Myšlenka tohoto příspěvku se zrodila po četných stížnostech „vysoce kompetentních“ inženýrů na téma, že pro motor s výkonem, dobře, například 15 kW, musíte nainstalovat automatický stroj ne nižší než 50A, protože jmenovitý proud je 40A + rezerva pro startovací proudy, bla bla bla bla. To je typická chyba těch, kteří se snaží spočítat výkon třífázových asynchronních motorů pomocí standardního výkonového vzorce I = PU, přičemž ani to, že je motor třífázový, ani to, že má také cosinus Phi resp. zohledňuje se efektivita, které téměř nikdo nerozumí.
Mimochodem, při instalaci nových motorů nemusíte zpravidla nic počítat, jmenovitý proud pro oba režimy (hvězda 380 a delta 220) je uveden na typovém štítku spolu se všemi ostatními parametry.
Jak tedy lze správně vypočítat, zhruba nebo přesněji, výkon asynchronního motoru ve standardní situaci?
Pro začátek si definujme tuto velmi „standardní situaci“ a s čím se jí.
Situaci nazývám standardní, když je motor navržený pro 380220 hvězda-trojúhelník připojen ke standardní hvězdě 380, pro všechny tři fáze. V průmyslu k tomu dochází nejčastěji a také často vyvolává otázky, jakou nominální hodnotu by měly být stroje instalovány, protože mnoho lidí zná standardní výkonový vzorec I = PU a z nějakého důvodu, zřejmě z velké gramotnosti nebo velké inteligence, z čehož smutek podle Griboedova začnou používat třífázové zatížení.
A teď odhaluji tajemství, strašlivé tajemství.
Pro výpočet ochrany nízkopříkonových motorů 380V s výkonem do 30 kW stačí výkon vynásobit přesně 2, tedy P*2=~In , stroj je stále vybrán s nejbližší jmenovitou nahoru, tedy 63A pro motor o výkonu 30 kW se zatížením hřídele, řekněme turbínu s ventilátorem typu Cyclone. Toto je děsivá tajná expresní metoda pro hrubý výpočet proudové síly 380V motorů, nikde v učebnicích neuváděná. proč tomu tak je? Je to velmi jednoduché při U=380V na jeden kW výkonu je proud přibližně 2 ampéry. (Ano, právě teď mě porazí teoretici, kteří si pamatují účinnost a kosinus FI. Buď zticha, Pane, zatím mlč, řekl jsem, pro motory s NÍZKÝM VÝKONEM do 30 kW a pro nízké výkony s vědomím modelové řady našich strojů, tyto 2 hodnoty nelze brát v úvahu, zvláště pokud je zatížení hřídele minimální)
Nyní si představme typický motor* s následujícími parametry:
P=30 kW
U=380 V
Proud na typovém štítku došel.
cos φ = 0,85
Účinnost = 0,9
Jak zjistit jeho aktuální sílu? Pokud počítáme podle rady a přesvědčení tvrdohlavých „velmi chytrých“ rádoby inženýrů, kteří si tuto otázku na pohovorech obzvlášť rádi lámou, pak dostaneme číslo 78,9A, po kterém si potenciální inženýři začnou horečně vzpomínat na nával. proudy, zamyšleně se mračí a svrašťují čelo, a pak neváhají požadovat instalaci stroje alespoň 100A, protože nejbližší jmenovitý na 80A vyřadí při sebemenším pokusu nastartovat s úžasnými náběhovými proudy. A je velmi těžké se s nimi hádat, protože všechny následující způsobují u chytrých chlapů bouři emocí, močovou a fekální inkontinenci, porušování vzoru a ponoření se do hlubokého transu s nářky a máváním krust na univerzitách, kde se učili počítat a žít..
Kompletnější vzorec doporučený pro použití vypadá mírně odlišně.
Výkon v kW se převádí na watty, pro které je 30*1000=30000 wattů
Poté vydělíme watty napětím, poté vydělíme druhou odmocninou z 3 (1,73), (máme TŘI FÁZE) a získáme přibližnou sílu proudu, kterou je potřeba upřesnit dalším dělením cos φ (účiník, protože jakákoli indukční zátěž má a jalový výkon Q) a poté znovu vyjasněte, v případě potřeby vydělte účinností, takže:
Výpočet si upřesníme: 53,6A,9 = 59,65A (Mimochodem, program elektrikáře, který počítá pomocí podobného vzorce, dává přesnější údaj 59,584 A, tedy o něco méně než můj časem prověřený výpočet. Tzn. výpočet je docela přesný a nesrovnalosti jsou desetinové a v našem případě setiny ampér nikoho moc netrápí, proč je napsáno níže)
59,65 A je téměř úplná shoda s prvním hrubým výpočtem, nesoulad je pouze -0,35A, což v tomto případě nehraje žádnou roli při výběru jističe. Jaký stroj byste si měli vybrat??
Za předpokladu, že zatížení hřídele není velké, řekněme nějakou ventilátorovou turbínu, můžete bezpečně nainstalovat VA 47-29 na 63A od IEK, kategorie C. nejběžnější.
Na výkřiky o startovacích proudech mohu s klidem odpovědět, že 63A paket kategorie B, C, D vydrží proud přesahující 1,13x delší než hodinu a 1,45x méně než hodinu, tedy pokud je na stroji napsáno 63A. , to neznamená, že při nahození do 70A se hned vyřadí. Nic takového, minimálně hodinu vydrží zátěž 113% (proudová síla je 71,19A), to platí zejména pro drahé stroje od Legrand ABB a to i při síle proudu 145% jmenovité hodnoty = 91,35A je zaručeno, že vydrží několik minut a pro Roztočení asynchronního stroje a dosažení nominálního režimu trvá pouze několik sekund, obvykle od 5 do 20 sekund. Během této doby se tepelné uvolnění stroje jednoduše nestihne zahřát a vypnout zátěž.
Chytří kluci mi teď samozřejmě připomenou, že mašinka má i elektromagnetickou spoušť a při překročení 63A ten nešťastný motor definitivně odřízne. Hahaha, k čertu s tebou.
Písmena B, C, D a některá další v názvu stroje charakterizují pouze násobnost nastavení elektromagnetické spouště a rovná se
B – 3
C – 5
D – podle GOST R – 10, většina výrobců uvádí rozsah 50.
Těch vzácných je více
G – 6,4. 9,6 (KEAZ VM40)
K-8
L – 3,2. 4,8 (KEAZ VM40)
Z – 2
Čili automat 63A kategorie C je zaručeně vypnutý elektromagnetickou spouští pouze v rozsahu 315-630A a výše, což se při spouštění pracovního 30 kW asynchronního stroje nikdy nestane.
Druhou legitimní otázkou je, který drát nasadit na náš motor. Odpovědí je kabel 4×16 milimetrů čtverečních, což na délku do 50 metrů více než stačí, na větší délku je lepší volit 25mm, kvůli ztrátám.
Všechny údaje byly mnohokrát ověřeny mnou osobně a experimentálně. Testováno na vybraných strojích a vícenásobném měření skutečné proudové síly pomocí proudových kleští.
*-Jediná poznámka a upřesnění: Staré motory sovětské výroby, které jsou nově uváděny do provozu, mohou mít nižší hodnoty kosinus phi a účinnosti, pak může být proudová síla o něco vyšší než hodnota hrubého výpočtu. Jednoduše vyberte další stroj s jmenovitým proudem 80A. Nemůžeš se pokazit!
Druhá poznámka:
Chcete-li přibližně vypočítat proudovou sílu motoru připojeného do trojúhelníku k síti 220 přes kondenzátor, můžete vzít výkon motoru v kilowattech, například stejných 30 KW a vynásobit asi 3,9 a tak: 30 * 3,9 = 117A
A pro výpočet kondenzátoru můžete použít webovou stránku
Průkaz elektromotoru udává proud při jmenovitém zatížení na hřídeli. Pokud je uvedeno např. 13,8/8 A, pak to znamená, že při připojení motoru k síti 220 V a jmenovité zátěži bude proud odebíraný ze sítě roven 13,8 A. Při připojení k 380 V síti bude odebírán proud 8 A, to znamená, že platí rovnost výkonu: √ 3 x 380 x 8 = √ 3 x 220 x 13,8.
Znáte-li jmenovitý výkon motoru (z pasu), můžete určit jeho jmenovitý proud. Když je motor připojen k třífázové síti 380 V, lze jmenovitý proud vypočítat pomocí následujícího vzorce:
I n = P n/ (√3U n x η x cosφ),
Rýže. 1. Pas elektromotoru. Jmenovitý výkon 1,5 kV, jmenovitý proud při napětí 380 V – 3,4 A.
Pokud účinnost není známa. a účiník motoru, například pokud na motoru není pasový štítek, pak lze jeho jmenovitý proud určit s malou chybou poměrem „dva ampéry na kilowatt“, tzn. Pokud je jmenovitý výkon motoru 10 kW, pak proud spotřebovaný motorem bude přibližně 20 A.
Pro motor znázorněný na obrázku tento poměr také platí (3,4 A ≈ 2 x 1,5). Přesnější hodnoty proudu při použití tohoto poměru jsou získány s výkonem motoru 3 kW a vyšším.
Při chodu elektromotoru naprázdno je ze sítě odebírán malý proud (proud naprázdno). S rostoucí zátěží roste i spotřeba proudu. S rostoucím proudem se zvyšuje zahřívání vinutí. Velké přetížení vede k tomu, že zvýšený proud způsobí přehřátí vinutí motoru a hrozí nebezpečí zuhelnatění izolace (vypálení elektromotoru).
V okamžiku spouštění ze sítě odebírá elektromotor tzv. rozběhový proud, který může být 3 – 8x větší než jmenovitý proud. Charakter aktuální změny je znázorněn na grafu (obr. 2, a).
Rýže. 2. Povaha změny proudu odebíraného motorem ze sítě (a) a vliv vysokého proudu na kolísání napětí v síti (b)
Přesnou hodnotu startovacího proudu pro každý konkrétní motor lze určit tak, že znáte hodnotu násobku startovacího proudu – I start / I nom. Násobnost rozběhového proudu je jednou z technických charakteristik motoru, kterou lze nalézt v katalozích. Startovací proud je určen následujícím vzorcem: I start = I n x (I start/I nom). Například při jmenovitém proudu motoru 20 A a rozběhovém proudu násobku 6 je rozběhový proud 20 x 6 = 120 A.
Znalost skutečné hodnoty rozběhového proudu je nezbytná pro výběr pojistek, kontrolu činnosti elektromagnetických spouští při startování motoru při výběru jističů a pro určení velikosti snížení napětí v síti při startu.
Velký rozběhový proud, na který síť obvykle není dimenzována, způsobuje výrazné úbytky napětí v síti (obr. 2, b).
Pokud vezmeme odpor vodičů jdoucích od zdroje k motoru rovný 0,5 Ohm, jmenovitý proud I n = 15 A a startovací proud rovný pětinásobku jmenovitého proudu, pak ztráta napětí ve vodičích na čas spuštění bude 0,5 x 75 + 0,5, 75 x 75 = XNUMX V.
Na svorkách motoru, stejně jako na svorkách blízkých pracujících elektromotorů, bude 220 – 75 = 145 V. Takový pokles napětí může způsobit brzdění pracujících motorů, což bude mít za následek ještě větší nárůst proudu v síť a spálené pojistky.
V elektrických lampách, když se motory nastartují, teplo klesá (kontrolky „blikají“). Proto při spouštění elektromotorů usilují o snížení startovacích proudů.
Pro snížení rozběhového proudu lze použít spouštěcí obvod motoru s přepínáním vinutí statoru z hvězdy na trojúhelník. V tomto případě se fázové napětí sníží √ 3krát a zapínací proud bude odpovídajícím způsobem omezen. Po dosažení určité rychlosti rotoru se statorová vinutí přepnou do trojúhelníkového obvodu a napětí na nich se rovná jmenovitému. Spínání se obvykle provádí automaticky pomocí časového nebo proudového relé.
Rýže. 3. Schéma spouštění elektromotoru s přepínáním vinutí statoru z hvězdy na trojúhelník
Státní univerzita Sumy
Výpočet a praktické
„Výpočet třífázového asynchronního motoru
v předmětu “Elektrotechnika”
Učitel Puzko I.D.
Na základě údajů 3fázového asynchronního motoru a daného schématu zapojení statorových vinutí určete:
1. Lineární napětí třífázového napájecího obvodu U l a synchronní otáčky statorového pole n 0, jmenovité n N a kritické n KR otáčky rotoru, jmenovitý výkon P 1 nom odebíraný motorem ze sítě, jmenovité a rozběhové proudy motoru I NOM a I PUS , jmenovitý a maximální točivý moment motoru M NOM a M MAX.
2. Vyneste křivku závislosti M(S) při U L = konst a určete
násobek rozběhového momentu K p = M start / M jmen.
3. Sestrojte mechanickou charakteristiku n 2 =f(M) při UC =konst a určete rozsah otáček rotoru, při kterém je možný stabilní provoz motoru.
4. Sestrojte charakteristiky M(S) a n 2 =f(M) pro U 1 =0.9UC =konst.
m 1 =ZAČÍNÁM /JÁ NOM
1. Při zapojení do trojúhelníku je síťové napětí 220V.
2. Synchronní frekvence otáčení pole statoru:
3. Jmenovité otáčky rotoru:
4. Kritický skluz:
5. Kritická rychlost rotoru:
6. Jmenovitý výkon odebíraný ze sítě:
9. Startovací proud motoru:
10. Jmenovitý točivý moment:
11. Maximální točivý moment:
12. Startovací moment:
13. Násobnost rozběhového momentu:
