Как вычислить cos фи: формула вычисления коэффициента мощности электродвигателя

Расчет мощности электродвигателя

Расчет мощности электродвигателя по току можно произвести с помощью нашего онлайн-калькулятора:
Этот результат можно округлить до ближайшего стандартного значения мощности.

Типовые значения мощности электродвигателей: 0,25; 0,37; 0,55; 0,75; 1.1; 1,5; 2.2; 3.0; 4.0; 5.5; 7,5; одиннадцать; 15; 18,5; 22; тридцать; 37; 45; 55; 75 кВт и т.д.

Расчет мощности двигателя проводится по следующей формуле:

P = √3UIcosφη

• U — номинальное напряжение (напряжение, к которому подключен электродвигатель);
• I — номинальный ток электродвигателя (берется из данных паспорта электродвигателя и при их отсутствии определяется расчетным путем);
• cosφ — Коэффициент мощности — отношение активной мощности к полной (принимается от 0,75 до 0,9 в зависимости от мощности электродвигателя);
• η — КПД — отношение электрической мощности, потребляемой электродвигателем от сети, к механической мощности на валу электродвигателя (принимается от 0,7 до 0,85 в зависимости от мощности электродвигателя);

Режимы работы электродвигателей

Режим работы определяет нагрузку на электродвигатель. В одних случаях он остается практически неизменным, в других может меняться. При выборе двигателя необходимо учитывать характер ожидаемой нагрузки. Действующим законодательством предусмотрены следующие режимы работы:

Режим S1 (продолжение). В этом режиме работы нагрузка остается постоянной все время, пока температура электродвигателя не достигнет необходимого значения. Мощность привода рассчитывается по приведенным выше формулам.

Режим S2 (кратковременный). При работе в этом режиме температура двигателя в период его включения не достигает значения оборотов. Во время простоя электродвигатель охлаждается до температуры окружающей среды. При кратковременной эксплуатации необходимо проверить перегрузочную способность электропривода.

Режим S3 (кратковременно-кратковременный). Электродвигатель работает с перебоями. В периоды включения и выключения его температура не успевает достичь заданного значения или остыть до комнатной температуры. При расчете мощности двигателя необходимо учитывать длительность перерывов и потери в переходные периоды. При выборе электродвигателя важным параметром является допустимое количество пусков в единицу времени.

Режимы S4 (кратковременный прерывистый, с частыми пусками) и S5 (кратковременный прерывистый с электрическим торможением). В обоих случаях работа двигателя рассматривается в соответствии с теми же параметрами, что и для режима работы S3.

Режим S6 (прерывисто-непрерывный с кратковременной нагрузкой). Работа электродвигателя в этом режиме предусматривает работу под нагрузкой поочередно на холостом ходу.

Режим S7 (прерывисто-непрерывный с электрическим торможением).

Режим S8 (прерывистый непрерывный с одновременным изменением нагрузки и скорости).

Режим S9 (режим с непериодическим изменением нагрузки и скорости).

Большинство моделей современных электроприводов, используемых в течение длительного времени, адаптированы к разным уровням нагрузки.

Тепловое действие пускового тока

Если перейти к формулам, то пусковой ток оказывает тепловое воздействие на электродвигатель, которое описывается так называемым интегралом Джоуля. Проще говоря, тепловая энергия, производимая электрическим током, пропорциональна квадрату тока, умноженного на время. Это значение обозначается I2t.

Хорошая новость заключается в том, что переключатель имеет примерно такую ​​же тепловую (время-токовую) характеристику, что и время-токовая характеристика ускорения двигателя.

Для защиты электродвигателя в основном используются автоматы с D-характеристикой, именно для того, чтобы меньше реагировать на кратковременные перегрузки. Подробнее здесь.

А для пускового тока двигателя график будет примерно таким:

График пускового тока (теоретический) при Kp = 6.

Линейность графика условна. Все зависит от изменения момента нагрузки в процессе разгона. Теоретический график показан пунктирной линией. На этом графике Кп = Iп / In = 6, но это теоретическое (табличное) значение. Время разгона при номинальном = tp.

Фактический график изображен сплошной линией. На нем I — реальное значение пускового тока, которое всегда ниже теоретического. Это связано с тем, что электросеть имеет ненулевое сопротивление, и при увеличении тока на проводах возникают потери напряжения.

Про потери низкого напряжения я писал здесь, потери в сетях 0,4 кВ — здесь.

Понятно, что из-за потерь время разгона будет больше, на графике это обозначено tп`.

Теперь давайте повернем последний график, чтобы привести оси в одну систему координат:

Время от времени, так сказать.

Разве это не похоже на время-токовую характеристику устройства защиты двигателя?

Получается, что обе характеристики компенсируют друг друга, и при выборе автомата достаточно адаптировать его настройку под номинальный ток мотора. Для особо сложных запусков, когда площадь под кривой запуска двигателя больше площади под кривой переключения, вам следует подумать о плавном пуске: устройство плавного пуска или инвертор.

Расчет тока электродвигателя

Расчет номинального и пускового тока электродвигателя в зависимости от мощности можно произвести с помощью нашего онлайн-калькулятора:

Номинальный ток двигателя рассчитывается по следующей формуле:

Inom = P / 3Ucosφη

• П — номинальная мощность электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя или определяется расчетом);
• U — номинальное напряжение (напряжение, к которому подключен электродвигатель);
• cosφ — Коэффициент мощности — отношение активной мощности к полной (принимается от 0,75 до 0,9 в зависимости от мощности электродвигателя);
• η — КПД — отношение электрической мощности, потребляемой электродвигателем от сети, к механической мощности на валу электродвигателя (принимается от 0,7 до 0,85 в зависимости от мощности электродвигателя);

Расчет пускового тока электродвигателя проводится по формуле:

Istart = Inom * K

• K — кратность пускового тока, это значение берется из паспорта электродвигателя, либо из данных каталога (в вышеперечисленных онлайн-калькуляторах кратность пускового тока определяется приблизительно исходя из других заданных характеристик электродвигателя) электродвигатель).

Iн = Pн/(√3Uн х сosφ), кА

где P — номинальная мощность двигателя, кВт, Un — напряжение в сети, кВ (0,38 кВ). Коэффициент мощности (cosφ) — значения, указанные на паспортной табличке двигателя.

Рис. 1. Паспорт электродвигателя.

Если коэффициент мощности двигателя неизвестен, то его номинальный ток с небольшой погрешностью определяется соотношением «два ампера на киловатт», т.е если номинальная мощность двигателя составляет 10 кВт, ток, потребляемый им от сеть будет примерно равна 20 А.

Это соотношение также выполняется для двигателя, указанного на рисунке (3,4 A ≈ 2 x 1,5). Более корректные значения тока при использовании этого соотношения получаются при мощности электродвигателя 3 кВт.

Когда двигатель работает на холостом ходу, из сети потребляется небольшой ток (ток холостого хода). По мере увеличения нагрузки увеличивается и сила тока. По мере увеличения тока нагрев обмоток увеличивается. Большая перегрузка приводит к перегреву обмоток двигателя и есть риск повреждения электродвигателя.

Электродвигатель при запуске от сети потребляет пусковой ток Istart, который в 3-8 раз превышает номинальный. Характеристика изменения тока представлена ​​на графике (рис. 2, а).

Рис. 2. Характеристика изменения тока, потребляемого электродвигателем из сети (а), и влияния большого тока на колебания напряжения в сети (б)

Истинное значение пускового тока для электродвигателя определяют, зная значение кратности пускового тока — Iстарт / Iном. Кратность пускового тока — техническая характеристика двигателя, известна из каталогов. Пусковой ток рассчитывается по формуле: I start = Iх x (Istart / Inom).

Понимание истинного значения пускового тока необходимо для выбора предохранителей, проверки включения электромагнитных расцепителей во время запуска двигателя, выбора автоматических выключателей и расчета падения напряжения в сети при пуске.

Большой пусковой ток вызывает значительное падение напряжения в сети (рис. 2, б).

Если принять электрическое сопротивление проводов, проложенных от источника к электродвигателю, равным 0,5 Ом, номинальный ток In = 15 А, а пусковой ток Ip, равный пятикратному номинальному, то потери напряжения в проводах при пуск будет 0,5 x 75 + 0,5 x 75 = 75 В.

На выводах электродвигателя, а также на выводах некоторых работающих электродвигателей напряжение будет 220-75 = 145 В. Это снижение напряжения вызывает торможение работающих электродвигателей, что приводит к большему увеличению ток в сети и отказ предохранителей.

В электрических лампах при запуске электродвигателей накал уменьшается (лампы «мигают»). Поэтому при включении электродвигателей они снижают пусковые токи.

Для снижения пускового тока применяется схема пуска электродвигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник.

Рис. 3. Схема пуска электродвигателя с коммутацией обмоток статора со звезды на треугольник.

принципиально важно, что не все двигатели можно запустить по такой схеме. Популярные асинхронные двигатели с рабочим напряжением 220/380 В, в том числе двигатель, изображенный на рисунке 1, при включении по этой схеме выйдут из строя.

Для снижения пускового тока электродвигателей активно используются специальные устройства обработки для устройств плавного пуска (устройств плавного пуска).

Iн = Pн/(√3Uн х сosφ), кА

где P — номинальная мощность двигателя, кВт, Un — напряжение в сети, кВ (0,38 кВ). Коэффициент мощности (cosφ) — значения, указанные на паспортной табличке двигателя.

Рис. 1. Паспорт электродвигателя.

Если коэффициент мощности двигателя неизвестен, то его номинальный ток с небольшой погрешностью определяется соотношением «два ампера на киловатт», т.е если номинальная мощность двигателя составляет 10 кВт, ток, потребляемый им от сеть будет примерно равна 20 А.

Это соотношение также выполняется для двигателя, указанного на рисунке (3,4 A ≈ 2 x 1,5). Более корректные значения тока при использовании этого соотношения получаются при мощности электродвигателя 3 кВт.

Когда двигатель работает на холостом ходу, из сети потребляется небольшой ток (ток холостого хода). По мере увеличения нагрузки увеличивается и сила тока. По мере увеличения тока нагрев обмоток увеличивается. Большая перегрузка приводит к перегреву обмоток двигателя и есть риск повреждения электродвигателя.

Электродвигатель при запуске от сети потребляет пусковой ток Istart, который в 3-8 раз превышает номинальный. Характеристика изменения тока представлена ​​на графике (рис. 2, а).

Рис. 2. Характеристика изменения тока, потребляемого электродвигателем из сети (а), и влияния большого тока на колебания напряжения в сети (б)

Истинное значение пускового тока для электродвигателя определяют, зная значение кратности пускового тока — Iстарт / Iном. Кратность пускового тока — техническая характеристика двигателя, известна из каталогов. Пусковой ток рассчитывается по формуле: I start = Iх x (Istart / Inom).

Понимание истинного значения пускового тока необходимо для выбора предохранителей, проверки включения электромагнитных расцепителей во время запуска двигателя, выбора автоматических выключателей и расчета падения напряжения в сети при пуске.

Большой пусковой ток вызывает значительное падение напряжения в сети (рис. 2, б).

Если принять электрическое сопротивление проводов, проложенных от источника к электродвигателю, равным 0,5 Ом, номинальный ток In = 15 А, а пусковой ток Ip, равный пятикратному номинальному, то потери напряжения в проводах при пуск будет 0,5 x 75 + 0,5 x 75 = 75 В.

На выводах электродвигателя, а также на выводах некоторых работающих электродвигателей напряжение будет 220-75 = 145 В. Это снижение напряжения вызывает торможение работающих электродвигателей, что приводит к большему увеличению ток в сети и отказ предохранителей.

В электрических лампах при запуске электродвигателей накал уменьшается (лампы «мигают»). Поэтому при включении электродвигателей они снижают пусковые токи.

Для снижения пускового тока применяется схема пуска электродвигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник.

Рис. 3. Схема пуска электродвигателя с коммутацией обмоток статора со звезды на треугольник.

принципиально важно, что не все двигатели можно запустить по такой схеме. Популярные асинхронные двигатели с рабочим напряжением 220/380 В, в том числе двигатель, изображенный на рисунке 1, при включении по этой схеме выйдут из строя.

Для снижения пускового тока электродвигателей активно используются специальные устройства обработки для устройств плавного пуска (устройств плавного пуска).

Как рассчитать пусковой ток двигателя – советы электрика

Коэффициенты пусковых токов

В этой таблице приведены примерные значения номинальной и пусковой мощности популярных бытовых приборов и электроинструментов, а также коэффициенты запаса хода, которые следует учитывать при расчете мощности электростанции. Эта таблица поможет вам с расчетами, но не забывайте, что перед покупкой лучше проконсультироваться со специалистом.

Факторы пускового тока, которые необходимо учитывать при подключении устройств:

Тип потребителя	Номинальная мощность, Вт	Начальная мощность, Вт	Требуемый коэффициент мощности
Циркулярная пила	1100	1450	1,32
Электрическая дрель	800	950	1.19
Шлифовальный станок или станок	2200	2800	1,27
Пирсинг	1300	1600	1,23
Отделочная машина или машина	300	350	1.17
Шлифовальный станок	1000	1200	1.2
Электрический рубанок	800	1000	1,25
Пылесос	1400	1700	1,21
Вакуумный насос для подвала	800	1000	1,25
Бетономешалка	1000	3500	3.5
Дрель	750	2600	3,47
Инвертор	500	1000	2
Ножницы Trellis	600	720	1.2
Кромкообрезчик	500	600	1.2
Холодильник	600	2000 г	3,33
Морозильная камера	1000	3500	3.5
Котел, бойлер (Boiler)	500	1700	3,4
Кондиционирование воздуха	1000	3500	3.5
Стиральная машина	1000	3500	3.5
Нагреватель радиаторного типа	1000	1200	1.2
Лампа накаливания для освещения	500	500	1
Неоновые лампы	500	1000	2
Электрическая плита	6000	6000	1
Электрическая духовка	1500	1500	1
СВЧ	800	1600	2
Hi-Fi TV — бытовая техника	500	500	1
Электрическая мясорубка	1000	до 7000 (см инструкцию)	7
Погружной водяной насос	1000	3500	3.5

Основные типы электродвигателей

Существует множество типов и модификаций электродвигателей. У каждого из них своя мощность и другие параметры.

Основная классификация делит эти устройства на двигатели постоянного и переменного тока. Первый вариант используется гораздо реже, так как для его работы требуется обязательное наличие источника постоянного тока или устройства, преобразующего переменное напряжение в постоянный ток. Соблюдение этого условия на современном производстве потребует значительных дополнительных затрат.

Но, несмотря на существенные недостатки, двигатели постоянного тока обладают высоким пусковым моментом и стабильно работают даже при больших перегрузках. Благодаря своим качествам эти агрегаты широко используются на электротранспорте, в металлургической промышленности и в станках.

Однако самое современное оборудование работает с двигателями переменного тока. Работа этих устройств основана на электромагнитной индукции, которая создается в магнитном поле проводящей средой. Магнитное поле создается с помощью обмоток, оптимизируемых токами или с помощью постоянных магнитов. Двигатели переменного тока могут быть синхронными или асинхронными.

Использование синхронных двигателей практикуется в оборудовании, где требуется постоянная скорость вращения. Это генераторы постоянного тока, насосы, компрессоры и другие подобные установки. Некоторые модели различаются своими характеристиками. Например, значение скорости вращения может составлять от 125 до 1000 об / мин, а мощность достигает 10 тысяч киловатт.

Многие модели имеют закороченную обмотку, расположенную на роторе. С его помощью при необходимости выполняется асинхронный пуск, после чего синхронный двигатель продолжает нормально работать, сводя к минимуму потери электрической энергии. Эти двигатели небольшие по размеру и очень эффективны.

Асинхронные двигатели переменного тока гораздо более популярны в промышленном секторе. Для них характерна очень высокая частота вращения магнитного поля, которая значительно превышает скорость вращения ротора. Существенным недостатком этих устройств считается снижение КПД до 30-50% от нормы при малых нагрузках. Также при запуске текущие параметры становятся в несколько раз выше рабочих параметров. Эти проблемы устраняются применением преобразователей частоты и устройств плавного пуска.

Асинхронные двигатели используются на тех объектах, где требуется частое включение и выключение оборудования, например, в лифтах, лебедках и других устройствах.

Расчет силы тока по мощности и напряжению онлайн

Расчёт силы тока онлайн калькулятор

Онлайн-калькулятор рассчитывает номинальное напряжение, если напряжение в вашем регионе отличается от нормальных значений, например, есть значительные падения напряжения, мы рекомендуем вам использовать приведенные ниже формулы.

Эти формулы помогут вам сделать более точный расчет для вашей сети. Обратите внимание, что формулы для расчета тока в сети 230 В и в сети 400 В различаются. Для получения более точных значений рекомендуется использовать значения напряжения, полученные путем измерения среднеквадратичного значения с помощью мультиметра.

Расчёт силы тока по мощности и напряжению для однофазной сети:

П — потребляемая мощность, Вт;

U — напряжение в сети, В;

cosφ — коэффициент мощности (от 0 до 1);

Расчёт силы тока по мощности и напряжению для трёхфазной сети:

I = P / (U × 1,732 × cosφ) ,

П — потребляемая мощность, Вт;

U — напряжение в сети, В;

cosφ — коэффициент мощности (от 0 до 1);

Коэффициент мощности cosφ определение, теория.

Коэффициент мощности cosφ — неизмеримая физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия реактивной составляющей в нагрузке. Коэффициент мощности измеряет фазовый сдвиг переменного тока, протекающего через нагрузку, по отношению к приложенному к ней напряжению.

Полная мощность устройства состоит из активной и реактивной составляющих (активной и реактивной мощности). Активный компонент выполняет полезную работу, то есть использует электрическую энергию и полностью преобразует ее в другой вид необходимой энергии. Есть отдельные устройства, которые работают в основном на этом компоненте, например, обогреватели, электрические духовки, электроплиты, утюги, лампы накаливания и т.д. Для этих устройств cosφ будет как можно ближе к максимальному значению от 0,95 до 1.

Расчет коэффициента мощности электродвигателя

Онлайн-расчет коэффициента мощности (cosφ) электродвигателя

Расчет cosφ (косинус фи) двигателя выполняется по следующей формуле:

cosφ = P / 3UIη

• П — номинальная мощность электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя или определяется расчетом);
• U — номинальное напряжение (напряжение, к которому подключен электродвигатель);
• I — номинальный ток электродвигателя (берется из данных паспорта электродвигателя и при их отсутствии определяется расчетным путем);
• η — КПД — отношение электрической мощности, потребляемой электродвигателем от сети, к механической мощности на валу электродвигателя (принимается от 0,7 до 0,85 в зависимости от мощности электродвигателя);

Онлайн расчет характеристик трехфазных электродвигателей

Пример возможности пуска электродвигателя 380 В

необходимо проверить возможность пуска электродвигателя типа 4А250М2 У3 мощностью 90 кВт. Шины 6 кВ ПС 2РП-1 обеспечивают питание ПС трансформаторами типа ТМ мощностью 320 кВА. От ПС 2РП-1 до трансформаторов ТМ-6 / 0,4 кВ с установленным шунтом 0% проложен кабель ААБ сечением 3х70 мм2, длина линии 850 м, длина двигателя 80 м типа 4А250М2 У3.

Рис. 1 — однолинейная схема 0,4 кВ

При пуске двигателя 4А250М2 У3 к шинам подключается двигатель 4А250С2 У3 мощностью 75 кВт и напряжением на выводах 365 В. Напряжение на шинах 0,4 кВ при пуске двигателя равно Uш = 380 В.

• Mmax / Mn — кратность максимального крутящего момента;
• Мп / Мн — кратность исходной пары;
• Mn — номинальный крутящий момент двигателя;

1. Определите длительно допустимый ток двигателя D1:

2. Определите пусковой ток двигателя D1:

где: Кпуск = 7,5 — частота пускового тока, согласно паспорту на двигатель;

3. Определяем значение активного и индуктивного сопротивления алюминиевого кабеля ААБ сечением 3х70 мм2 на напряжение 6 кВ от сборных шин подстанции 2РП-1 до трансформатора ТМ 320 кВА, значения сопротивления принимаем из таблицы 2.5 L2.c 48.

Получаем значения сопротивления Rv = 0,447 Ом / км и Xv = 0,08 Ом / км.

Эти резисторы должны быть размещены на стороне низкого напряжения трансформатора, поскольку двигатель подключен к сети низкого напряжения. Из таблицы 8 L1, c 93 для номинального коэффициента трансформации 6 / 0,4 кВ и ветви 0% находим значение n = 15.

4. Определите активное и индуктивное сопротивление кабеля относительно низковольтной сети по формуле L1, с. 13:

• Rв и Хв — сопротивление сети со стороны наибольшего напряжения;
• n = 6 / 0,4 = 15 — коэффициент трансформации понижающего трансформатора.

5. Определить сопротивление кабеля длиной 850 м от ПС 2РП-1 до трансформатора 6 / 0,4 кВ:

Rc = Rn * L = 0,002 * 0,85 = 0,0017 Ом;

Xc = Xn * L = 0,000355 * 0,85 = 0,0003 Ом;

6. Определите сопротивление трансформатора 320 кВА, 6 / 0,4 кВ в соответствии с таблицей 7 L1, стр. 92.93.

Rt = 9,7 * 10 -3 = 0,0097 Ом;

Xt = 25,8 * 10 -3 = 0,0258 Ом;

7. Определить сопротивление линии от шин подстанции 2РП-1 до шин подстанции низкого напряжения:

Rsh = Rc + Rt = 0,0017 + 0,0097 = 0,0114 Ом;

Xsh = Xc + Xt = 0,0003 + 0,0258 = 0,0261 Ом;

8. Определите сопротивление кабеля длиной 80 м марки AAB 3×95 мм2 от шин низкого напряжения до клемм двигателя:

где: R = 0,329 Ом / км и X = 0,06 Ом / км — значения активного и реактивного сопротивлений кабеля определяются по таблице 2-5 L2.c 48.

9. Определить полное сопротивление линии от ПС 2РП-1 до выводов двигателя:

Rd = Rsh + R1 = 0,0114 + 0,026 = 0,0374 Ом;

Расчет КПД электродвигателя

Онлайн-расчет КПД (КПД) электродвигателя

Расчет КПД электродвигателя проводится по следующей формуле:

η = P / 3UIcosφ

• П — номинальная мощность электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя или определяется расчетом);
• U — номинальное напряжение (напряжение, к которому подключен электродвигатель);
• I — номинальный ток электродвигателя (берется из данных паспорта электродвигателя и при их отсутствии определяется расчетным путем);
• cosφ — Коэффициент мощности — отношение активной мощности к полной (принимается от 0,75 до 0,9 в зависимости от мощности электродвигателя);

Реальные измерения тока

Как я сказал выше, на мой взгляд, лучший способ «увидеть» пусковой ток — это использовать активный (резистивный) шунт и наблюдать его с помощью осциллографа.

Я использую такой шунт:

Шунт для измерения пускового тока осциллографом

Предметом является мотор-редуктор, который вращает вертикальный шнек с помощью цепной передачи:

Мотор-редуктор, на котором мы измеряем пусковой ток

Шнек был заполнен во время запуска, поэтому его рабочий ток (7,7 А, измеренный с помощью клещей) был почти равен номинальному току (8,9 А, согласно паспортной табличке).

Пластина двигателя вертикального шнека

Ситуация броска тока отображается на осциллографе:

Осциллограмма пускового тока 500 мс / дел.

Мы аппроксимируем интересующую нас точку, ускоряя развертку до 100 мс / дел:

Осциллограмма пускового тока 100 мс / дел.

Уже нетрудно увидеть синус питающего тока и оценить коэффициент кратности пускового тока Kp, который примерно равен 4.

Приближаем момент истины (до 50 мс / дел):

Пусковой момент двигателя — пусковой ток.

Здесь уже видны переходные процессы, вызванные индуктивностью и самоиндукцией ЭДС обмоток двигателя. Этот импульс, длительность которого намного меньше периода сети в 20 мс, обеспечивает хорошие помехи в широком спектре в сети электропитания и в радиоэфире.

Еще одна причина использовать инвертор? Не совсем, там с помехами ситуация намного хуже!

Iн = Pн/(√3Uн х сosφ), кА

где P — номинальная мощность двигателя, кВт, Un — напряжение в сети, кВ (0,38 кВ). Коэффициент мощности (cosφ) — значения, указанные на паспортной табличке двигателя.

Рис. 1. Паспорт электродвигателя.

Если коэффициент мощности двигателя неизвестен, то его номинальный ток с небольшой погрешностью определяется соотношением «два ампера на киловатт», т.е если номинальная мощность двигателя составляет 10 кВт, ток, потребляемый им от сеть будет примерно равна 20 А.

Это соотношение также выполняется для двигателя, указанного на рисунке (3,4 A ≈ 2 x 1,5). Более корректные значения тока при использовании этого соотношения получаются при мощности электродвигателя 3 кВт.

Когда двигатель работает на холостом ходу, из сети потребляется небольшой ток (ток холостого хода). По мере увеличения нагрузки увеличивается и сила тока. По мере увеличения тока нагрев обмоток увеличивается. Большая перегрузка приводит к перегреву обмоток двигателя и есть риск повреждения электродвигателя.

Электродвигатель при запуске от сети потребляет пусковой ток Istart, который в 3-8 раз превышает номинальный. Характеристика изменения тока представлена ​​на графике (рис. 2, а).

Рис. 2. Характеристика изменения тока, потребляемого электродвигателем из сети (а), и влияния большого тока на колебания напряжения в сети (б)

Истинное значение пускового тока для электродвигателя определяют, зная значение кратности пускового тока — Iстарт / Iном. Кратность пускового тока — техническая характеристика двигателя, известна из каталогов. Пусковой ток рассчитывается по формуле: I start = Iх x (Istart / Inom).

Понимание истинного значения пускового тока необходимо для выбора предохранителей, проверки включения электромагнитных расцепителей во время запуска двигателя, выбора автоматических выключателей и расчета падения напряжения в сети при пуске.

Большой пусковой ток вызывает значительное падение напряжения в сети (рис. 2, б).

Если принять электрическое сопротивление проводов, проложенных от источника к электродвигателю, равным 0,5 Ом, номинальный ток In = 15 А, а пусковой ток Ip, равный пятикратному номинальному, то потери напряжения в проводах при пуск будет 0,5 x 75 + 0,5 x 75 = 75 В.

На выводах электродвигателя, а также на выводах некоторых работающих электродвигателей напряжение будет 220-75 = 145 В. Это снижение напряжения вызывает торможение работающих электродвигателей, что приводит к большему увеличению ток в сети и отказ предохранителей.

В электрических лампах при запуске электродвигателей накал уменьшается (лампы «мигают»). Поэтому при включении электродвигателей они снижают пусковые токи.

Для снижения пускового тока применяется схема пуска электродвигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник.

Рис. 3. Схема пуска электродвигателя с коммутацией обмоток статора со звезды на треугольник.

принципиально важно, что не все двигатели можно запустить по такой схеме. Популярные асинхронные двигатели с рабочим напряжением 220/380 В, в том числе двигатель, изображенный на рисунке 1, при включении по этой схеме выйдут из строя.

Iн = Pн/(√3Uн х сosφ), кА

где P — номинальная мощность двигателя, кВт, Un — напряжение в сети, кВ (0,38 кВ). Коэффициент мощности (cosφ) — значения, указанные на паспортной табличке двигателя.

Рис. 1. Паспорт электродвигателя.

Если коэффициент мощности двигателя неизвестен, то его номинальный ток с небольшой погрешностью определяется соотношением «два ампера на киловатт», т.е если номинальная мощность двигателя составляет 10 кВт, ток, потребляемый им от сеть будет примерно равна 20 А.

Это соотношение также выполняется для двигателя, указанного на рисунке (3,4 A ≈ 2 x 1,5). Более корректные значения тока при использовании этого соотношения получаются при мощности электродвигателя 3 кВт.

Когда двигатель работает на холостом ходу, из сети потребляется небольшой ток (ток холостого хода). По мере увеличения нагрузки увеличивается и сила тока. По мере увеличения тока нагрев обмоток увеличивается. Большая перегрузка приводит к перегреву обмоток двигателя и есть риск повреждения электродвигателя.

Электродвигатель при запуске от сети потребляет пусковой ток Istart, который в 3-8 раз превышает номинальный. Характеристика изменения тока представлена ​​на графике (рис. 2, а).

Рис. 2. Характеристика изменения тока, потребляемого электродвигателем из сети (а), и влияния большого тока на колебания напряжения в сети (б)

Истинное значение пускового тока для электродвигателя определяют, зная значение кратности пускового тока — Iстарт / Iном. Кратность пускового тока — техническая характеристика двигателя, известна из каталогов. Пусковой ток рассчитывается по формуле: I start = Iх x (Istart / Inom).

Понимание истинного значения пускового тока необходимо для выбора предохранителей, проверки включения электромагнитных расцепителей во время запуска двигателя, выбора автоматических выключателей и расчета падения напряжения в сети при пуске.

Большой пусковой ток вызывает значительное падение напряжения в сети (рис. 2, б).

Если принять электрическое сопротивление проводов, проложенных от источника к электродвигателю, равным 0,5 Ом, номинальный ток In = 15 А, а пусковой ток Ip, равный пятикратному номинальному, то потери напряжения в проводах при пуск будет 0,5 x 75 + 0,5 x 75 = 75 В.

На выводах электродвигателя, а также на выводах некоторых работающих электродвигателей напряжение будет 220-75 = 145 В. Это снижение напряжения вызывает торможение работающих электродвигателей, что приводит к большему увеличению ток в сети и отказ предохранителей.

В электрических лампах при запуске электродвигателей накал уменьшается (лампы «мигают»). Поэтому при включении электродвигателей они снижают пусковые токи.

Для снижения пускового тока применяется схема пуска электродвигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник.

Рис. 3. Схема пуска электродвигателя с коммутацией обмоток статора со звезды на треугольник.

принципиально важно, что не все двигатели можно запустить по такой схеме. Популярные асинхронные двигатели с рабочим напряжением 220/380 В, в том числе двигатель, изображенный на рисунке 1, при включении по этой схеме выйдут из строя.

Для снижения пускового тока электродвигателей активно используются специальные устройства обработки для устройств плавного пуска (устройств плавного пуска).

Какую роль играет пусковой момент

Бывают ситуации, когда двигатели подключаются напрямую к сети и переключение производится с помощью обычного магнитного пускателя. Для этого на обмотки подается линейное напряжение, формируется вращающееся магнитное поле статора, благодаря которому оборудование начинает работать.

В этом случае не избежать пускового тока, который по величине превысит номинальный ток в 5-7 раз. И чем мощнее двигатель и чем больше нагрузка, тем больше будет продолжительность этого превышения. Более мощные двигатели имеют длительный пуск, и обмотки статора внутри них требуют большего тока перегрузки.

Двигатели малой мощности, не превышающие 3 кВт, легко выдерживают такие изменения. Сеть также хорошо приспособлена к кратковременным скачкам напряжения, так как у сети еще есть определенный запас мощности. Это объясняет, почему небольшие приборы, а также небольшие машины, вентиляторы и насосы подключаются напрямую, не беспокоясь о перегрузке. Обмотки статора в двигателях маломощного оборудования соединяются «звездой», если расчет идет на трехфазное напряжение 380 вольт, или «треугольником», если речь идет о 220 вольт.

Но если двигатель более мощный, с показателем 10 и более кВт, напрямую подключать его к сети недопустимо. Необходимо ограничить пусковой ток, иначе может возникнуть значительная перегрузка, которая приведет к опасным последствиям.

Как снизить вред от пускового тока?

Если невозможно изменить схему питания двигателя (например, сосед в загородном доме запускает токарный станок каждые полчаса и никакой «метод воздействия» не работает), можно применить различные методы, чтобы минимизировать входящие токи повреждения. Например:

1. Установите инвертор ИБП (ИБП) для основных инженерных сетей или для всего дома, который по-прежнему будет поддерживать нормальное напряжение. Самый дорогой, но эффективный способ.
2. Установите регулятор напряжения. Но имейте в виду, что не все стабилизаторы одинаковы. Иногда они не справляются, а иногда даже усугубляют ситуацию. Для получения более подробной информации перейдите по предоставленной ссылке.
3. Если источник питания однофазный, вы можете попробовать переключиться с «плохой» на «хорошую» фазу. Иногда этот метод оказывается столь же эффективным, как использование телепорта вместо автобуса Таганрог-Москва”.

Но я напоминаю, что нас здесь волнует не устранение последствий, а предотвращение проблем, поэтому мы двинулись дальше.

Климатические исполнения электродвигателей

При выборе электродвигателя учитываются не только его технические характеристики, но и условия окружающей среды, в которых он будет использоваться.

Современные электроприводы выпускаются в различном климатическом исполнении. Категории отмечены соответствующими буквами и цифрами:

• U — модели для работы в умеренном климате;
• ХЛ — электродвигатели для холодного климата;
• ТС — версии для сухого тропического климата;
• TV — версии для влажного тропического климата;
• Т — универсальные версии для тропического климата;
• О — электродвигатели наземного режима;
• М — двигатели для работы в морском климате (холодный и умеренный);
• B — модели, которые можно использовать в любом районе на суше и на море.

Цифры в номенклатуре модели указывают на тип размещения:

• 1 — способность работать на открытых площадках;
• 2 — установка в помещениях со свободным доступом воздуха;
• 3 — работа в мастерских и закрытых помещениях;
• 4 — использование в производственных и других помещениях с возможностью регулирования климатических условий (наличие вентиляции, отопления);
• 5 — версии, предназначенные для работы в помещениях с повышенной влажностью, с повышенной конденсацией.