — защита выбивает на каждом пуске, в большую — защита не спасёт обмотку при перегрузке.

Способы ниже работают для трёхфазных асинхронных двигателей общего назначения — тех, что стоят на станках, насосах, вентиляторах и компрессорах. Цифры в таблицах взяты из каталога серии АИР с размерами по ГОСТ 31606-2012. Старые серии 4А и 4АМ совпадают с АИР по габаритам и мощностям, поэтому таблица годится и для них.

Шаг 1. Обороты

Без оборотов размеры ничего не скажут: в одном корпусе двухполюсный двигатель на 3000 об/мин мощнее четырёхполюсного на 1500 примерно на ступень, а шестиполюсного на 1000 — на две ступени. Чем больше полюсов, тем ниже скорость и выше момент на валу.

Включите двигатель без нагрузки и измерьте обороты тахометром — контактным или лазерным с меткой на валу. Реальная скорость всегда чуть ниже синхронной из-за скольжения: двигатели на 3000 об/мин показывают 2720–2950, на 1500 — 1310–1470, на 1000 — 870–980, на 750 — 645–740. Чем меньше двигатель, тем больше скольжение.

Перед первым пуском двигателя неизвестного происхождения проверьте изоляцию обмоток на корпус — как это сделать, разобрано в статье «как пользоваться мегаомметром». Двигатель, пролежавший годы в сыром сарае, может пробить на первом же включении.

Шаг 2. Размеры: высота оси и вал

Три размера снимаются рулеткой и штангенциркулем за пять минут.

Высота оси h — от плоскости, на которой стоят лапы, до центра вала. Поставьте двигатель на ровный стол, измерьте от стола до верхней точки вала и вычтите половину диаметра вала. Стандартные высоты: 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 132, 160, 180 мм. Получилось 99 или 101 — это 100.

Диаметр выходного конца вала d1 — штангенциркулем по гладкой части, не по шпонке.

Расстояние между центрами отверстий лап вдоль вала l10 — по нему отличают короткую станину от длинной (буквы S, M, L в марке).

Как читать. Две цифры через косую черту — короткий и длинный пакет статора (буквы A и B в марке) в одном корпусе. Лапы у них одинаковые, корпус длиннее всего на 10 мм, поэтому по размерам их не различить — выбор между ними делает замер тока из шага 3. На высоте 160 вал 42 мм у двухполюсных и 48 мм у остальных.

Где таблица врёт. Она верна для двигателей с привязкой мощности к размерам по российскому стандарту. У двигателей с европейской привязкой и у импортных в том же корпусе может стоять соседняя ступень мощности. Если двигатель снят с импортного станка, считайте результат по размерам предварительным и обязательно проверяйте током.

Шаг 3. Ток под нагрузкой

Наденьте токоизмерительные клещи на один фазный провод и дайте двигателю его обычную полную нагрузку: насос качает, станок режет, компрессор накачивает ресивер. Ток на холостом ходу для этого бесполезен: у небольших двигателей он составляет заметную долю номинального и почти не зависит от мощности.

Мощность на валу считают по формуле:

P = 1,73 × U × I × cos φ × КПД, где U — линейное напряжение в вольтах, I — ток в амперах, P — в ваттах.

Пример: двигатель на 1500 об/мин, сеть 380 В, под полной нагрузкой 8,8 А. Для двигателей 3–5,5 кВт на 1500 об/мин по каталогу cos φ около 0,82, КПД около 0,84. P = 1,73 × 380 × 8,8 × 0,82 × 0,84 ≈ 4000 Вт — двигатель на 4 кВт. Без cos φ и КПД получится 5,8 «киловатта» — это полная мощность в киловольт-амперах, а не мощность на валу, и с ней легко ошибиться на ступень.

Отсюда и ходовое правило «ток делить на два»: для двигателей от 4 кВт при 380 В оно почти точное, а у маленьких занижает мощность. Двигатель на 0,75 кВт берёт уже 2,7 А на киловатт: у него ниже и КПД, и cos φ.

Если двигатель 220/380 В включён треугольником в сеть с линейным напряжением 220 В, ток в проводе будет в 1,73 раза больше — около 3,5 А на киловатт для средних мощностей.

Расчёт по току верен, только когда нагрузка близка к номинальной. Насос на прикрытой задвижке или станок без резания покажут ток меньше — и мощность выйдет меньше настоящей. Ориентир такой: при неполной нагрузке ток падает, а при перегрузке растёт выше табличного и двигатель заметно греется.

Шаг 4. По счётчику или ваттметру

Счётчик и ваттметр показывают мощность, которую двигатель берёт из сети. На валу будет меньше на величину потерь: P на валу ≈ P из сети × КПД.

Отключите всё остальное, что питается от счётчика, и нагрузите двигатель полностью. Посчитайте вспышки индикатора счётчика за минуту. На счётчике напечатано число импульсов на 1 кВт·ч — обозначим его A. Мощность из сети в киловаттах = число вспышек × 60 / A. Пример: A = 1600, за минуту 127 вспышек: 127 × 60 / 1600 = 4,76 кВт из сети, умножаем на КПД 0,84 — около 4 кВт на валу.

Трёхфазный двигатель так проверяют только по трёхфазному счётчику. Однофазный бытовой счётчик подходит для однофазных двигателей.

По массе — только прикидка

В интернете ходит правило «8–9 кг на киловатт». По каталогу видно, насколько оно грубое. Четырёхполюсный двигатель на 1,5 кВт весит 15 кг в алюминиевом корпусе и 24 кг в чугунном — это 10 и 16 кг на киловатт. На 11 кВт чугунный весит 90 кг, около 8 кг на киловатт. Маленькие двигатели тяжелее на киловатт, тихоходные тяжелее быстроходных той же мощности, чугун тяжелее алюминия. Взвешивание помогает отличить двигатель на 1,5 кВт от двигателя на 7,5 кВт, но не 3 от 4.

Однофазный двигатель

Для однофазного двигателя формула та же, но без 1,73: P = U × I × cos φ × КПД. У однофазных двигателей до 1 кВт КПД и cos φ ниже, чем у трёхфазных той же мощности, поэтому результат по току — ориентир с точностью до ступени. Таблица размеров к ним не применима: стандартной привязки мощности к габариту у бытовых однофазных моторов нет.

Если однофазный двигатель гудит и не стартует, мощность тут ни при чём — разберитесь по статье «электродвигатель гудит, но не вращается».

Частые вопросы