Расчет тока трехфазного двигателя

Онлайн расчет характеристик трехфазных электродвигателей

1. Расчет мощности электродвигателя

Расчет мощности электродвигателя по току можно произвести с помощью нашего онлайн калькулятора:

Полученный результат можно округлить до ближайшего стандартного значения мощности.

Стандартные значения мощностей электродвигателей: 0,25; 0,37; 0,55; 0,75; 1,1; 1,5; 2,2; 3,0; 4,0; 5,5; 7,5; 11; 15; 18,5; 22; 30; 37; 45; 55; 75 кВт и т.д.

Расчет мощности двигателя производится по следующей формуле:

P=√3UIcosφη

  • U — Номинальное напряжение (напряжение на которое подключается электродвигатель);
  • I — Номинальный ток электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя, а 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 — 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);

2. Расчет тока электродвигателя

Расчет номинального и пускового тока электродвигателя по мощности можно произвести с помощью нашего онлайн калькулятора:

Расчет номинального тока двигателя производится по следующей формуле:

Iном=P/√3Ucosφη

  • P — Номинальная мощность электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателялибо 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);

Расчет пускового тока электродвигателя производится по формуле:

Iпуск=Iном*K

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

3. Расчет коэффициента мощности электродвигателя

Онлайн расчет коэффициента мощности (cosφ) электродвигателя

Расчет cosφ (косинуса фи) двигателя производится по следующей формуле:

cosφ=P/√3UIη

  • P — Номинальная мощность электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателялибо определяется рассчетным путем);
  • U — Номинальное напряжение (напряжение на которое подключается электродвигатель);
  • I — Номинальный ток электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя, а при их отсутствии определяется расчетным путем);
  • 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);

4. Расчет КПД электродвигателя

Онлайн расчет КПД (коэффициента полезного действия) электродвигателя

Расчет коэффициента полезного действия электродвигателя производится по следующей формуле:

η=P/√3UIcosφ

  • P — Номинальная мощность электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателялибо определяется рассчетным путем);
  • U — Номинальное напряжение (напряжение на которое подключается электродвигатель);
  • I — Номинальный ток электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя, а 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);

Оказались ли полезны для Вас данные онлайн калькуляторы? Или может быть у Вас остались вопросы? Напишите нам в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Читать еще:  Расчет рабочего конденсатора для трехфазного двигателя

О наболевшем – Или расчет силы тока трехфазных асинхронных двигателей на 380В

Кстати при установке новых двигателей ничего и считать не надо, как правило номинальный ток для обоих режимов (звезда 380 и треугольник 220) указан на шильдике, вместе со всеми остальными параметрами.

Так какже, правильно расчитать, грубо или поточнее мощность асинхронного двигателя в стандартной ситуации?
Для начала определимся с это самой “стандартной ситуацией” и с чем ее едят.
Стандартной я называю ситуацию, когда двигатель расчитанный на 380220 звездатреугольник, подключается на стандартные 380 звездой, на все три фазы. В промышленности это встречается наиболее часто, и также часто вызывает вопросы по поводу того, какого номинала автоматы ставить, ибо многие, знают стандартную формулу мощности I=PU и почемуто, видимо от большой грамотности или большого ума, от которого горе по Грибоедову, начинают для трехфазной нагрузки применять ее.

А теперь раскрываю секрет, страааашный секрет.
Для расчета защиты маломощных двигателей на 380В, мощностью до 30 квт вполне достаточно умножить мощность ровно на 2, то есть P*2=

In , автомат все равно выбирается ближайший по номиналу в большую сторону, то есть 63А для 30 квт двигателя, имеющего на валу нагрузкой ну скажем турбину вентилятора типа Циклон. Это страаашный, нигде в учебниках не озвученный секретный экспресс-метод грубого расчета силы тока двигателей на 380В. Почему так? Очень просто при U=380В на один КВТ мощности приходится примерно сила тока в 2 Ампера. (Да меня щас побьют теоретики, которые помнят про КПД и Косинус ФИ. Помолчите Господа, пока помолчите, я же сказал, для МАЛОМОЩНЫХ двигателей до 30 квт, а для низких мощностей, зная модельный ряд наших автоматов, эти 2 значения можно и не учитывать, особенно если нагрузка на вал минимальная)

А теперь представим типовой двигатель* со следующими параметрами:
P=30 квт
U=380 В
сила тока на шильдике стерлась.
cos φ = 0,85
КПД=0,9

Как найти его силу тока? Если считать так, как советуют и сами считают упрямые “очень умные” горе-инженера, особенно любящие озадачивать этим вопросом на собеседованиях, то получаем цифру в 78,9А, после чего горе-инженера начинают лихорадочно вспоминать про пусковые токи, задумчиво хмурить брови и морщить лбы, а затем не стесняясь требуют поставить автомат минимум на 100А, так как ближайший по номиналу 80А будет выбивать при малейшей попытке запуска офигенными пусковыми токами. И переспорить их очень тяжело, так как все нижеследующее вызывает у умных дяденек бурю эмоций, недержание мочи и кала, разрыв шаблона, и погружение в глубокий транс с причитаниями и маханием корочками тех универов где они учились считать и жить..

если считать грубо, то 30*2=60А

Более полная формула, рекомендованная к применению выглядит несколько иначе.
Мощность в квт переводится в ватты, для чего 30*1000=30000 вт
Затем ватты делим на напряжение, затем делим на корень квадратный из 3(1,73), (у нас же ТРИ ФАЗЫ) и получаем примерную силу тока, которую нужно уточнить, поделив дополнительно на cos φ(коэффициент мощности, ибо всякая индуктивная нагрузка имеет и реактивную мощность Q) и затем, уточнить еще раз, поделив при желании на КПД, итак:

Уточняем расчет: 53,6А,9 = 59,65А (Кстати программа электрик, считающая по похожей формуле, выдает более точные данные 59,584 А, то есть немного меньше чем мой проверенный временем расчет. то есть расчет довольно точен, а расхождения в десятые и сотые доли ампера в нашем случае никого особо не волнуют, почему – написано ниже)

Читать еще:  Расчет пускового конденсатора для трехфазного двигателя

59,65 Ампер, – почти полное совпадение с первым грубым расчетом, расхождение составляет всего лишь -0,35А, что для выбора автомата защиты не играет никакой роли в данном случае. Ну и какой же автомат выбрать??
При условии что нагрузка на валу не велика, скажем какая нибудь турбина вентилятора, можно смело ставить ВА 47-29 на 63А фирмы ИЭК, категории С..наиболее часто встречающиеся.
На вопли о пусковых токах могу смело ответить, что 63А пакетник категории В,С,D выдерживает по току превышение 1,13 раза дольше часа и 1,45 раза меньше часа, то есть если на автомате написано 63А, то это не значит, что при броске до 70А его сразу выбьет. Нифига подобного, нагрузку в 113% (сила тока равна 71,19А) он будет держать минимум час, особенно это касается дорогих автоматов фирм ЛеграндАВВ, и даже при силе тока в 145% номинала = 91,35А он гарантированно продержит несколько минут, а для раскрута асинхронника и выхода на номинальный режим достаточно нескольких секунд, как правило от 5 до 20 секунд. За это время тепловой расцепитель автомата тупо не успеет разогрется и отключить нагрузку.
Конечно, умные дяди мне сейчас напомнят, что у автомата есть еще электромагнитный расцепитель, и уж он то, ну уж он то точно отрубит при превышении 63А несчастный двигатель. Хахаха, хрен вам и горе умное.

Буковки B,C,D, и некоторые другие в наименовании автомата как раз характеризуют кратность уставки электромагнитного расцепителя, и равна она

В – 3. 5
С – 5. 10
D – по ГОСТ Р – 10. 50, большинство производителей заявляет диапазон 10. 20.

Есть более редко встречающиеся
G – 6,4. 9,6 (КЭАЗ ВМ40)
K – 8. 14
L – 3,2. 4,8 (КЭАЗ ВМ40)
Z – 2. 3

То есть автомат категории С на 63А гарантированно отключится электромагнитным расцепителем только в диапазоне 315-630А и выше, чего при запуске исправного асинхронника на 30 квт никогда все равно не будет.
Второй законный вопрос- какой провод положить на наш двигатель. Ответ- кабель 4х16 миллиметров квадратных, с лихвой хватит, при длине до 50 метров, при большей длине лучше 25мм выбирать, ибо потери.

Все цифры проверены многократно, лично мной, и экспериментально. Проверены и по выбранным автоматам и по многократным замерам реальной силы тока токовыми клещами.

*-Единственное примечание и уточнение: У старых двигателей советского производства, вновь вводимых в эксплуатацию могут быть меньшие значения косинуса фи и КПД, тогда сила тока может быть чуть выше чем значение грубого расчета. Просто выбирается следующий по номиналу автомат на 80А. Не ошибётесь!

Расчёт обмотки трёхфазного односкоростного асинхронного двигателя.

Расчёт однослойной обмотки трёхфазного электродвигателя с напряжением питания 380 вольт, частотой тока 50 герц, соединение фаз “Y”, количество параллельных ветвей а=1.

Определение основных параметров.

  • Формула для определения числа полюсов (максимально допустимых оборотов) сердечника статора. Результат округлить до ближайшего целого чётного числа. Di – внутренний диаметр сердечника статора в см. h – высота спинки статора в см.
  • Число пазов на полюс и фазу.Z1 – число пазов статора, – число полюсов, m – количество фаз.
  • Шаг однослойной обмотки по пазам.Z1 – число пазов статора, – число полюсов.
Читать еще:  Как устроен счетчик электроэнергии

Расчёт числа витков в пазу.

  • Число витков в пазу.Z1 – число пазов статора, L – длина сердечника статора в см, b – ширина зубца статора в см, Вz – магнитная индукция в зубцах статора, выбирается в зависимости от мощности, оборотов и исполнения электродвигателя.
  • Формула для проверки величины магнитной индукции в спинке статора.Если магнитная индукция превысит величину указанную в таблицах, увеличить число витков в пазу. Z1 – число пазов статора, L – длина сердечника статора в см, h – высота спинки статора в см, N – число витков пазу.

Расчёт площади паза.

  • Трапецеидальный паз. Размеры паза в мм.

    Разбиваем паз на две фигуры, это трапеция с высотой h и круг с диаметром а.
    Высоту трапеции определяем
    .
    Площадь трапеции
    .
    Площадь круга
    .
    Для определения площади паза, нужно к площади трапеции прибавить половину площади круга.
    Площадь паза.
    .
  • Грушевидный паз. Размеры паза в мм.

    Разбиваем паз на три фигуры, это трапеция с высотой h и два круга с диаметром а и b.
    Высоту трапеции определяем
    .
    Площадь трапеции
    .
    Площадь круга
    .
    Для определения площади паза, нужно к площади трапеции прибавить половину площади круга а и b.
    Площадь паза
    .

Расчёт диаметра провода.

  • Диаметр провода с изоляцией, мм.kп – коэффициент заполнения паза по таблице №1. F – площадь паза. N – число витков пазу.
Обмотка Паз kп при мощности, кВт.
до 1,0 1 – 10 10 – 100
Однослойная Трапецеидальный 0,37 0,40 0,43
Грушевидный 0,42 0,46 0,50
Двухслойная Трапецеидальный 0,36 0,37 0,40
Грушевидный 0,37 0,40 0,43
  • При известных обмоточных данных старой обмотки, для расчёта сечения провода воспользуйтесь этой формулой, где – число витков в пазу старой обмотки, – сечение провода старой обмотки, N – число витков в пазу новой обмотки.
  • Расчёт сечения провода с помощью стальных спиц.Nsp – число спиц поместившихся в паз, Ssp – сечение спицы (Диаметр спицы, условно диаметр провода с изоляцией), N – число витков в пазу новой обмотки.

Расчёт максимального тока.

  • Формула для расчёта максимального тока электродвигателя.S – сечение провода, j – плотность тока, выбирается в зависимости от мощности, оборотов и исполнения электродвигателя.

Расчёт мощности электродвигателя.

  • Формула для расчёта мощности электродвигателя.I – максимальный ток электродвигателя. Результат произведения коэффициентов мощности и полезного действия (cosφ×η), берётся из таблиц в зависимости от мощности и оборотов электродвигателя.

Расчёт числа витков в пазу фазного ротора.

Расчёт однослойной обмотки с частотой тока 50 герц, соединение фаз “Y”, количество параллельных ветвей а=1.

  • Число витков в пазу.U2 – напряжение питания обмотки ротора (от 100 до 340 вольт), N – количество витков в пазу статора, Z1 – число пазов статора, U – напряжение питания обмотки статора, Z2 – число пазов ротора.
  • Число пазов на полюс и фазу.Z2 – число пазов ротора, – число полюсов, m – количество фаз.
  • Шаг однослойной обмотки по пазам.Z2 – число пазов ротора, – число полюсов.

Литература по данной теме:
Девотченко Ф.С. “Замена обмотки трёхфазных электродвигателей.” 1991 г.
Кокорев А.С. “Справочник молодого обмотчика электрических машин” 1979 г.

{SOURCE}

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector