Рассчитать ток по мощности: Калькулятор расчёта тока нагрузки для выбора автоматического выключателя

Содержание

Калькулятор расчёта тока нагрузки для выбора автоматического выключателя

С помощью данного калькулятора Вы можете рассчитать номинальный ток автоматического выключателя по мощности подключаемых через него электроприборов.

Введите значения в форму ниже: суммарную мощность электрооборудования, тип потребителя и параметры сети (фазность и напряжение).

*Примерные значения коэффициента мощности представлены в таблице:

Бытовые электроприборы Мощность, Вт cos φ
Электроплита 1200 - 6000 1
Обогреватель 500 - 2000 1
Пылесос 500-2000 0,9
Утюг 1000 - 2000 1
Фен 600 - 2000 1
Телевизор 100 - 400 1
Холодильник 150 - 600 0,95
СВЧ-печь 700 - 2000
1
Электрочайник 1500 - 2000 1
Лампы накаливания 60 - 250 1
Люминесцентные лампы 20 - 400 0,95
Бойлер 1500 - 2000 1
Компьютер 350 - 700 0,95
Кофеварка 650 - 1500 1
Стиральная машина 1500 - 2500 0,9
Электроинструмент Мощность, Вт cos φ
Электродрель 400 - 1000 0,85
Болгарка 600 - 3000 0,8
Перфоратор 500 - 1200 0,85
Компрессор 700 - 2500 0,7
Электромоторы 250 - 3000 0,7 - 0,8
Вакуумный насос 1000 - 2500 0,85
Электросварка (дуговая) 1800 - 2500 0,3 - 0,6

Выбор автомата по мощности нагрузки, сечению кабеля и по току: как рассчитать автоматический выключатель


Для организации безотказно действующего внутридомового электроснабжения необходимо выделить отдельные ветки.   Каждую линию нужно оснастить собственным прибором защиты, оберегающим изоляцию кабеля от оплавления. Однако не все знают, какое устройство приобрести. Согласны?

Все про выбор автоматов по мощности нагрузки вы узнаете из представленной нами статьи. Мы расскажем, как определить номинал для поиска выключателя необходимого класса. Учет наших рекомендаций гарантирует покупку требующихся устройств, способных исключить угрожающие ситуации при эксплуатации проводки.

Содержание статьи:

Автоматические выключатели для бытовых сетей

Электроснабжающие организации осуществляют подключение домов и квартир, выполняя работы по подведению кабеля к распредщиту. Все мероприятия по монтажу разводки в помещении выполняют его владельцы, либо нанятые специалисты.

Чтобы подобрать автомат для защиты каждой отдельной цепи необходимо знать его номинал, класс и некоторые другие характеристики.

Основные параметры и классификация

Бытовые автоматы устанавливают на входе в низковольтную электрическую цепь и предназначены они для решения следующих задач:

  • ручное или электронное включение или обесточивание электрической цепи;
  • защита цепи: отключение тока при незначительной длительной перегрузке;
  • защита цепи: мгновенное отключение тока при коротком замыкании.

Каждый выключатель имеет характеристику, выраженную в амперах, которую называют (In) или “номинал”.

Суть этого значения проще понять, используя коэффициент превышения номинала:

K = I / In,

где I – реальная сила тока.

  • K < 1.13: отключение (расцепление) не произойдет в течение 1 часа;
  • K > 1.45: отключение произойдет в течение 1 часа.

Эти параметры зафиксированы в п. 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010. Чтобы узнать за какое время произойдет отключение при K>1.45 нужно воспользоваться графиком, отражающим времятоковую характеристику конкретной модели автомата.

При длительном превышении током значения номинала выключателя в 2 раза, размыкание произойдет за период от 8 секунд до 4-х минут. Скорость срабатывания зависит от настройки модели и температуры среды

Также у каждого типа автоматического выключателя определен диапазон тока (Ia), при котором срабатывает механизм мгновенного расцепления:

  • класс “B”: Ia = (3 * In . . 5 * In];
  • класс “C”: Ia = (5 * In .. 10 * In];
  • класс “D”: Ia = (10 * In .. 20 * In].

Устройства типа “B” применяют в основном для линий, которые имеют значительную длину. В жилых и офисных помещениях используют автоматы класса “С”, а приборы с маркировкой “D” защищают цепи, где есть оборудование с большим пусковым коэффициентом тока.

Стандартная линейка бытовых автоматов включает в себя устройства с номиналами в 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Конструктивное устройство расцепителей

В современном присутствуют два вида расцепителей: тепловой и электромагнитный.

Биметаллический расцепитель имеет форму пластины, созданной из двух токопроводящих металлов с различным тепловым расширением. Такая конструкция при длительном превышении номинала приводит к нагреву детали, ее изгибу и срабатыванию механизма размыкания цепи.

У некоторых автоматов с помощью регулировочного винта можно изменить параметры тока, при котором происходит отключение. Раньше этот прием часто применяли для “точной” настройки устройства, однако эта процедура требует углубленных специализированных знаний и проведения нескольких тестов.

Вращением регулировочного винта (выделен красным прямоугольником) против часовой стрелки можно добиться большего времени срабатывания теплового расцепителя

Сейчас на рынке можно найти множество моделей стандартных номиналов от разных производителей, у которых времятоковые характеристики немного отличаются (но при этом соответствуют нормативным требованиям). Поэтому есть возможность подобрать автомат с нужными “заводскими” настройками, что исключает риск неправильной калибровки.

Электромагнитный расцепитель предотвращает перегрев линии в результате короткого замыкания. Он реагирует практически мгновенно, но при этом значение силы тока должно в разы превышать номинал. Конструктивно эта деталь представляет собой соленоид. Сверхток генерирует магнитное поле, которое сдвигает сердечник, размыкающий цепь.

Соблюдение принципов селективности

При наличии разветвленной электрической цепи можно организовать защиту таким образом, чтобы при коротком замыкании произошло отключение только той ветви, на которой возникла аварийная ситуация. Для этого применяют принцип селективности выключателей.

Наглядная схема, показывающая принцип работы системы автоматических выключателей с реализованной функцией селективности (выборочности) срабатывания при возникновении короткого замыкания

Для обеспечения выборочного отключения на нижних ступенях устанавливают автоматы с мгновенной отсечкой, размыкающие цепь за 0.02 – 0.2 секунды. Выключатель, размещенный на вышестоящей ступени, или имеет выдержку по срабатыванию в 0.25 – 0.6 с или выполнен по специальной “селективной” схеме в соответствии со стандартом DIN VDE 0641-21.

Для гарантированного обеспечения лучше использовать автоматы от одного производителя. Для выключателей единого модельного ряда существуют таблицы селективности, которые указывают возможные комбинации.

Простейшие правила установки

Участок цепи, который необходимо защитить выключателем может быть одно- или трехфазным, иметь нейтраль, а также провод PE (“земля”). Поэтому автоматы имеют от 1 до 4 полюсов, к которым подводят токопроводящую жилу. При создании условий для расцепления происходит одновременное отключение всех контактов.

Автоматы в щитке крепят на специально отведенную для этого DIN-рейку. Она обеспечивает компактность и безопасность подключения, а также удобный доступ к выключателю

Автоматы устанавливают следующим образом:

  • однополюсные на фазу;
  • двухполюсные на фазу и нейтраль;
  • трехполюсные на 3 фазы;
  • четырехполюсные на 3 фазы и нейтраль.

При этом запрещено делать следующее:

  • устанавливать однополюсные автоматы на нейтраль;
  • заводить в автомат провод PE;
  • устанавливать вместо одного трехполюсного автомата три однополюсных, если в цепь подключен хотя бы один трехфазный потребитель.

Все эти требования прописаны в ПУЭ и их необходимо соблюдать.

В каждом доме или помещении, к которому подведено электричество, устанавливают вводной автомат. Его номинал определяет поставщик и это значение прописано в договоре на подключение электроэнергии. Предназначение такого выключателя – защита участка от трансформатора до потребителя.

После вводного автомата к линии подключают счетчик (одно- или трехфазный) и , функции которого отличаются от работы автоматического и дифференциального выключателя.

Если в помещении выполнена разводка на несколько контуров, то каждый из них защищают отдельным автоматом, мощность которого . Их номиналы и классы определяет владелец помещения с учетом существующей проводки или мощности подключаемых приборов.

Счетчик электроэнергии и автоматические выключатели устанавливают в распределительном щите, который отвечает всем требованиям безопасности и легко может быть вписан в интерьер помещения

При выборе места для размещения необходимо помнить, что на свойства теплового расцепителя влияет температура воздуха. Поэтому желательно располагать рейку с автоматами внутри самого помещения.

Расчет необходимого номинала

Основная защитная функция автоматического выключателя распространяется на проводку, поэтому подбор номинала осуществляют по сечению кабеля. При этом вся цепь должна обеспечить штатную работу подключенных к ней приборов. Расчет параметров системы несложен, но надо учесть много нюансов, чтобы избежать ошибок и возникновения проблем.

Определение суммарной мощности потребителей

Один из главных параметров электрического контура – максимально возможная мощность подключенных к ней потребителей электроэнергии. При расчете этого показателя нельзя просто суммировать паспортные данные устройств.

Активная и номинальная компонента

Для любого прибора, работающего от электричества, производитель обязан указать активную мощность (P). Эта величина определяет количество энергии, которая будет безвозвратно преобразована в результате работы аппарата и за которую пользователь будет платить по счетчику.

Но для приборов с наличием конденсаторов или катушки индуктивности есть еще одна мощность с ненулевым значением, которую называют реактивной (Q). Она доходит до устройства и практически мгновенно возвращается обратно.

Реактивная компонента не участвует при подсчете использованной электроэнергии, но совместно с активной формирует так называемую “полную” или “номинальную” мощность (S), которая дает нагрузку на цепь.

cos(f) – параметр, с помощью которого можно определить полную (номинальную мощность) по активной (потребляемой). Если он не равен единице, то его указывают в технической документации к электроприбору

Считать вклад отдельного устройства в общую нагрузку на токопроводящие жилы и автомат необходимо по его полной мощности:

S = P / cos(f).

Повышенные стартовые токи

Следующей особенностью некоторых типов бытовой техники является наличие трансформаторов, электродвигателей или компрессоров. Такие устройства при начале работы потребляют пусковой (стартовый) ток.

Его значение может в несколько раз превышать стандартные показатели, но время работы на повышенной мощности невелико и обычно составляет от 0.1 до 3 секунд. Такой кратковременный всплеск не приведет к срабатыванию теплового расцепителя, но вот электромагнитный компонент выключателя, отвечающий за сверхток КЗ, может среагировать.

Особенно эта ситуация актуальна для выделенных линий, к которым подключают оборудование типа деревообрабатывающих станков. В этом случае нужно посчитать ампераж и, возможно, имеет смысл использовать автомат класса “D”.

Учет коэффициента спроса

Для цепей, к которым подключено большое количество оборудования и отсутствует устройство, которое потребляет наибольшую часть тока, используют коэффициент спроса (ks). Смысл его применения заключается в том, что все приборы не будут работать одновременно, поэтому суммирование номинальных мощностей приведет к завышенному показателю.

Коэффициент спроса на группы электропотребителей установлен в п. 7 СП 256.1325800.2016. На эти показатели можно опираться и при самостоятельном расчете максимальной мощности

Этот коэффициент может принимать значение равное или меньшее единице. Вычисления расчетной мощности (Pr) каждого прибора происходит по формуле:

Pr = ks * S

Суммарную расчетную мощность всех приборов применяют для вычисления параметров цепи. Использование коэффициента спроса целесообразно для офисных и небольших торговых помещений с большим числом компьютеров, оргтехники и другой аппаратуры, запитанной от одного контура.

Для линий с незначительным количеством потребителей этот коэффициент не применяют в чистом виде. Из подсчета мощности убирают те устройства, чье включение одновременно с более энергозатратными приборами маловероятно.

Так, например, мало шансов на единовременную работу в жилой комнате с утюгом и пылесосом. А для мастерских с небольшим числом персонала в расчет берут только 2-4 наиболее мощных электроинструмента.

Вычисление силы тока

Выбор автомата производят по максимальному значению силы тока, допустимому на участке цепи. Необходимо получить этот показатель, зная суммарную мощность электропотребителей и напряжение в сети.

Согласно ГОСТ 29322-2014 с октября 2015 года значение напряжения должно быть равным 230 В для обыкновенной сети и 400 В – для трехфазной. Однако в большинстве случаев, до сих пор действуют старые параметры: 220 и 380 В соответственно. Поэтому для точности расчетов необходимо провести замеры с применением вольтметра.

Измерить напряжение в домашней сети можно с помощью вольтметра или мультиметра. Для этого достаточно воткнуть его контакты в розетку

Еще одной проблемой, особенно актуальной для , является предоставление электроснабжения с недостаточным напряжением. Замеры на таких проблемных объектах могут показывать значения, выходящие за определенный ГОСТом диапазон.

Более того, в зависимости от уровня потребления соседями электричества, значение напряжения может сильно меняться в течение короткого времени.

Это создает проблему не только для функционирования приборов, но и для . При падении напряжения некоторые устройства просто теряют в мощности, а некоторые, у которых присутствует входной стабилизатор, увеличивают потребление электричества.

Качественно провести расчеты необходимых параметров цепи в таких условиях сложно. Поэтому либо придется прокладывать кабели с заведомо большим сечением (что дорого), либо решать проблему через установку входного стабилизатора или подключение дома к другой линии.

Стабилизатор устанавливают рядом с распределительным щитом. Часто бывает, что это единственный способ получить нормативные значения напряжения в доме

После того как была найдена общая мощность электроприборов (S) и выяснено значение напряжения (U), расчет силы тока (I) проводят по формулам, являющихся следствием закона Ома:

If = S / Uдля однофазной сети

Il = S / (1.73 * Ul) для трехфазной сети

Здесь индекс “f” означает фазные параметры, а “l” – линейные.

Большинство трехфазных устройств используют тип подключения “звезда”, а также именно по этой схеме функционирует трансформатор, выдающий ток для потребителя. При симметричной нагрузке линейная и фазная сила будут идентичны (Il = If), а напряжение рассчитывают по формуле:

Ul = 1.73 * Uf

Нюансы подбора сечения кабеля

Качество и параметры проводов и кабелей регулирует ГОСТ 31996-2012. По этому документу для выпускаемой продукции разрабатывают ТУ, где допускается некоторый диапазон значений базовых характеристик. Изготовитель обязан предоставить таблицу соответствия сечения жил и максимальной безопасной силы тока.

Максимально допустимая сила тока зависит от сечения жил проводов и способа монтажа. Они могут быть проложены скрытым (в стене) или открытым (в трубе или коробе) способом

Выбирать кабель необходимо так, чтобы обеспечить безопасное протекание тока, соответствующего расчетной суммарной мощности электроприборов. Согласно ПУЭ (правила устройства электроустановок) минимальное , используемых в жилых помещениях, должно быть не менее 1,5 мм2.

Стандартные размеры имеют следующие значения: 1,5; 2,5; 4; 6 и 10 мм2.

Иногда есть резон использовать провода с сечением на шаг больше, чем минимально допустимое. В этом случае существует возможность подключения дополнительных приборов или замена уже существующих на более мощные без дорогостоящих и длительных работ по прокладке новых кабелей.

Расчет параметров автомата

Для любой цепи должно быть выполнено следующее неравенство:

In <= Ip / 1.45

Здесь In – номинальный ток автомата, а Ip – допустимый ток для проводки. Это правило обеспечивает гарантированное расцепление при длительном превышении допустимой нагрузки.

Неравенство “In <= Ip / 1.45” является основным условием при комплектовании пары “автомат – кабель”. Пренебрежение этим правилом может привести к возгоранию проводки

Рассчитать номинал автомата можно как по суммарной нагрузке, так и по сечению жил уже проложенной проводки. Допустим, что существует схема подключения электроприборов, но проводка еще не проложена.

В этом случае последовательность действий следующая:

  1. Вычисление суммарной силы тока подключенных к сети электроприборов.
  2. Выбор автомата с номиналом не меньше, чем вычисленная величина.
  3. Подбор сечения кабеля по номиналу автомата.

Пример:

  1. S = 4 кВт; I = 4000 / 220 = 18 A;
  2. In = 20 A;
  3. Ip >= In * 1.45 = 29 A; D = 4 мм2.

Если проводка уже проложена, то последовательность действий другая:

  1. Определение допустимого тока при известном сечении и способе прокладки проводки по предоставленной производителем таблице.
  2. Подбор автоматического выключателя.
  3. Вычисление мощности подключаемых устройств. Комплектование группы приборов таким образом, чтобы суммарная нагрузка на цепь была меньше номинала.

Пример. Пусть проложены два одножильных кабеля открытым способом, D = 6 мм2, тогда:

  1. Ip = 46 A;
  2. In <= Ip / 1.45 = 32 A;
  3. S = In * 220 = 7.0 кВт.

В пункте 2 последнего примера есть незначительное допустимое приближение. Точное значение In = Ip / 1.45 = 31.7 A округлено до значения 32 A.

Выбор между несколькими номиналами

Иногда возникает ситуация, когда можно выбрать несколько автоматов с разными номиналами для защиты контура. Например, при суммарной мощности электроприборов 4 кВт (18 A) была с запасом выбрана проводка с сечением медных жил 4 мм2. Для такой комбинации можно поставить выключатели на 20 и 25 A.

Если схема разводки электрики предполагает наличие многоярусной защиты, то нужно выбирать автоматы так, чтобы значение номинала вышестоящего (на рисунке он справа – 25 A) было больше, чем у выключателей более низких уровней

Плюсом выбора выключателя с наивысшим номиналом является возможность подключения дополнительных приборов без изменения элементов контура. Чаще всего так и поступают.

В пользу выбора автомата с меньшим номиналом говорит тот факт, что его тепловой расцепитель быстрее среагирует на повышенный показатель силы тока. Дело в том, что у некоторых приборов может возникнуть неисправность, которая приведет к росту потребления энергии, но не до значения короткого замыкания.

Например, поломка подшипника двигателя стиральной машины приведет к резкому увеличению тока в обмотке. Если автомат быстро среагирует на превышение разрешенных показателей и произведет отключение, то мотор не сгорит.

Выводы и полезное видео по теме

Конструкция автоматического выключателя и его классификация. Понятие времятоковой характеристики и подбор номинала по сечению кабеля:

Расчет мощности приборов и выбор автомата с использованием положений ПУЭ:

К выбору автоматического выключателя нужно отнестись ответственно, так как от этого зависит безопасность работы электросистемы дома. При всем множестве входных параметров и нюансов расчета необходимо помнить, что основная защитная функция автомата распространяется на проводку.

Пишите, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, размещайте фото по теме статьи в расположенном ниже блоке. Делитесь полезной информацией, которая может пригодиться посетителям сайта. Расскажите о собственном опыте в выборе автоматических выключателей для защиты дачной или домашней электропроводки.

Расчет номинального тока электродвигателя | Заметки электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Решил написать статью о расчете номинального тока для трехфазного электродвигателя.

Этот вопрос является актуальным и кажется на первый взгляд не таким и сложным, но почему-то в расчетах зачастую возникают ошибки.

В качестве примера для расчета я возьму трехфазный асинхронный двигатель АИР71А4 мощностью 0,55 (кВт).

Вот его внешний вид и бирка с техническими данными.

Если двигатель Вы планируете подключать в трехфазную сеть 380 (В), то значит его обмотки нужно соединить по схеме «звезда», т.е. на клеммнике необходимо соединить выводы V2, U2 и W2 между собой с помощью специальных перемычек.

При подключении этого двигателя в трехфазную сеть напряжением 220 (В) его обмотки необходимо соединить треугольником, т.е. установить три перемычки: U1-W2, V1-U2 и W1-V2.

Если же Вы решите подключить этот двигатель в однофазную сеть 220 (В), то его обмотки также должны быть соединены треугольником.

Для информации: почитайте подробную статью о схемах соединения обмоток в «звезду» и «треугольник».

Для правильного выбора автоматического выключателя (или предохранителей) и тепловых реле для защиты двигателя, а также для выбора контактора для его управления, в первую очередь нам нужно знать номинальный ток двигателя для конкретной схемы соединения обмоток.

Обычно, номинальные токи указаны прямо на бирке, поэтому можно смело ориентироваться на них. Но иногда циферки не видны или стерты, а известна только лишь мощность двигателя или другие его параметры.

Такое очень часто встречается, но еще чаще бирка вообще отсутствует или так затерта, что на ней абсолютно ничего не видно — приходится только догадываться, что там изображено.

Но это отдельный случай и что делать в таких ситуациях, я расскажу Вам в ближайшее время.

В данной же статье я хочу акцентировать Ваше внимание на формулу по расчету тока двигателя, потому что даже не все «специалисты» ее знают, хотя может и знают, но не хотят вспомнить основы электротехники.

Итак, приступим.

Внимание! Мощность на шильдике двигателя указывается не электрическая, а механическая, т.е. полезная механическая мощность на валу двигателя. Об этом отчетливо говорится в действующем ГОСТ Р 52776-2007, п.5.5.3:

Полезную механическую мощность обозначают, как Р2.

Чаще всего мощность двигателя указывают не в ваттах (Вт), а в киловаттах (кВт). Для тех кто забыл, читайте статью о том, как перевести ватты в киловатты и наоборот.

Еще реже, на бирке указывают мощность в лошадиных силах (л.с.), но такого я ни разу еще не встречал на своей практике. Для информации: 1 (л.с.) = 745,7 (Ватт).

Но нас интересует именно электрическая мощность, т.е. мощность, потребляемая двигателем из сети. Активная электрическая мощность обозначается, как Р1 и она всегда будет больше механической мощности Р2, т.к. в ней учтены все потери двигателя.

1. Механические потери (Рмех.)

К механическим потерям относятся трение в подшипниках и вентиляция. Их величина напрямую зависит от оборотов двигателя, т.е. чем выше скорость, тем больше механические потери.

У асинхронных трехфазных двигателей с фазным ротором еще учитываются потери между щетками и контактными кольцами. Более подробно об устройстве асинхронных двигателей Вы можете почитать здесь.

2. Магнитные потери (Рмагн.)

Магнитные потери возникают в «железе» магнитопровода.  К ним относятся потери на гистерезис и вихревые токи при перемагничивании сердечника.

Величина магнитных потерь в статоре зависит от частоты перемагничивания его сердечника. Частота всегда постоянная и составляет 50 (Гц).

Магнитные потери в роторе зависят от частоты перемагничивания ротора. Эта частота составляет 2-4 (Гц) и напрямую зависит от величины скольжения двигателя. Но магнитные потери в роторе имеют малую величину, поэтому в расчетах чаще всего не учитываются.

3. Электрические потери в статорной обмотке (Рэ1)

Электрические потери в обмотке статора вызваны их нагревом от проходящих по ним токам. Чем больше ток, чем больше нагружен двигатель, тем больше электрические потери — все логично.

4. Электрические потери в роторе (Рэ2)

Электрические потери в роторе аналогичны потерям в статорной обмотке.

5. Прочие добавочные потери (Рдоб.)

К добавочным потерям можно отнести высшие гармоники магнитодвижущей силы, пульсацию магнитной индукции в зубцах и прочее. Эти потери очень трудно учесть, поэтому их принимают обычно, как 0,5% от потребляемой активной мощности Р1.

Все Вы знаете, что в двигателе электрическая энергия преобразуется в механическую. Если объяснить чуть подробнее, то при подведенной к двигателю электрической активной мощности Р1, некоторая ее часть затрачивается на электрические потери в обмотке статора и магнитные потери в магнитопроводе. Затем остаточная электромагнитная мощность передается на ротор, где она расходуется на электрические потери в роторе и преобразуется в механическую мощность. Часть механической мощности уменьшается за счет механических и добавочных потерь. В итоге, оставшаяся механическая мощность — это и есть полезная мощность Р2 на валу двигателя.

Все эти потери и заложены в единственный параметр — коэффициент полезного действия (КПД) двигателя, который обозначается символом «η» и определяется по формуле:

η = Р2/Р1

Кстати, КПД примерно равен 0,75-0,88 для двигателей мощностью до 10 (кВт) и 0,9-0,94 для двигателей свыше 10 (кВт).

Еще раз обратимся к данным, рассматриваемого в этой статье двигателя АИР71А4.

На его шильдике указаны следующие данные:

  • тип двигателя АИР71А4
  • заводской номер № ХХХХХ
  • род тока — переменный
  • количество фаз — трехфазный
  • частота питающей сети 50 (Гц)
  • схема соединения обмоток ∆/Y
  • номинальное напряжение 220/380 (В)
  • номинальный ток при треугольнике 2,7 (А) / при звезде 1,6 (А)
  • номинальная полезная мощность на валу Р2 = 0,55 (кВт) = 550 (Вт)
  • частота вращения 1360 (об/мин)
  • КПД 75% (η = 0,75)
  • коэффициент мощности cosφ = 0,71
  • режим работы S1
  • класс изоляции F
  • класс защиты IP54
  • название предприятия и страны изготовителя
  • год выпуска 2007

Расчет номинального тока электродвигателя

В первую очередь необходимо найти электрическую активную потребляемую мощность Р1 из сети по формуле:

Р1 = Р2/η = 550/0,75 = 733,33 (Вт)

Величины мощностей подставляются в формулы в ваттах, а напряжение — в вольтах. КПД (η) и коэффициент мощности (cosφ) — являются безразмерными величинами.

Но этого не достаточно, потому что мы не учли коэффициент мощности (cosφ), а ведь двигатель — это активно-индуктивная нагрузка, поэтому для определения полной потребляемой мощности двигателя из сети воспользуемся формулой:

S = P1/cosφ = 733,33/0,71 = 1032,85 (ВА)

Найдем номинальный ток двигателя при соединении обмоток в звезду:

Iном = S/(1,73·U) = 1032,85/(1,73·380) = 1,57 (А)

Найдем номинальный ток двигателя при соединении обмоток в треугольник:

Iном = S/(1,73·U) = 1032,85/(1,73·220) = 2,71 (А)

Как видите, получившиеся значения равны токам, указанным на бирке двигателя.

Для упрощения, выше приведенные формулы можно объединить в одну общую. В итоге получится:

Iном = P2/(1,73·U·cosφ·η)

Поэтому, чтобы определить номинальный ток двигателя, необходимо в данную формулу подставлять механическую мощность Р2, взятую с бирки, с учетом КПД и коэффициента мощности (cosφ), которые указаны на той же бирке или в паспорте на электродвигатель.

Перепроверим формулу.

Ток двигателя при соединении обмоток в звезду:

Iном = P2/(1,73·U·cosφ·η) = 550/(1,73·380·0,71·0,75) = 1,57 (А)

Ток двигателя при соединении обмоток в треугольник:

Iном = P2/(1,73·U·cosφ·η) = 550/(1,73·220·0,71·0,75) = 2,71 (А)

Надеюсь, что все понятно.

Примеры

Решил привести еще несколько примеров с разными типами двигателей и мощностями. Рассчитаем их номинальные токи и сравним с токами, указанными на их бирках.

1. Асинхронный двигатель 2АИ80А2ПА мощностью 1,5 (кВт)

Как видите, этот двигатель можно подключить только в трехфазную сеть напряжением 380 (В), т.к. его обмотки собраны в звезду внутри двигателя, а в клеммник выведено всего три конца, поэтому:

Iном = P2/(1,73·U·cosφ·η) = 1500/(1,73·380·0,85·0,82) = 3,27 (А)

Полученный ток 3,27 (А) соответствует номинальному току 3,26 (А), указанному на бирке.

2. Асинхронный двигатель АОЛ2-32-4 мощностью 3 (кВт)

Данный двигатель можно подключать в трехфазную сеть напряжением, как на 380 (В) звездой, так и на 220 (В) треугольником, т.к. в клеммник у него выведено 6 концов:

Iном = P2/(1,73·U·cosφ·η) = 3000/(1,73·380·0,83·0,83) = 6,62 (А) — звезда

Iном = P2/(1,73·U·cosφ·η) = 3000/(1,73·220·0,83·0,83) = 11,44 (А) — треугольник

Полученные значения токов при разных схемах соединения обмоток соответствуют номинальным токам, указанных на бирке.

3. Асинхронный двигатель АИРС100А4 мощностью 4,25 (кВт)

Аналогично, предыдущему.

Iном = P2/(1,73·U·cosφ·η) = 4250/(1,73·380·0,78·0,82) = 10,1 (А) — звезда

Iном = P2/(1,73·U·cosφ·η) = 4250/(1,73·220·0,78·0,82) = 17,45 (А) — треугольник

Расчетные значения токов при разных схемах соединения обмоток соответствуют номинальным токам, указанных на шильдике двигателя.

4. Высоковольтный двигатель А4-450Х-6У3 мощностью 630 (кВт)

Этот двигатель можно подключить только в трехфазную сеть напряжением 6 (кВ). Схема соединения его обмоток — звезда.

Iном = P2/(1,73·U·cosφ·η) = 630000/(1,73·6000·0,86·0,947) = 74,52 (А)

Расчетный ток 74,52 (А) соответствует номинальному току 74,5 (А), указанному на бирке.

Дополнение

Представленные выше формулы это конечно хорошо и по ним расчет получается более точным, но есть в простонародье более упрощенная и приблизительная формула для расчета номинального тока двигателя, которая наибольшее распространение получила среди домашних умельцев и мастеров.

Все просто. Берете мощность двигателя в киловаттах, указанную на бирке и умножаете ее на 2 — вот Вам и готовый результат. Только данное тождество уместно для двигателей 380 (В), собранных в звезду. Можете проверить и поумножать мощности приведенных выше двигателей. Но лично я же настаиваю Вам использовать более точные методы расчета.

P.S. А вот теперь, как мы уже определились с токами, можно приступать к выбору автоматического выключателя, предохранителей, тепловой защиты двигателя и контакторов для его управления. Об этом я расскажу Вам в следующих своих публикациях. Чтобы не пропустить выход новых статей — подписывайтесь на рассылку сайта «Заметки электрика». До новых встреч.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


Калькулятор коэффициента мощности

Калькулятор коэффициента мощности. Вычислите коэффициент мощности, полную мощность, реактивную мощность и емкость корректирующего конденсатора.

Калькулятор предназначен для образовательных целей.

Конденсатор коррекции коэффициента мощности должен быть подключен параллельно каждой фазной нагрузке.

При вычислении коэффициента мощности не различаются опережающие и отстающие коэффициенты мощности.

Расчет коррекции коэффициента мощности предполагает индуктивную нагрузку.

Расчет однофазной цепи

Расчет коэффициента мощности:

PF = | cos φ | = 1000 × P (кВт) / ( V (V) × I (А) )

Расчет полной мощности:

| S (кВА) | = В (В) × I (А) /1000

Расчет реактивной мощности:

Q (кВАр) = √ ( | S (кВА) | 2 - P (кВт) 2 )

Расчет емкости конденсатора коррекции коэффициента мощности:

S с поправкой (кВА) = P (кВт) / PF с поправкой

Q с поправкой (кВАр) = √ ( S с поправкой (кВА) 2 - P (кВт) 2 )

Q c (кВАр) = Q (кВАр) - Q с поправкой (кВАр)

C (F) = 1000 × Q c (кВАр) / (2π f (Гц) × В (В) 2 )

Расчет трехфазной цепи

Для трех фаз со сбалансированной нагрузкой:

Расчет при межфазном напряжении

Расчет коэффициента мощности:

PF = | cos φ | = 1000 × P (кВт) / ( 3 × В Л-Л (В) × Я (А) )

Расчет полной мощности:

| S (кВА) | = 3 × В L-L (В) × I (A) /1000

Расчет реактивной мощности:

Q (кВАр) = √ ( | S (кВА) | 2 - P (кВт) 2 )

Расчет емкости конденсатора коррекции коэффициента мощности:

Q c (кВАр) = Q (кВАр) - Q с поправкой (кВАр)

C (F) = 1000 × Q c (кВАр) / (2π f (Гц) × В L-L (В) 2 )

Расчет с линейным напряжением

Расчет коэффициента мощности:

PF = | cos φ | = 1000 × P (кВт) / (3 × V L-N (V) × I (A) )

Расчет полной мощности:

| S (кВА) | = 3 × В L-N (В) × I (A) /1000

Расчет реактивной мощности:

Q (кВАр) = √ ( | S (кВА) | 2 - P (кВт) 2 )

Расчет емкости конденсатора коррекции коэффициента мощности:

Q c (кВАр) = Q (кВАр) - Q с поправкой (кВАр)

C (F) = 1000 × Q c (кВАр) / (3 × 2π f (Гц) × В LN (В) 2 )

Калькулятор мощности ►


См. Также

Калькуляторы пускового тока

и выбор ограничителя пускового тока

Почему мне нужно использовать калькуляторы пускового тока для выбора ограничителя пускового тока?

Ограничитель пускового тока (ICL) может защитить электрооборудование от перегрева при включении из-за пускового тока.А поскольку пусковой ток равен максимальному мгновенному скачку входящего тока от источника питания, он может в 2-3 раза превышать ток в установившемся режиме подключенного устройства. Калькуляторы пускового тока - лучший способ измерить зависимость сопротивления от температуры, чтобы получить правильный ограничитель пускового тока.

Импульсные источники питания, двигатели постоянного тока и осветительные балласты могут создавать чрезвычайно высокий пиковый пусковой ток при включении, если вы не установите защиту от пускового тока.Кроме того, магнитные устройства, вырабатывающие переменный ток, такие как электродвигатели или трансформаторы, могут потреблять ток в 30 раз больше, чем в установившемся режиме при включении.

Без защиты от пускового тока единственными ограничениями величины потребляемого пускового тока являются полное сопротивление линии и эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора. Основываясь на этих фактах, можно было бы подумать, что, поскольку сегодняшние электрические схемы работают более эффективно и поддерживают более низкий импеданс, пусковой ток не будет проблемой.К сожалению, это не так.

Фактически, общая эффективность низкого импеданса также способствует высокому пусковому току, увеличивая вероятность перегрева оборудования во время запуска. Использование ограничителей пускового тока поможет предотвратить перегрев системы из-за пускового тока. На нашем веб-сайте вы можете просмотреть нашу полную линейку ограничителей пускового тока и узнать, как уменьшить пусковой ток.

Как выбрать правильный ограничитель пускового тока для моего приложения?

Ограничители пускового тока

разработаны с различными характеристиками, такими как зависимость сопротивления от температуры, для различных применений. По этой причине необходимо произвести некоторые расчеты на основе требований вашей системы, чтобы выбрать лучший ограничитель пускового тока для ваших нужд.

Как минимум, вам необходимо знать:

  • Максимальная выходная мощность : В зависимости от конкретной системы или требований конструкции это переменная, имеющая отношение к установившемуся току приложения
  • Входное напряжение : Это доступное входное линейное напряжение для рассматриваемого приложения.Например, 110 или 120 В переменного тока

Вам также следует знать следующую информацию:

  • Время сброса : Как часто система будет включаться / выключаться в течение заданного периода времени
  • Однофазный или трехфазный : Входящее напряжение, подаваемое от одной или трех линий
  • Значение фильтра или промежуточного конденсатора : Значение в микрофарадах. Определяет величину емкости
  • Объем трассировки пускового тока : снимок пускового тока в определенный момент времени
  • Номинал предохранителя или автоматического выключателя , если применимо
  • Номинальный пусковой ток диодного моста , если применимо

Пример постановки задачи

Текущая ситуация : Импульсный источник питания мощностью 1500 Вт при включении отключает 20-амперный выключатель из-за высокого пускового тока.Как предотвратить срабатывание выключателя?

Предоставленная информация :

  • Входное напряжение 230 В перем. Тока
  • Пиковое напряжение = 230 В перем. Тока * 1,414 = 325,22 В
  • Емкость фильтра 2700 мкФ
  • КПД 90%

Решение : Вам следует добавить ограничитель пускового тока, чтобы уменьшить высокий пусковой ток при включении, что должно остановить отключение выключателя из-за высокого пускового тока.

Как использовать наши калькуляторы пускового тока

Приведенные выше расчеты рекомендуют Ограничитель пускового тока MS32 20008

  • 20 Ом
  • 250J
  • 8 А непрерывно

Загрузить техническое описание MS32 20008

Как найти общую энергию

Даже если у вас отсутствует емкость и / или осциллограф, вам все равно необходимо определить общую энергию, чтобы выбрать правильный ограничитель пускового тока.В этом случае приведенная ниже формула может использоваться в качестве альтернативы « наихудший сценарий » для оценки общих потребностей в энергии.

Используйте следующие допущения:

  • Если конденсатор фильтра недоступен, предположим, что длительность броска тока составляет один (1) цикл, и этот один цикл равен 60 Гц, что соответствует 0,0167 секунды.
  • Если осциллограмма недоступна, предположим, что пусковой ток в 30 раз больше тока установившегося состояния.

Формула будет выглядеть так.

Энергия = 30 x постоянный ток x 0,0167 x входное напряжение

Посетите Википедию для получения дополнительной информации о пусковом токе, его причинах, способах лечения и профилактике.

Посетите нашу страницу часто задаваемых вопросов, чтобы получить ответы на наиболее часто задаваемые вопросы.

Для облегчения доступа вы можете использовать наши калькуляторы пускового тока здесь или вы можете рассчитать пусковой ток на нашем веб-сайте

 
 


 



Как определить требования к питанию

Одна из самых сложных концепций при рассмотрении размещения центров обработки данных - это определение необходимого количества энергооборудования.Есть много способов узнать, каковы ваши требования к питанию, но независимо от того, какой метод вы используете, все вычисления включают три электрические концепции:

  • Ток (амперы)
  • Напряжение (вольт)
  • Электрическая мощность (ватты)

Расчет потребляемой мощности

Для расчета потребляемой мощности эти электрические концепции применяются к простой формуле:

  ампер * вольт = ватт  

Эта формула определяет, сколько энергии потребляет оборудование в данный момент.

Метод №1: Использование измерителей и лицевых панелей для определения требований к электропитанию вашего оборудования

Большинство современного оборудования для распределения электроэнергии имеет встроенный счетчик, отображающий использование мощности. На ЖК-дисплее PDU ниже вы видите, что как основной, так и резервный PDU потребляют 9 А:

ЖК-дисплей PDU

Производители также должны отображать допустимые диапазоны напряжения и силы тока, потребляемые на нагрузку, на лицевой панели оборудования:

Лицевая панель оборудования с указанием допустимого диапазона напряжения и потребляемого тока на нагрузку Подобное IT-оборудование

обычно работает в диапазоне напряжений от 100 до 240 В и совместимо с питанием как 120 В, так и 208 В.К этим конкретным блокам распределения питания относятся APC AP7941, которые рассчитаны на ток до 30 А в цепях на 208 В (80% от 30 А в соответствии с Национальным электрическим кодексом из соображений безопасности). Поскольку мы знаем, что оборудование, подключенное к PDU, потребляет 9 ампер, мы можем подставить значения в формулу:

  9 ампер * 208 вольт = 1872 Вт  

Причина, по которой мы используем только одно из значений на 9 ампер, связана с тем, как настроены первичная и резервная мощность. Первичное и резервное питание означает два или более блока питания от разных источников питания.Поскольку к каждому PDU подключено одно и то же устройство, они должны потреблять одинаковую мощность.

При планировании резервирования мощности каждая цепь (первичная и резервная) должна быть рассчитана таким образом, чтобы выдерживать общую нагрузку обеих в случае отказа одной из них.

Мы обнаружили, что оборудование шкафа потребляет 1872 Вт (почти 1,9 кВт).

Не забудьте оставить пространство для маневра для «снижения мощности», поскольку все ИТ-оборудование со временем потребляет больше энергии.

Метод № 2: Использование списков оборудования для определения требований к электропитанию вашего оборудования

Если у вас нет PDU со считыванием показаний усилителя, вы можете определить требования к питанию, используя полный список оборудования. Вам нужно будет изучить спецификации производителя по мощности для каждой единицы оборудования, чтобы определить:

  • Конфигурация оборудования CPU / RAM / HDD / SSD
  • Назначение оборудования (DNS, база данных, сервер приложений, веб-сервер)
  • Возраст оборудования (более новое оборудование будет иметь более эффективные источники питания)
  • Особые требования, такие как «Power-over-Ethernet» (общие для сетевых коммутаторов)

Например, один из наших клиентов может перечислить следующие единицы оборудования:

  • 4 сервера Dell PowerEdge R420
  • 1 коммутатор Juniper EX4200-48T
  • 1 межсетевой экран FortiGate Fortinet 310B

Давайте определим максимальное энергопотребление для всех шести единиц оборудования.Во-первых, мы ищем в Интернете спецификации производителя по питанию и находим:

  • Dell PowerEdge R420 имеет блок питания мощностью 550 Вт.
  • Juniper EX4200-48T имеет блок питания мощностью 320 Вт.
  • FortiGate Fortinet 310B может потреблять максимум 5–3 А в сетях 100–240 В. Мы знаем, что нам нужна максимальная потребляемая мощность в ваттах. (И мы знаем, что для расчета ватт нам нужно умножить ампер на вольты.) В таблице данных 310B указано, что наш максимальный диапазон составляет от 5 до 3 ампер.Поскольку устройство фактически потребляет на ампер меньше, чем на ампер, чем выше напряжение, наш максимум на самом деле меньше: 3 ампера. Для вольт в таблице данных указан диапазон: 100-240 вольт. Мы можем предположить, что это цепь на 120 В, потому что это стандарт для центров обработки данных в Соединенных Штатах.

Итак, чтобы определить максимальное энергопотребление в любой момент времени, мы сначала должны преобразовать все в ватты:

  • 4 сервера Dell: 4 сервера * 550 Вт каждый = 2200 Вт
  • 1 коммутатор Juniper: 320 Вт (оставьте как есть)
  • 1 межсетевой экран FortiGate: 3 ампера * 120 вольт = 360 Вт

Затем сложите их вместе :

  2200 Вт + 320 Вт + 360 Вт = 2880 Вт  

Максимальное энергопотребление этих шести единиц оборудования составляет 2880 Вт.

Знание максимальной требуемой мощности дает основу для определения того, как используется оборудование и сколько реальной мощности необходимо обеспечить. Однако важно отметить, что ИТ-оборудование редко достигает предела максимальной мощности.

В SCTG мы гарантируем 100% бесперебойную работу при питании (и пропускной способности!). Часть нашего безупречного успеха в этом - это глубокие исследования и анализ, которые проводят наши инженеры по продажам. Другая часть - это уровень резервирования, встроенный в наши центры обработки данных (например, этот).

Все, что нужно, - это базовая формула, чтобы правильно определить ваши требования к мощности. А если вам нужно, чтобы кто-то перепроверил вашу работу, вы всегда можете связаться с нами.

Как рассчитать мощность главного двигателя (двухтактный двигатель)? |

  • Дом
  • Решения
    • Принцип навигации
      • Глава 1: Земля
      • Глава 2: Параллельное и плоскостное плавание
      • Глава 4: Парусный спорт
      • Глава 5. Морская астрономия
      • Глава 8: Время
      • Глава 9: Высоты
      • Глава 11: Линии позиций
      • Глава 12: Восход и заход небесных тел
      • Глава 13: Плавание по Великому Кругу
    • Практическая навигация (новое издание)
      • УПРАЖНЕНИЕ 1 - САМОЛЕТ И ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ПАРУС
      • УПРАЖНЕНИЕ 3 - ПАРУСНЫЙ МЕРКАТОР
      • УПРАЖНЕНИЕ 28 - АЗИМУТ СОЛНЦЕ
      • УПРАЖНЕНИЕ 29 - ВСТРЕЧА / УСТАНОВКА АЗИМУТА - ВС
      • УПРАЖНЕНИЕ 30 - ШИРОТА ПО МЕРИДИАНУ ВЫСОТА СОЛНЦА
      • УПРАЖНЕНИЕ 31 - ПЕРЕСЕЧЕНИЕ СОЛНЦА
      • УПРАЖНЕНИЕ 32 - СОЛНЦЕ ПО ХРОНОМЕТРУ
      • УПРАЖНЕНИЕ 34 - АЗИМУТ ЗВЕЗДА
      • УПРАЖНЕНИЕ 35 - ШИРОТА ПО МЕРИДИАНУ, ВЫСОТА ЗВЕЗДЫ
      • УПРАЖНЕНИЕ 36 - ПЕРЕСЕЧЕНИЕ ЗВЕЗДЫ
      • УПРАЖНЕНИЕ 37 - ДЛИНА ПО ХРОНОМЕТРУ ЗВЕЗДА
    • Практическая навигация (старое издание)
      • УПРАЖНЕНИЕ - 5
      • УПРАЖНЕНИЕ - 6
      • УПРАЖНЕНИЕ - 7
      • УПРАЖНЕНИЕ - 8
      • Упражнение - 9
      • Упражнение - 10
      • УПРАЖНЕНИЕ-11
      • УПРАЖНЕНИЕ-12
      • Упражнение-13
      • Упражнение 14
      • УПРАЖНЕНИЕ-15
      • УПРАЖНЕНИЕ-16
      • УПРАЖНЕНИЕ-17
      • УПРАЖНЕНИЕ-18
      • УПРАЖНЕНИЕ-19
      • УПРАЖНЕНИЕ-20
      • УПРАЖНЕНИЕ-21
      • УПРАЖНЕНИЕ-22
      • УПРАЖНЕНИЕ-23
      • УПРАЖНЕНИЕ-24
      • УПРАЖНЕНИЕ-25
      • УПРАЖНЕНИЕ-26
    • Стабильность I
      • Стабильность -I: Глава 1
      • Стойкость - I: Глава 2
      • Стабильность - I: Глава 3
      • Стабильность - I: Глава 4
      • Стабильность - I: Глава 5
      • Стабильность - I: Глава 6
      • Стабильность - I: Глава 7
      • Стабильность - I Глава 8
      • Стабильность - I: Глава 9
      • Стабильность - I: Глава 10
      • Стабильность - I: Глава 11
    • Стабильность II
    • ДОКУМЕНТЫ СТАБИЛЬНОСТИ MMD
      • СТАБИЛЬНОСТЬ 2013 БУМАГА MMD
      • СТАБИЛЬНОСТЬ 2014 БУМАГА MMD
      • СТАБИЛЬНОСТЬ 2015 БУМАГА MMD
  • MEO Class 4 - Письменный
    • Мудрые вопросы MMD за предыдущие годы
      • Функция 3
        • Морская архитектура - ПИСЬМЕННЫЙ ДОКУМЕНТ MEO КЛАСС 4
        • Безопасность - ПИСЬМЕННАЯ БУМАГА КЛАССА 4 MEO
      • Функция 4
        • ОБЩИЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ ЗНАНИЯ - БУМАГА MEO КЛАСС 4 MMD
        • Motor Engineering - БУМАГА MEO КЛАСС 4 MMD
      • ФУНКЦИЯ-5
      • Функция - 6
  • MMD Оральные
    • Deck MMD Устные вопросы
      • 2-й помощник
        • Устная навигация (ФУНКЦИЯ –1)
        • Cargo Work Oral (ФУНКЦИЯ - 2)
        • Безопасный оральный (FUNCTION - 3)
      • Старший помощник
        • Навигационный оральный (FUNCTION - 01)
        • Cargo Work Oral (FUNCTION-02)
        • Безопасный оральный (FUNCTION - 03)
    • Устные вопросы двигателя
    • MMD
      • Безопасный оральный (ФУНКЦИЯ - 3)
      • Мотор орально (ФУНКЦИЯ - 4)
      • Электрический оральный (ФУНКЦИЯ - 5)
      • MEP Oral (ФУНКЦИЯ - 6)
    • Общие запросы
      • 2-й помощник
        • Контрольный список для оценки
        • Контрольный список GOC ГМССБ
        • Контрольный список для применения COC
      • Старший помощник
        • Контрольный список для оценки
        • Контрольный список для применения COC
      • ASM
        • Контрольный список для оценки
        • Контрольный список для применения COC
  • Подробнее
    • Форум
    • Сокращения
      • Морское сокращение (от A до D)
      • Морское сокращение (от E до K)
      • Морское сокращение (от L до Q)
      • Морское сокращение (от R до Z)
  • О нас
  • Свяжитесь с нами