Для чего нужен пусковой ток. Расчет пускового тока электродвигателя.

Важно знать, что не каждый двигатель может быть подключен таким образом. Большинство обычных асинхронных двигателей с рабочим напряжением 380/200 В, включая двигатель, показанный на рисунке 1, выйдут из строя при подключении к этой цепи. Подробнее читайте здесь: Выбор фазового соединения двигателя

Расчет пусковых токов электродвигателей калькулятор

Используйте наш бесплатный инструмент расчета тока и напряжения/сопротивления для расчета однофазного и трехфазного тока ОДНИМ КЛИКОМ!

Если вы хотите узнать, как рассчитать ток в цепи, используя мощность, напряжение или сопротивление, мы рекомендуем этот калькулятор. Программа выполняет расчет для сетей постоянного и переменного тока (однофазных 220 В, трехфазных 380 В) в соответствии с законом Ома. Мы рекомендуем не изменять коэффициент мощности (cos φ) и оставить его на уровне 0,95. Если вы знаете силу тока, вы можете выбрать оптимальный материал и диаметр кабеля, а также установить надежные предохранители и автоматические выключатели для защиты вашего дома от возможных перегрузок. Нажмите на кнопку, чтобы получить результат.

Соответствующие нормативные акты:

• СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа»
• СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»
• СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»
• ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности»
• ГОСТ 10434-82 «Соединения контактные электрические. Классификация»
• ГОСТ Р 50571.1-93 «Электроустановки зданий»

Расчёт мощности по току и напряжению онлайн

Калькулятор расчёта мощности по току и напряжению

Этот калькулятор позволяет выполнять расчеты мощности на основе тока и напряжения. Параметры должны быть введены в основных значениях, ток в амперах (A), напряжение в вольтах (V).

Читайте также: Назначение и классификация электрических подстанций.

Формула расчёта мощности по току и напряжению

Обратите внимание, что вышеуказанный онлайн инструмент расчета мощности выполняет упрощенный расчет коэффициента мощности на основе напряжения и тока по упрощенной формуле. Этот метод онлайн расчета позволяет получить значения, близкие к реальным.

Формулы расчета силы тока

Электрический ток — это направленное, упорядоченное движение заряженных частиц. Ток (I) — это сила тока, протекающая через поперечное сечение проводника в единицу времени. Международной единицей измерения является ампер (A/A).

— Ток через мощность и напряжение (постоянный ток): I = P / U — ток через мощность и напряжение (однофазный переменный ток): I = P / (U × cosf) — ток через мощность и напряжение (трехфазный переменный ток): I = P / (U × cosf × √3) — Ток через мощность и сопротивление: I = √(P / R) — Ток через напряжение и сопротивление: I = U / R

• P – мощность, Вт;
• U – напряжение, В;
• R – сопротивление, Ом;
• cos φ – коэффициент мощности.

Коэффициент мощности cos φ — это относительная скалярная величина, которая описывает, насколько эффективно используется ток. Для бытовой техники этот коэффициент почти всегда составляет от 0,90 до 1,00.

Подключение асинхронного двигателя

Обмотка статора почти всех этих устройств имеет шесть выводов (три из них — первичные выводы и три — зажимы). В зависимости от питания двигателя эти провода соединяются в звезду или треугольник. Для этого в корпусе каждого двигателя имеется коробка, в которую укладываются начальные и конечные провода обмоток (обозначенные C1, C2, C3 и C4, C5, C6 соответственно).

Подключение звездой

Это тип соединения обмоток, при котором все три обмотки имеют общую точку (нейтраль). Напряжение сети при таком подключении в 1,73 раза выше фазного напряжения. Преимуществом данного типа подключения является низкий пусковой ток, хотя потери мощности относительно велики.

Дельта-соединение характеризуется тем, что в дельта-соединении конец одной обмотки становится началом следующей.

Подключение треугольником

В этой схеме фазное и сетевое напряжения идентичны, поэтому при сетевом напряжении 220 вольт правильным соединением обмоток является соединение треугольником. Положительная сторона этого соединения — высокая мощность, отрицательная сторона — высокие пусковые токи.

Для реверсирования трехфазного асинхронного двигателя достаточно поменять местами выходы двух его фаз. В производстве это достигается за счет пары магнитных пускателей с зависимым переключением.

Большие пусковые токи для асинхронных двигателей очень нежелательны, так как они могут вызвать недостаток напряжения в другом оборудовании, подключенном к той же сети. По этой причине при подключении и установке двигателей этого типа прилагаются усилия для минимизации пусковых токов и повышения плавности пуска двигателя с помощью специальных устройств.

Наиболее эффективными устройствами этого типа считаются устройства плавного пуска и преобразователи частоты. Одна из их наиболее ценных особенностей заключается в том, что они могут поддерживать пусковой ток двигателя в течение довольно длительного времени (обычно более одной минуты).

Помимо стандартного метода подключения асинхронных двигателей, существуют также методы подключения к однофазной сети электропитания.

Конденсаторный пуск асинхронного двигателя

Для этого в основном используется конденсаторный метод. Конденсатор может быть установлен как один конденсатор или как пара (пусковой и рабочий конденсатор). Пара конденсаторов используется, когда необходимо изменить емкость во время запуска и работы, что делается путем подключения и отключения одного из конденсаторов (пусковой конденсатор). Бумажные конденсаторы обычно используются для этой цели, поскольку они не имеют полярности, что очень важно при работе на переменном токе.

Для расчета рабочего конденсатора существует следующая формула:

Cp=4800(i/u).

Пусковой конденсатор должен иметь емкость в два-три раза больше рабочего конденсатора, а рабочее напряжение должно быть в полтора раза больше напряжения питания.

Пусковой конденсатор и рабочий конденсатор должны быть подключены параллельно, поэтому параллельно пусковому конденсатору подключается шунтирующий резистор, а один конец пускового конденсатора подключается через ключ. При запуске двигателя ключ закрывается, что увеличивает пусковой ток, а затем открывается.

Однако следует помнить, что не каждый двигатель может быть подключен к однофазной сети. Кроме того, мощность двигателя при таком подключении составляет всего 0,5-0,6 от мощности трехфазного включения.

Пусковые токи

Чтобы ваш генератор как можно дольше оставался в хорошем состоянии, необходимо правильно выбрать его мощность. А чтобы правильно выбрать мощность генератора, необходимо учитывать не только номинальную мощность всех нагрузок в вашей сети, но и их пусковые токи.

Что это такое? Согласно официальному определению, это ток, который электродвигатель потребляет из сети во время запуска, который может во много раз превышать номинальный ток двигателя.

Эти токи возникают при включении всех электроприборов и длятся всего несколько миллисекунд для большинства приборов, в то время как для электродвигателей они могут длиться до 7 секунд.

Мы не будем здесь углубляться в причины возникновения пусковых токов. Простая аналогия: каждый водитель автомобиля знает, что при разгоне автомобиль потребляет больше топлива, чем при движении с постоянной скоростью по дороге. Аналогично, электродвигатель потребляет больше электроэнергии при «ускорении».

Часто пусковые токи ограничиваются каким-либо образом производителем, например, пусковыми резисторами. Это снижает частоту превышения номинального значения, но увеличивает длительность импульса.

В таблице ниже приведены приблизительные значения частоты и длительности пусковых токов для различных типов нагрузок.

Как видно из таблицы, входным током лампы можно легко пренебречь, не стоит забывать и о холодильнике или кондиционере.

Некоторые электроприборы могут выдержать перегрузку в 5 или даже 7 раз в течение нескольких секунд, но это не лучший фактор для продолжительности их жизни. При выборе энергетической пары всегда учитывайте запас хода.

Расчет тока электродвигателя

Как это сделать, этот темный расчет мощности электродвигателя. Это должен знать любой электрик, занимающийся обслуживанием электрических машин. Я также помню, как однажды мне было очень интересно, когда меня переводили из одного магазина в другой. Точнее, работать электриком.

До этого я уже немного касался темы электродвигателей, когда писал о том, как работают асинхронные двигатели, и о рабочих характеристиках электродвигателей.

Теперь перейдем к фактическому расчету. Допустим, у вас есть трехфазный асинхронный двигатель с номинальной мощностью 25 кВт, и вы хотите узнать, каким будет номинальный ток.

Для этого существует специальная формула:

In = 1000Pn /√3-(hn — Un — cosφn),

Где Pn — мощность двигателя, измеряемая в кВт.

Un — напряжение, при котором работает двигатель; V

hn — эффективность, обычно значение 0,9

а cosφn — коэффициент мощности двигателя, обычно 0,8.

Последние два значения обычно указываются на заводской табличке, хотя они практически одинаковы для всех двигателей. Однако данные следует брать с заводской таблички двигателя.

Как на этом рисунке, вы можете видеть все значения, но не ток. Только если КПД указан как 81 %, для расчета следует использовать 0,81.

Теперь подставьте значения In = 1000-25/√3 — (0,9 — 380 — 0,8) = 52,81 A.

Для тех, кто не помнит, что такое √3, это 1,732

Вот и все, все расчеты сделаны. Все очень просто и понятно. Используя мой пример, вы можете легко рассчитать номинальный ток электродвигателя, вам нужно только вставить свои собственные данные.

Ток, необходимый для запуска двигателя, называется пусковым током. Как правило, пусковые токи электродвигателей во много раз превышают токи, необходимые для нормальной продолжительной работы.

Асинхронный двигатель: высокий пусковой ток асинхронного двигателя необходим для запуска ротора, что требует гораздо больше энергии, чем работа на постоянной скорости. Стоит отметить, что, несмотря на совершенно иной принцип работы, однофазные двигатели постоянного тока также характеризуются высокими пусковыми токами.

Высокие пусковые токи двигателя нежелательны, поскольку они могут вызвать кратковременные сбои в электропитании (падение напряжения) в другом оборудовании, подключенном к сети. Поэтому при подключении и установке двигателей переменного тока (наиболее распространенных в промышленности) всегда рекомендуется минимизировать пусковые токи и повысить плавность пуска двигателя с помощью специальных вспомогательных устройств.

Эти меры также позволяют снизить стоимость запуска двигателя (использование тросов меньшего сечения, стабилизаторов и дизельных двигателей меньшей мощности и т.д.).

Устройства плавного пуска и частотно-регулируемые приводы являются одной из наиболее эффективных категорий оборудования для облегчения сложных условий пуска. Особенно ценной считается их способность поддерживать пусковой ток двигателей переменного тока в течение длительных периодов времени, превышающих одну минуту. Также можно уменьшить пусковой ток асинхронных двигателей, вставив внешний резистор в обмотку ротора.

Пример расчета двигателя

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором на номинальное напряжение 220/380 В

Читайте также: Основные испытания асинхронных двигателей

. Двигатель подключен к сети с напряжением U 1 H M = 380 В, нагрузка на его валу номинальная. Значения известны:

I 1 ном = 9,15 А — номинальный ток, который двигатель потребляет от сети,

НОМ = 82 % — номинальный КПД,

cos φ 1nom = 0,81 — номинальный коэффициент мощности,

S NOM = 5 % — номинальное скольжение,

= 3 — количество пар полюсов,

f 1 = 50 Гц — частота сетевого тока,

= 2 5 — перегрузочная способность двигателя; кП

= 2,0 — кратный пусковой момент

K I =

Читайте также: Как изменяется сила тока при увеличении сопротивления в 2 раза?

= 6,0

Умножьте начальный ток.

Схема подключения обмотки статора двигателя,

P 1NOM

— это мощность, которую двигатель потребляет от сети,

P 2NOHM

— номинальная мощность на валу двигателя,

— полная рассеиваемая мощность двигателя при номинальном режиме работы,

п

— частота вращения магнитного поля статора,

Расчет тока электродвигателя

Номинальный и пусковой токи двигателя можно рассчитать с помощью нашего онлайн-калькулятора:

Номинальный ток двигателя рассчитывается по следующей формуле:

Inom=P/√3Ucosfi

• P — Номинальная мощность электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя либо определяется рассчетным путем);
• U — Номинальное напряжение (напряжение на которое подключается электродвигатель);
• cosφ — Коэффициент мощности — отношение активной мощности к полной (принимается от 0,75 до 0,9 в зависимости от мощности электродвигателя);
• η — Коэффициент полезного действия — отношение электрической мощности потребляемой электродвигателем из сети к механической мощности на валу двигателя (принимается от 0,7 до 0,85 в зависимости от мощности электродвигателя);

Пусковой ток для электродвигателя может быть рассчитан по следующей формуле

I=Inom* K

• К — Кратность пускового тока, данная величина берется из паспорта электродвигателя, либо из каталожных данных (в приведенном выше онлайн калькуляторе кратность пускового тока определяется приблизительно исходя из прочих указанных характеристик электродвигателя).

Как определить ток электродвигателя на практике.

Наконец, я хотел поделиться с вами тем, как я определяю приблизительный ток без расчетов. Если посмотреть на то, что мы получили при расчете, то можно увидеть, что номинальный ток примерно в два раза больше мощности. Поэтому на практике я определяю ток, умножая мощность на два. Но это лишь приблизительное значение.

А ток холостого хода обычно составляет половину его мощности. Но о том, как определить эти значения, мы поговорим в следующих статьях. Так что подписывайтесь на обновления и не забудьте поделиться этой статьей со своими друзьями в социальных сетях.

На этом пока все. До свидания.

Искренне Ваш Александр!

Какой ток потребляет двигатель из сети при пуске и работе

В техническом паспорте электродвигателя указан ток при номинальной нагрузке на валу. Если там указано, например, 13,8/8 A, это означает, что при подключении двигателя к сети 220 В при номинальной нагрузке из сети потребляется ток 13,8 A. Если двигатель включен на напряжение 380 В, то из сети потребляется ток 8 А, т.е. уравнение силы √ 3 x 380 x 8 = √ 3 x 220 x 13,8.

Если вы знаете номинальную мощность двигателя (из технического паспорта двигателя), вы можете определить номинальный ток двигателя. Если двигатель подключен к трехфазной сети 380 В, номинальный ток можно рассчитать по следующей формуле:

I n = P n/ ( √3 U n x h x s osf).

Здесь P n — номинальная мощность двигателя в кВт, U n — напряжение сети в кВ (0,38 кВ). КПД ( h) и коэффициент мощности (s osφ) — это номинальные значения двигателя, которые указаны на заводской табличке. См. также — Какие номинальные мощности указаны на заводской табличке асинхронного двигателя.

Рисунок 1. Заводская табличка электродвигателя. Номинальная мощность 1,5 кВ, номинальный ток при напряжении 380 В составляет 3,4 А.

Если КПД и коэффициент мощности двигателя неизвестны, например, из-за отсутствия заводской таблички на двигателе, номинальный ток двигателя можно определить с небольшой погрешностью, используя соотношение «два ампера на киловатт», т.е. если номинальная мощность двигателя составляет 10 кВт, то потребляемый двигателем ток составляет около 20 ампер.

Для двигателя, показанного на рисунке, это соотношение также выполняется (3,4 A ≈ 2 x 1,5). Наиболее точные значения тока получаются при использовании этого соотношения для двигателей мощностью 3 кВт и более.

Когда двигатель работает на холостом ходу, от сети потребляется лишь небольшой ток (ток холостого хода). При увеличении нагрузки потребление тока возрастает. При увеличении тока нагрев обмоток увеличивается. Более высокая перегрузка приводит к перегреву обмоток двигателя и существует риск возгорания изоляции (сгорание двигателя).

При запуске двигатель потребляет так называемый пусковой ток, который может в 3-8 раз превышать номинальный ток. Характер колебаний тока показан на диаграмме (рисунок 2, а).

Рисунок 2: Пусковой ток (a) и влияние высокого тока на колебания напряжения сети (b).

Пусковой ток для данного двигателя может быть точно определен с помощью множителя пускового тока (I пуск/I номинальный ток). Пусковой ток является одной из характеристик двигателя, которые можно найти в каталогах. Пусковой ток определяется по следующей формуле: I start = I n x ( I start/ I nom). Например, если номинальный ток двигателя составляет 20 А, а пусковой ток равен 6, то пусковой ток составляет 20 x 6 = 120 А.

Знание фактического значения пускового тока необходимо для выбора предохранителей, для проверки работы электромагнитных размыкателей во время пуска двигателя при выборе автоматических выключателей и для определения падения напряжения в сети во время пуска.

Более подробно процедура выбора предохранителей описана в статье: Выбор предохранителей для защиты асинхронных двигателей.

Режимы работы электродвигателей

Режим работы определяет нагрузку на электродвигатель. В одних случаях он остается практически неизменным, в других — может меняться. При выборе двигателя важно учитывать предполагаемые характеристики нагрузки. Применяемые стандарты предусматривают следующие режимы работы:

Режим S1 (непрерывный). В этом режиме нагрузка остается постоянной по времени, пока температура двигателя не достигнет желаемого значения. Мощность электропривода рассчитывается по приведенным выше формулам.

Режим S2 (кратковременный). В этом режиме работы температура двигателя не достигает постоянного значения в течение периода включения. Во время фазы выключения двигатель остывает до температуры окружающей среды. При кратковременной эксплуатации необходимо проверять перегрузочную способность привода.

Режим S3 (прерывисто-кратковременный). Электродвигатель работает с периодическим отключением. Во время фаз включения и выключения двигатель не успевает достичь заданного значения или остыть до температуры окружающей среды. При расчете мощности двигателя необходимо всегда учитывать продолжительность пауз и потери во время переходных периодов. При выборе двигателя важным параметром является допустимое количество пусков в единицу времени.

Режимы S4 (прерывистый, с частыми запусками) и S5 (прерывистый с электрическим торможением). В обоих случаях работа двигателя должна быть проверена в соответствии с теми же параметрами, что и на этапе испытания S3.

Режим S6 (прерывисто-прерывистый с прерывистой нагрузкой). Работа двигателя в этом режиме включает в себя работу под нагрузкой, чередующуюся с холостым ходом.

Режим S7 (прерывистый с электрическим торможением).

Режим S8 (прерывистая работа с одновременным изменением нагрузки и скорости).

S9 (прерывистая работа при изменении нагрузки и скорости)

Большинство современных приводов адаптируются к различным уровням нагрузки и работают более длительное время.

Климатические исполнения электродвигателей

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

Современные приводы выпускаются в различных климатических исполнениях. Категории обозначены соответствующими буквами и цифрами:

• У – модели для эксплуатации в умеренном климате;
• ХЛ – электродвигатели, адаптированные к холодному климату;
• ТС – исполнения для сухого тропического климата;
• ТВ – исполнения для влажного тропического климата;
• Т – универсальные исполнения для тропического климата;
• О – электродвигатели для эксплуатации на суше;
• М – двигатели для работы в морском климате (холодном и умеренном);
• В – модели, которые могут использоваться в любых зонах на суше и на море.

Цифры в номенклатуре моделей указывают на тип положения:

• 1 – возможность эксплуатации на открытых площадках;
• 2 – установка в помещениях со свободным доступом воздуха;
• 3 – эксплуатация в закрытых цехах и помещениях;
• 4 – использование в производственных и других помещениях с возможностью регулирования климатических условий (наличие вентиляции, отопления);
• 5 – исполнения, разработанные для эксплуатации в зонах повышенной влажности, с высоким образованием конденсата.

Энергоэффективность

Рациональное использование энергии при высокой мощности снижает эксплуатационные расходы и повышает КПД двигателя. По этой причине при выборе привода всегда учитывается класс энергоэффективности.

В технической документации и каталогах всегда указывается класс энергоэффективности двигателя. Это зависит от эффективности.

Экспериментальные исследования, проведенные в условиях испытаний и эксплуатации, показывают, что электродвигатель мощностью 55 кВт с высоким классом энергоэффективности снижает потребление электроэнергии на 8 000 — 10 000 кВт в год.

Похожие записи: