Ток электродвигателя, какую силу тока потребляет двигатель при пуске и работе. как узнать пусковой и номинальный ток электромотора, движка
Номинальный режим электродвигателя соответствует данным, указанным на его щитке (паспорте). В этом режиме двигатель должен удовлетворять требованиям, установленным ГОСТом.
Существует восемь различных режимов работы, из них основными можно считать:
· продолжительный номинальный режим;
· кратковременный номинальный режим с длительностью рабочего периода 10, 30 и 90 мин;
· повторно-кратковременный номинальный режим с продолжительностью включения (ПВ) 15, 25, 40, 60%, с продолжительностью одного цикла не более 10 мин.
Номинальной мощностью Рн электродвигателя называется указанная на щитке полезная механическая мощность на валу при номинальном режиме работы. Номинальная мощность выражается в Вт или кВт.
Номинальная частота вращения nн вала электродвигателя называется указанное на щитке число оборотов в минуту, соответствующее номинальному режиму.
Номинальный момент вращения — момент, развиваемый двигателем на валу при номинальной мощности и номинальной частоте вращения:
Мн — номинальный момент вращения, Н·м (1 кгс·м = 9,81 Н·м ≈ 10 Н·м);
Рн — номинальная мощность, кВт;
nн — номинальная частота вращения, об/мин.
Номинальный к.п.д. hн электродвигателя — отношение его номинальной
мощности к мощности, потребляемой им из сети при номинальном напряжении:
Рн — номинальная мощность, кВт;
Uн — номинальное (линейное) напряжение, В;
Iн — номинальная сила тока, А;
cosφн — номинальный коэффициент мощности.
Номинальной силой тока электродвигателя называется сила тока, соответствующая номинальному режиму. Действительное значение силы тока при номинальном режиме может отличаться от указанного на щитке электродвигателя в пределах установленных допусков для к.п.д. и коэффициента мощности.
Максимальный вращающий момент электродвигателя — наибольший вращающий момент, развиваемый при рабочем соединении обмоток и постепенном повышении момента сопротивления на валу сверх номинального при условии, что напряжение на зажимах двигателя и частота переменного тока остаются неизменными и равными номинальным значениям.
Начальный пусковой вращающий момент электродвигателя — момент вращения его при неподвижном роторе, номинальных значениях напряжения и частоты переменного тока и рабочем соединении обмоток.
Минимальным вращающим моментом электродвигателя в процессе пуска называется наименьший вращающий момент, развиваемый двигателем при рабочем соединении обмоток и частоте вращения в пределах от нуля до значения, соответствующего максимальному вращающему моменту (напряжение на зажимах двигателя и частота переменного тока должны оставаться неизменными и равными их номинальным значениям).
Номинальная частота вращения вала электродвигателя является следующим за мощностью параметром, от которого в значительной мере зависят конструктивное оформление, габариты, стоимость и экономичность работы электропривода. Наиболее приемлемыми в диапазоне мощностей от 0,6 до 100 кВт являются частоты вращения 3000, 1500 и 1000 об/мин (синхронные). Электродвигатели с частотой вращения 750 об/мин (восьмиполюсные) малых мощностей имеют низкие энергетические показатели. При одинаковой мощности электродвигатели с более высокой частотой вращения имеют более высокие значения к.п.д. и cosφ, а также меньшие размеры и массу, что определяет их меньшую стоимость.
Сила тока холостого хода I в значительной мере определяется силой намагничивающего тока I0Р. приближенно можно считать I = I0P . Для машин
основного исполнения относительное значение силы тока холостого хода
I = (0,2—0,6)Iн (оно тем больше, чем меньше номинальная частота вращения и мощность электродвигателя). Зависимость тока холостого хода от частоты вращения электродвигателя приведена в таблице 2.1.
Таблица 2.1. Токи холостого хода для двигателей основного исполнения
Среднее значение токов холостого хода
(в долях от силы номинального тока) при синхронной частоте вращения, об/мин
Виды электродвигателей
Наибольшее распространение имеет трехфазный асинхронный электродвигатель. Электродвигатели постоянного тока и синхронные применяются редко.
Большинство электрифицированных машин нуждаются в приводе мощностью от 0,1 до 10 кВт, значительно меньшая часть — в приводе мощностью в несколько десятков кВт. Как правило, для привода рабочих машин используются короткозамкнутые трехфазные электродвигатели. По сравнению с фазным такой электродвигатель имеет более простую конструкцию, меньшую стоимость, большую надежность в эксплуатации и простоту в обслуживании, несколько более высокие эксплутационные показатели (коэффициент мощности и коэффициент полезного действия), а при автоматическом управлении требует простой аппаратуры. Недостаток короткозамкнутых электродвигателей — относительно большой пусковой ток. При соизмеримости мощностей трансформаторной подстанции и электродвигателя его пуск сопровождается заметным снижением напряжения сети, что усложняет как пуск самого двигателя, так и работу соседних токоприемников.
Наряду с трехфазными асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями основного исполнения применяются также отдельные модификации этих двигателей: с повышенным скольжением, многоскоростные, с фазным ротором, с массивным ротором и т. д. Электродвигатели с фазным ротором применяют и в тех случаях, когда мощность питающей сети недостаточна для пуска двигателя с короткозамкнутым ротором.
Механические характеристики асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором в значительной мере зависят от формы и размеров пазов ротора, а также от способа выполнения роторной обмотки. По этим признакам
Рис. 1. Кривые моментов M = f(S) асинхронных электродвигателей
различают электродвигатели с нормальным ротором (нормальная беличья клетка), с глубоким пазом и с двумя клетками на роторе. Конструкция ротора короткозамкнутых асинхронных электродвигателей общего назначения мощностью свыше 500 Вт предопределяет явление вытеснения тока в обмотке, эквивалентно увеличению ее активного сопротивления. Поэтому, а также вследствие насыщения магнитных путей потоков рассеивания такие электродвигатели (в первую очередь обмотки ротора) обладают переменными параметрами и аналитические выражения их механических характеристик усложняются. Увеличение активного сопротивления ротора в период пуска вызывает увеличение начального пускового момента при некотором снижении силы начального пускового тока (рис. 1).
Причины возникновения бросков тока при пуске асинхронных двигателей
Пуск асинхронного привода прямым включением в сеть связан с бросками тока в статорной цепи. Это общеизвестный факт. Но не все задумывались о том, в чем причина этого явления. Мы привыкли, что ток любого электродвигателя прямо пропорционален вращающему моменту на валу. А здесь, казалось бы, парадоксальная ситуация: момент двигателя при пуске ограничен, а ток может превышать номинальное значение в семь раз. Как же так получается?Все дело в физике работы асинхронной машины. Переменное электромагнитное поле статора наводит ЭДС в обмотке ротора двигателя. Величина этой ЭДС, в соответствии с законами электромагнитной индукции, зависит от скорости изменения электромагнитного поля статора, то есть от частоты вращения этого поля относительно ротора (от скольжения).Но если поле статора начинает вращаться сразу после подачи напряжения, то ротору необходимо какое-то время, для того, чтобы разогнаться. И чем мощнее и больше двигатель, тем больше времени требуется ротору для разгона – увеличенная масса способствует инерции. Величина скольжения, в свою очередь, имеет самое большое значение именно в первый момент пуска. В этот момент скольжение равно единице, ротор еще неподвижен, а поле уже вращается с максимальной скоростью. ЭДС в роторной цепи достигает максимального значения, так же как и ток ротора.Ток ротора тоже является переменным, поэтому он тоже создает свое переменное электромагнитное поле. Это поле опять же наводит ЭДС уже в статорной цепи двигателя. А под воздействием упомянутой ЭДС в статоре начинает протекать дополнительная составляющая тока, компенсирующая МДС ротора. Таким образом, ток в статоре всегда складывается из двух сонаправленных составляющих. Величина одной составляющей обусловлена собственным сопротивлением статорной обмотки. Эта составляющая имеет постоянное значение и на идеальном холостом ходу двигателя весь статорный ток сводится только к ней.А вторая составляющая статорного тока зависит от тока в роторной цепи и своего максимума достигает в первый момент пуска двигателя, уменьшаясь до нуля по мере приближения к точке идеального холостого хода. За счет второй составляющей статорный ток двигателя и достигает таких огромных значений при пуске.Остается невыясненным только один нюанс: почему большой пусковой ток асинхронного двигателя не обеспечивает столь же большого пускового момента, как это бывает у двигателей постоянного тока? Причина состоит в том, что момент двигателя создается только активной составляющей тока ротора, то есть той составляющей, которая совпадает по фазе с роторной ЭДС.А соотношение активного и реактивного тока ротора зависит, прежде всего, от частоты ЭДС, наводимой в роторной обмотке. Чем выше частота, тем более «переменным» становится ток и тем большее значение приобретает индуктивное сопротивление обмоток ротора. А чем больше индуктивное сопротивление роторных обмоток, тем более реактивным становится роторный ток.Максимальной частоты ЭДС ротора достигает именно в момент пуска, когда ротор неподвижен. В этот момент роторная ЭДС изменяется с частотой питающей сети – 50 герц. Впоследствии, когда двигатель выходит на рабочий участок характеристики, эта частота падает до нескольких герц, и индуктивное сопротивление обмоток перестает иметь значение, а ток ротора становится практически полностью активным.Да, пусковой ток в роторной цепи асинхронного двигателя велик, но это преимущественно реактивный ток, он не может обеспечить большой электромеханический момент. Активный ток достигает необходимой величины только после снижения частоты ЭДС и выхода двигателя на рабочую характеристику. С этим и связаны две проблемы пуска асинхронных двигателей: ограниченный пусковой момент и, напротив, повышенный в несколько раз пусковой статорный ток.
Максимальной частоты ЭДС ротора достигает именно в момент пуска, когда ротор неподвижен. В этот момент роторная ЭДС изменяется с частотой питающей сети – 50 герц. Впоследствии, когда двигатель выходит на рабочий участок характеристики, эта частота падает до нескольких герц, и индуктивное сопротивление обмоток перестает иметь значение, а ток ротора становится практически полностью активным.
Какой стартерный ток лучше, и каким он должен быть в цифрах?
Немаловажный вопрос для автолюбителей — выбор АКБ по условиям стартерного тока. Здесь все просто.
К примеру, для прокрутки стартера на вашем авто необходимо 200 Ампер. В таком случае АКБ нужно брать с запасом — его пусковой ток должен быть от 300 Ампер и более.
Если не следовать данному совету, то батарея быстро выйдет из строя. При этом не забывайте, что пусковой ток подразумевает непродолжительное прокручивание стартера (в течение 30-40 секунд).
Если «насиловать» аккумулятор дольше, то высок риск его перегрева.
Также при выборе аккумулятора важно учитывать и тип автомобиля (грузовой или легковой, дизельный или бензиновый). Рассмотрим несколько примеров:
Рассмотрим несколько примеров:
1. Пусковой ток для дизельных моторов.
Имеет ключевое значение, ведь на прокручивание силового узла и его запуск уходит больше энергии.
Нельзя забывать, что на дизелях установлены предпусковые подогреватели. Как следствие, величина тока при запуске мотора должна быть от 320 Ампер и выше.
Аналогичное требование можно выдвинуть и в отношении грузовых автомобилей.
В качестве примера выделим несколько АКБ:
- Viking Gold 190Ah L+ 1200A — хороший аккумулятор с емкостью в 190 А/ч и пусковым током в 1,2 кА. Такой источник питания подойдет все всех типов автомобилей (в том числе и грузовиков);
- MUTLU SEALED SILVER CALCIUM — источник питания, отличающийся уникальной работоспособностью и большим пусковым током (720 А/ч).
2. Для бензиновых моторов.
Подойдут батареи с меньшей емкостью (от 36 А/ч) и пусковым током (от 100 Ампер). К примеру, можно выделить следующие варианты:
- TOP CAR EXPERT — аккумулятор с емкостью в 60 Ампер/часов и пусковым током в 480 Ампер;
- аккумулятор VOLT — батарея с аналогичной емкостью и пусковым током.
Iн = Pн/(√3Uн х сosφ), кА
где Pн – номинальная мощность двигателя, кВт, Uн – напряжение в сети, кВ (0,38 кВ). Коэффициент мощности (сosφ) – паспортные значения двигателя.
Рис. 1. Паспорт электрического двигателя.
Если не известен коэффициент мощности двигателя, то номинальный его ток с малой погрешностью определяется по отношению “два ампера на киловатт”, т.е. если номинальная мощность двигателя 10 кВт, то потребляемый им из сети ток будет приблизительно равен 20 А.
Для упомянутого на рисунке двигателя это отношение также выполняется (3,4 А ≈ 2 х 1,5). Более верные величины тока при применении данного отношения получаются при мощностях электродвигателей от 3 кВт.
При холостом ходе электродвигателя из сети потребляется маленький ток (ток холостого хода). При увеличении нагрузки увеличивается и ток. С увеличением тока повышается нагрев обмоток. Большая перегрузка приводит к перегреву обмоток двигателя, и возникает опасность выхода из строя электродвигателя.
При пуске из сети электрическим двигателем потребляется пусковой ток Iпуск, который в 3 – 8 раз выше номинального. Характеристика изменения тока представлена на графике (рис. 2, а).
Рис. 2. Характеристика изменения тока, потребляемого электродвигателем из сети (а), и влияние большого тока на колебания напряжения в сети (б)
Подлинную величину пускового тока для электродвигателя определяют зная величину кратности пускового тока – Iпуск/Iном. Кратность пускового тока – техническая характеристика двигателя, ее известна из каталогов. Пусковой ток рассчитывается согласно формуле: I пуск = Iх. х (Iпуск/Iном).
Понимание истинной величины пускового тока необходимо для подбора плавких предохранителей, проверки включения электромагнитных расцепителей во время пуска двигателя, при подборе автоматических выключателей и для высчитывания величины падения напряжения в сети при пуске.
Большой пусковой ток вызывает значительное падение напряжения в сети (рис. 2, б).
Если взять электросопротивление проводов, проложенных от источника до электродвигателя, равным 0,5 Ом, номинальный ток Iн=15 А, а пусковой ток Iп равным пятикратному от номинального, потери напряжения в проводах во время пуска составят 0,5 х 75 + 0,5 х 75 = 75 В.
На клеммах электродвигателя, а также и на клеммах рядом работающих электродвигателей напряжение будет 220 – 75 = 145 В. Это понижение напряжения вызывает торможение работающих электродвигателей, что влечет за собой еще большее повышение тока в сети и выход из строя предохранителей.
В электрических лампах в моменты запуска электродвигателей уменьшается накал (лампы «мигают»). Поэтому при включении электродвигателей стремятся уменьшить пусковые токи.
Для понижения пускового тока используется схема пуска электродвигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник.
Рис. 3. Схема пуска электрического электродвигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник.
Имеет принципиальное значение то, что далеко не каждый двигатель возможно включать по этой схеме. Широко распространенные асинхронные двигатели с рабочим напряжением 220/380 В, в том числе и двигатель, показанный на рисунке 1 при включении по этой схеме выйдут из строя.
Для понижения пускового тока электродвигателей энергично употребляют специальные процессорные устройства плавного пуска (софт-стартеры).
Как определить и проверить ток при запуске двигателя?
А еще мы рассмотрим какие методики определения существуют в разных странах?
На корпусе аккумулятора указывается масса параметров. Один из наиболее важных — ток холодной прокрутки.
К примеру, если на источнике питания нанесена надпись 300 А (DIN), то аккумулятор способен выдать 300 Ампер.
Условия выдачи такого тока — температура минус 18 градусов Цельсия и непродолжительная разрядка АКБ с учетом стандартов DIN (характерны для Германии).
Если говорить простыми словами, то на 1-й секунде напряжение может составлять 12 Вольт. Но уже через полминуты данный показатель снизится до уровня 9 Вольт.
Через 2,5 минуты уровень напряжения может опуститься еще ниже — до шести вольт. Данные измерения производятся с учетом требования стандарта Германии DIN 43539.
Что касается Соединенных Штатов, то здесь стандартов ГОСТ или DIN нет вовсе.
В стране, как правило, работают нормы SAE, применяемые ОАИ (обществом автомобильных инженеров).
Особенность этих стандартов — максимальная приближенность к нормам Европейского союза ЕN 60095-1 и Российской Федерации (ГОСТ 959-2002). Из-за этого и появляется определенная путаница у автолюбителей.
Так, покупая АКБ производства Соединенных Штатов, необходимо соотносить его параметры со стандартными нормами ЕС.
Для этого существует специальная таблица, позволяющая подобрать нужные характеристики по току холодной прокрутки с учетом разных методик исследования.
Так, в отношении пускового тока и его измерений можно выделить следующие стандарты:
- в странах ЕС работает стандарт Europa Norm, когда АКБ разряжается до 7,5 Вольт на протяжении десяти секунд. Температура замеров –18 градусов мороза;
- в Германии работает стандарт Deutsche Industrie Norm (DIN). В данном случае источник питания разряжается до уровня 9,0 Вольт в течение полуминуты (температура аналогична);
- В США действует стандарт SAE, когда разряд батареи продолжается в течение полуминуты до момента достижения напряжения 7,2 Вольта. Температурные условия аналогичны.
Выбор защитного автомата
В идеале производитель сам должен указать в документации на светильник рекомендуемый тип защитного автомата и максимальное количество светильников, которые можно подключить к нему параллельно. В реальности так бывает не всегда, мало того, как уже отмечалось, производители зачастую скрывают сам факт наличия каких-либо пусковых токов у светильника. Можно запросить у производителя модель драйвера и узнать данные на сайте производителя данного узла. Производители драйверов все чаще публикуют эту информацию на своих сайтах.
Производитель может предложить на выбор использовать совместно с его драйвером автоматы с характеристиками как В, так и С. Если проект требует подключения максимального количества светильников к одному защитному автомату (например, есть сложности с прокладкой проводов или нет места для установки лишних автоматов), то предпочтение следует отдать характеристике С. Но тогда, как уже отмечалось, придется обеспечить дополнительный запас по толщине проводов.
Наличие рекомендаций производителя светильника или драйвера по защитным автоматам является важным преимуществом
Если для светодиодного светильника не даны рекомендации по выбору и нет возможности получить информацию о модели драйвера, приходится фактически «играть в рулетку» с непредсказуемым результатом. Но существуют всевозможные эмпирические правила, например, не подключать к одному автомату более 8 светодиодных светильников, использовать автоматы с характеристикой С вместо характеристики В и т.п. Данные меры позволяют обеспечить надежную работу системы освещения ценой введения избыточных технологических запасов. Вот почему доступность рекомендаций производителя драйвера или светильника по использованию защитных автоматов является дополнительным конкурентным преимуществом.
Сила тока при старте
Стартеры для бензинового и дизельного мотора будут отличаться по мощности. Для бензиновых ДВС используются стартеры мощностью 0,8-1,4 кВт, для дизельных – 2 кВт и выше. Что это значит? Это значит, что стартеру с дизельным мотором нужно больше мощности, чтобы прокрутить коленвал на сжатие. Стартер мощностью 1 кВт потребляет 80А, 2 кВт потребляет 160А. Больше всего энергии уходит на начальную прокрутку коленчатого вала.
Среднее значение пускового тока для бензинового двигателя – 255А для успешной прокрутки коленвала, но это с учетом плюсовой температуры 18С° или выше. При минусовой температуре стартеру нужно крутить коленвал в загустевшем масле, что повышает сопротивление.
Что представляет собой
В современных автомобилях реализована электрическая система пуска двигателя. Также ее часто называют стартерной системой пуска. Одновременно с вращением коленвала в работу включается , зажигания и топливоподачи. Происходит сгорание топливовоздушной смеси в камерах сгорания и поршни проворачивают коленвал. После достижения определенных оборотов коленчатого вала двигатель начинает работать самостоятельно, по инерции.
Запуск двигателя
Чтобы запустить двигатель, нужно достичь определенной частоты вращения коленчатого вала. Для разных типов двигателей это значение отличается. Для бензинового мотора минимально необходимо 40-70 об/мин, для дизельного – 100-200 об/мин.
На начальном этапе автомобилестроения активно использовалась механическая система пуска с помощью заводной рукоятки. Это было ненадежно и неудобно. Сейчас от таких решений отказались в пользу электрической системы запуска.
Пусковые токи электродвигателей
В каждом приборе, устройстве или механизме возникают процессы, называемые пусковыми. Это особенно заметно при начале движения, когда необходимо тронуться с места. В этот момент для первоначального толчка требуется значительно больше усилий, чем при дальнейшей работе данного механизма.
Точно такие же явления затрагивают и электрические устройства – электродвигатели, электромагниты, лампы и другие. Наличие пусковых процессов в каждом из них зависят от того, в каком состоянии находятся рабочие элементы. Например, нить накаливания обычной лампочки в холодном состоянии обладает сопротивлением, значительно меньшим, чем при нагревании в рабочем режиме до 1000 0 С. То есть, у лампы, мощностью 100 Вт сопротивление нити во время работы составит около 490 Ом, а в выключенном состоянии этот показатель снижается до 50 Ом. Поэтому при высоком пусковом токе лампочки иногда перегорают. От всеобщего перегорания их спасает сопротивление, возрастающее при нагревании. Постепенно оно достигает постоянного значения и способствует ограничению рабочего тока до нужной величины.
Влияние пусковых токов в полной мере затрагивает все виды электродвигателей, широко применяющихся во многих областях. Для того чтобы правильно эксплуатировать электроприводы нужно знать их пусковые характеристики. Существует два основных параметра, оказывающих влияние на пусковой ток. Скольжение является связующим звеном между частотой вращения ротора и скоростью вращения электромагнитного поля. Снижение скольжения происходит от 1 до минимума по мере набора скорости. Пусковой момент является вторым параметром, определяющим степень механической нагрузки на валу. Эта нагрузка имеет максимальное значение в момент пуска и становится номинальной после того, как произошел полный разгон механизма.
Следует учитывать особенности асинхронных электродвигателей, которые при пуске становятся эквивалентны трансформатору с короткозамкнутой вторичной обмоткой. Она обладает совсем небольшим сопротивлением, поэтому величина пускового тока при скачке может достичь многократного превышения по сравнению с номиналом. В процессе дальнейшей подачи тока в обмотки, сердечник ротора начинает по нарастающей насыщаться магнитным полем. Возникает ЭДС самоиндукции, под действием которой начинает расти индуктивное сопротивление цепи. С началом вращения ротора происходит снижение коэффициента скольжения, то есть наступает фаза разгона двигателя. При росте сопротивления пусковой ток снижается до нормативных показателей.
В процессе эксплуатации может возникнуть проблема, связанная с увеличенными пусковыми токами. Причиной их возникновения, чаще всего, становится перегрев электродвигателей, перегруженные электрические сети в момент пуска, а также ударные механические нагрузки в подключенных устройствах и механизмах, таких как редукторы и другие. Для решения этой проблемы предусмотрены специальные приборы, представленные частотными преобразователями и устройствами плавного пуска. Они выбираются с учетом особенностей эксплуатации того или иного электродвигателя. Например, устройства плавного пуска используются в основном для агрегатов, соединенных с вентиляторами. С их помощью достигается ограничение пускового тока до двух номиналов. Это вполне нормальный показатель, поскольку во время обычного пуска ток превышает номинальное значение в 5-10 раз. Ограничение достигается за счет измененного напряжения в обмотках.
Обычные двигатели переменного тока получили широкое распространение в промышленном производстве, благодаря очень простой конструкции и низкой стоимости. Их серьезным недостатком считается тяжелый запуск, который существенно облегчается частотными преобразователями. Наиболее ценным качеством этих устройств является способность к поддержке пускового тока в течение одной минуты и более. Самые современные приборы позволяют не только регулировать пуск, но и оптимизировать его по заранее установленным эксплуатационным характеристикам.
Как маркируются АКБ
Как и где указывается маркировка батареи в разных странах – стандарты маркировки.
Маркировка аккумулятора (в зависимости от страны-производителя) может различаться.
Рассмотрим основные варианты:
1. По отечественному стандарту ГОСТ батарея может маркироваться так — 6СТ-55ПМ. Каждая цифра отражает определенную информацию:
- 6 — параметр, который указывает на количество элементов в источнике питания. Здесь речь идет о шести банках с напряжением по два Вольта каждая;
- СТ — назначение самого аккумулятора (стартерный);
- 55 — емкость источника питания, выражается в Ампер-часах;
- П — материал, из которого изготовлен блок изделия (в данном случае — полипропилен);
- М — мирпласт (материал, используемый для сепаратора).
2. В стандарте DIN приято немного другое обозначение, к примеру — 574 012 068. Здесь каждая цифра (группа цифр) имеет свое значение:
- 5 — цифра, которая указывает на порядок значения емкости. Так, для «5» — это 100 Ампер-часов, для «6» — от 100 до 200 Ампер-часов, для «7» — более 200 Ампер-часов;
- 74 — параметр, отражающий точную емкость источника питания в Ампер-часах;
- 012 — обозначение кожуха, из которого можно судить по типу крепежа, габаритах корпуса, позиции выводов и так далее;
- 068 — параметр пускового тока (в данном случае — 680 Ампер).
3. Стандарт JIS (Япония) имеет следующий вид — 60D27R, где:
- 60 — параметр, который отражает объединенный показатель пускового тока и емкости аккумулятора;
- 27 — длина АКБ, выражается в см;
- R — непосредственная популярность АКБ;
- D — параметр, показывающий площадь и высоту АКБ.
Кроме этого, на аккумулятор должен прописываться вес, производитель, номинальное напряжение и так далее.
Режимы работы электродвигателей
Режим работы определяет нагрузку на электродвигатель. В некоторых случаях она остается практически неизменной, в других может изменяться. Характер предполагаемой нагрузки обязательно учитывается при выборе двигателя. Действующими стандартами предусмотрены следующие режимы эксплуатации:
Режим S1 (продолжительный). При таком режиме эксплуатации нагрузка остается постоянной в течение всего времени, пока температура электродвигателя не достигнет необходимого значения. Мощность привода рассчитывается по формулам, приведенным выше.
Режим S2 (кратковременный). При эксплуатации в этом режиме температура двигателя в период его включения не достигает установившегося значения. За время отключения электродвигатель охлаждается до температуры окружающей среды. При кратковременном режиме эксплуатации необходимо проверять перегрузочную способность электропривода.
Режим S3 (периодически-кратковременный). Электродвигатель работает с периодическими отключениями. В периоды включения и отключения его температура не успевает достигнуть заданного значения или охладиться до температуры окружающей среды. При расчете мощности двигателя обязательно учитывается продолжительность пауз и потерь в переходные периоды. При выборе электродвигателя важным параметром является допустимое количество включений за единицу времени.
Режимы S4 (периодически-кратковременный, с частыми пусками) и S5 (периодически-кратковременный с электрическим торможением). В обоих случаях работа двигателя рассматривается по тем же параметрам, что и в режиме эксплуатации S3.
Режим S6 (периодически-непрерывный с кратковременной нагрузкой). Работа электродвигателя в данном режиме предусматривает эксплуатацию под нагрузкой, чередующуюся с холостым ходом.
Режим S7 (периодически-непрерывный с электрическим торможением)
Режим S8 (периодически-непрерывный с одновременным изменением нагрузки и частоты вращения)
Режим S9 (режим с непериодическим изменением нагрузки и частоты вращения)
Большинство моделей современных электроприводов, эксплуатируемых продолжительное время, адаптированы к изменяющемуся уровню нагрузки.
Пусковые токи электродвигателей
В каждом приборе, устройстве или механизме возникают процессы, называемые пусковыми. Это особенно заметно при начале движения, когда необходимо тронуться с места. В этот момент для первоначального толчка требуется значительно больше усилий, чем при дальнейшей работе данного механизма.
Влияние пусковых токов в полной мере затрагивает все виды электродвигателей, широко применяющихся во многих областях. Для того чтобы правильно эксплуатировать электроприводы нужно знать их пусковые характеристики. Существует два основных параметра, оказывающих влияние на пусковой ток. Скольжение является связующим звеном между частотой вращения ротора и скоростью вращения электромагнитного поля. Снижение скольжения происходит от 1 до минимума по мере набора скорости. Пусковой момент является вторым параметром, определяющим степень механической нагрузки на валу. Эта нагрузка имеет максимальное значение в момент пуска и становится номинальной после того, как произошел полный разгон механизма.
Следует учитывать особенности асинхронных электродвигателей, которые при пуске становятся эквивалентны трансформатору с короткозамкнутой вторичной обмоткой. Она обладает совсем небольшим сопротивлением, поэтому величина пускового тока при скачке может достичь многократного превышения по сравнению с номиналом. В процессе дальнейшей подачи тока в обмотки, сердечник ротора начинает по нарастающей насыщаться магнитным полем. Возникает ЭДС самоиндукции, под действием которой начинает расти индуктивное сопротивление цепи. С началом вращения ротора происходит снижение коэффициента скольжения, то есть наступает фаза разгона двигателя. При росте сопротивления пусковой ток снижается до нормативных показателей.
В процессе эксплуатации может возникнуть проблема, связанная с увеличенными пусковыми токами. Причиной их возникновения, чаще всего, становится перегрев электродвигателей, перегруженные электрические сети в момент пуска, а также ударные механические нагрузки в подключенных устройствах и механизмах, таких как редукторы и другие. Для решения этой проблемы предусмотрены специальные приборы, представленные частотными преобразователями и устройствами плавного пуска. Они выбираются с учетом особенностей эксплуатации того или иного электродвигателя. Например, устройства плавного пуска используются в основном для агрегатов, соединенных с вентиляторами. С их помощью достигается ограничение пускового тока до двух номиналов. Это вполне нормальный показатель, поскольку во время обычного пуска ток превышает номинальное значение в 5-10 раз. Ограничение достигается за счет измененного напряжения в обмотках.
Обычные двигатели переменного тока получили широкое распространение в промышленном производстве, благодаря очень простой конструкции и низкой стоимости. Их серьезным недостатком считается тяжелый запуск, который существенно облегчается частотными преобразователями. Наиболее ценным качеством этих устройств является способность к поддержке пускового тока в течение одной минуты и более. Самые современные приборы позволяют не только регулировать пуск, но и оптимизировать его по заранее установленным эксплуатационным характеристикам.
Высокоэффективные электродвигатели позволяют экономить больше чем обычные
На самом деле асинхронные электродвигатели имеют две скорости вращения – синхронную (которая эквивалентна частоте статора) и скорость вращения ротора. Разность между этими скоростями называют скольжением. Многие высокоэффективные электродвигатели работают с меньшим скольжением или большей скоростью при одинаковой нагрузке. КПД таких электрических машин немного выше обычных.
Однако КПД это хорошо, но необходимо учитывать специфику самого механизма. Так, например, характеристика вентиляторной нагрузки имеет кубическую зависимость от скорости вращения:
Таким образом, увеличения скорости вращения вала электрической машины всего на 20 оборотов в минуту приведет к увеличению потребляемой из сети мощности примерно на 3%-5%.
Когда электродвигатель потребляет максимальный ток
Рациональное потребление энергии при сохраняющейся высокой мощности сокращает текущие производственные затраты при одновременном увеличении производительности электродвигателя. Поэтому при выборе привода обязательно учитывается класс энергоэффективности.
В технической документации и каталогах обязательно указывается класс энергоэффективности двигателя. Он зависит от показателя КПД.
Проводимые в тестовом и рабочем режимах экспериментальные исследования показывают, что электродвигатель мощностью 55 кВт высокого класса энергоэффективности сокращает потребление электроэнергии на 8-10 тысяч кВт ежегодно.
Что такое ток утечки и каковы причины превышения нормы утечки заряда?
Ток утечки – это величина, характеризующая процесс снижения емкости АКБ за счет как естественных причин, так и неисправностей в электронике машины или неправильной эксплуатации электроприборов.
В худшем случае автомобиль может не завестись вообще, если аккумулятор полностью “сядет”, однако эта ситуация может произойти лишь при серьезных неисправностях или оставленных на ночь в рабочем состоянии некоторых потребителей электричества. Если автовладелец возьмет за правило проверять, выключены ли потребители электроэнергии, вполне вероятно, что крупных неприятностей удастся избежать.
Утечка – нормальный процесс, однако существует нормированное значение утечки, которую допускает производитель. Чаще всего норма колеблется от 15-20 до 50 мА. На современных авто с большим количеством потребителей этот параметр может быть и выше.
Произвести замер тока утечки можно при помощи стандартного рожкового ключа и мультиметра. Также не забудьте надеть перчатки. Алгоритм действий следующий:
- отключите все потребители, в том числе видеорегистратор и противоугонную сигнализацию;
- отключите клемму минуса от АКБ;
- подключите мультиметр с измерением тока на минус батареи и вывод минуса;
- сравните показания с нормой по вашей модели.
Климатические исполнения электродвигателей
При выборе электродвигателя учитываются не только его технические характеристики, но и условия окружающей среды, в которых он будет эксплуатироваться.
Современные электроприводы выпускаются в разных климатических исполнениях. Категории маркируются 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 модели указывают на тип ее размещения:
- 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.
Сравниваем характеристики пускового тока автомобильных аккумуляторов
Знаете ли вы, отчего зависит запуск двигателя в лютый мороз? Вопреки распространенному мнению, уверенный старт обеспечивает не емкость АКБ, которая влияет лишь на количество попыток завода. А важнейшей характеристикой, отвечающей именно за мощность прокрутки, является пусковой ток.
Что это такое? В соответствии с официальным определением, под данным термином принято понимать максимальный ток, отдаваемый аккумуляторной батареей в течение нескольких секунд для запуска двигателя. Под заданным временем подразумевается интервал от 3 до 30 секунд, который варьируется в зависимости от методики испытаний батарей, принятой в том или ином регионе.
Отметим, что пусковой ток – это относительная величина. Это обусловлено тем, что в новом и старом аккумуляторе данный параметр будет сильно отличаться по причине снижения емкости. Поэтому, выбирая батарею для своего авто, покупайте аккумулятор со значительным запасом пускового тока – так, чтобы даже через 3-5 лет не испытывать проблем с пуском мотора даже в самую лютую зиму.
Каким образом подобрать оптимальный стартерный ток? Приведем пример: предположим, для прокрутки стартера автомобиля необходимо 250 ампер. Это значит, что покупать нужно такой аккумулятор, который на выходе даст не менее 350 ампер. В противном случае преждевременная замена АКБ будет практически неизбежной.
Обратите внимание на то, что пусковым током называется параметр, подразумевающий краткосрочную подачу тока на стартер, которая не должна превышать полуминуты. Если пытаться завести двигатель дольше 30 секунд, можно столкнуться с перегревом АКБ и выходом ее из строя. От теории к практике
От теории к практике
Если вы посмотрите на крышку автомобильного аккумулятора, то увидите маркировку, в которой помимо прочих параметров, указывается и ток холодной прокрутки. Для примера возьмем батарею со следующей надписью «250 А (DIN)». Это значит, что данный аккумулятор дает 250 ампер тока при температуре окружающей среды 18 градусов Цельсия и кратковременной разрядке в соответствии со стандартами DIN, принятыми в Германии. Другими словами, на первой секунде напряжение составляет 12 вольт, через полминуты – 9 вольт, а по прошествии двух минут и тридцати секунд — 6 вольт. Измерения по данной технологии проводятся, исходя из требований Германского промышленного стандарта или так называемого DIN 43539. Также они соответствуют нормативам отечественного ГОСТ 959-91.
Отметим, что в Соединенных Штатах Америки стандарты DIN и ГОСТ не применяются. Здесь действуют нормы SAE, принятые Обществом Автомобильных Инженеров. Они максимально приближены к стандартам (ЕС ЕN 60095-1) и новым нормативам, действующим сегодня в России (ГОСТ 959-2002). Разумеется, из-за этого возникает определенная путаница. То есть, покупая аккумулятор, изготовленный в США, мы должны соотнести параметры с европейскими нормами. Именно для этого создана таблица, размещенная ниже. Она поможет найти характеристик по токам холодной прокрутки, исходя из различных методик испытания.
ГОСТ 959-91 (Россия)
Располагая предоставленной выше информацией, не составляет труда провести простой сравнительный анализ автомобильных аккумуляторов различных марок, исходя из пусковых параметров. Так, к примеру, если на аккумуляторе американского бренда обозначен ток 900 А (SAE), то этой батарее по своим характеристикам идентичны АКБ с токами 860 А (EN) или 505 А (DIN) – см. таблицу.
На аккумулятор надейся, а сам не плошай!
Не забывайте: чем сильнее ток холодной прокрутки, тем более уверенно батарея будет крутить маховик в холодное время хода. Но! Слишком большая сила тока негативно отражается на ресурсе щеточно-коллекторной части стартера. Если же при новом аккумуляторе запуск двигателя все равно затруднен, это может свидетельствовать о неисправностях системы зажигания, генератора, неправильном выборе моторного масла (по вязкости) и пр.
Расчет мощности двигателя формула для компрессора
Выбирая электродвигатель, наиболее подходящий для работы того или иного компрессора, необходимо учитывать продолжительный режим работы данного механизма и постоянную нагрузку. Расчет требующейся мощности двигателя Рдв осуществляется в соответствии с мощностью на валу основного механизма. В этом случае следует учитывать потери, возникающие в промежуточном звене механической передачи.
Дополнительными факторами являются мощности, назначение и характер производства, на котором будет эксплуатироваться компрессорное оборудование. Они оказывают определенное влияние, в связи с чем оборудование может потребовать незначительных, но постоянных регулировок для поддержки производительности на должном уровне.
Определить мощность двигателя можно по формуле:
- Q – значение производительности или подачи компрессора (м3/с);
- А – работа по совершению сжатия (Дж/м3);
- ηк – индикаторный КПД (0,6-0,8) для учета потерь мощности при реальном сжатии воздуха;
- ηп – механический КПД (0,9-0,95) учитывающий передачу между двигателем и компрессором;
- кз– коэффициент запаса (1,05-1,15) для учета факторов, не поддающихся расчетам.
Работа А рассчитывается по отдельной формуле: А = (Аи + Аа)/2, где Аи и Аа представляют собой соответственно изотермическое и адиабатическое сжатие.
Значение работы, которую необходимо совершить до появления требуемого давления, можно определить с помощью таблицы:
Что такое пусковой ток двигателя и его кратность
Пусковой ток электродвигателя при его старте превышает номинальный в несколько раз. Причём кратность превышения может находиться в пределах от 4 до 7, а то и 9. Свойства переходных процессов при запуске двигателя, расчёты, как снизить напряжение на обмотках электродвигателей разного типа — эти вопросы рассмотрены в статье.
Определение
Максимальное значение тока, потребляемого электродвигателем в момент его запуска при раскручивании до номинальной скорости вращения, называется пусковым. При этом величина его превышения при запуске по отношению к номинальному его значению — кратность пускового тока.
Требования пусковых характеристик для 3-фазных электродвигателей изложены в ГОСТ IEC 60034-12-2021.
Откуда берётся и от чего зависит
Электродвигатель состоит из большого числа обмоток, соединённых для каждой фазы сетевого напряжения последовательно. Но даже такое подключение обмоток имеет относительно низкое сопротивление для малой частоты – 50Гц, которая используется в потребительской или промышленной сети. Вот почему при пуске асинхронного двигателя возникает большой пусковой ток.
По мере разгона двигателя сердечник его ротора входит в насыщение магнитным полем. В результате возрастает электродвижущая сила (ЭДС) самоиндукции. Индукционное сопротивление обмоток увеличивается, что приводит к падению тока через них.
На что влияет и чем опасен
Высокий пусковой ток, превышающий в несколько раз номинальное значение, а тем более фактический во время нагруженной работы двигателя, делает малоэффективной защищённость двигателя автоматическими выключателями только с электрической защитой. Он может повредить кабель, если сечение токопроводящих жил рассчитано лишь на номинальный ток электромотора.
Лучший способ обезопасить электродвигатель на случай его перегрузки — использовать тепловые реле. Некоторые из них ведут контроль тока двух фаз. Так как при перегрузке даже одной фазной линии или пропадании напряжения на ней ток увеличится на остальных. Это приведёт к нагреву добавочного сопротивления теплового устройства защиты, которое посредством увеличения температуры выше установленного (подстраиваемого) значения задействует систему управляющей цепи пуска электродвигателя.
У автоматических выключателей кроме тока срабатывания имеется время-токовая характеристика. Это показатель, определяющий время задержки до срабатывания защитного устройства в зависимости от величины протекающего тока по отношению к номинальному его значению. Кривая тока запуска двигателя изображена на рисунке.
Как узнать
Пусковой ток двигателя указывается в документации (в паспорте) к электродвигателям или к оборудованию, в составе которого они используются. Его можно измерить или рассчитать с приблизительным округлением. На корпусе электродвигателя имеется табличка с указанием только номинального тока, мощности и числа оборотов. Значение пускового тока и его кратность не указывают.
При эксплуатации рабочий ток электродвигателя не должен долго превышать номинальный.
Как рассчитать, если известны характеристики двигателя и кратность
Расчет пускового тока электродвигателя можно сделать по формуле:
К = In/Iʜ, для расчёта In = К×Iʜ,
где К – это коэффициент, соответствующий кратности пускового тока, In – пусковой ток, Iʜ – номинальный.
Кратность пускового тока зависит от сопротивления обмоток, обусловленного количеством полюсов электродвигателя. Для каждого полюса используется пара обмоток. Их количество можно посчитать на самом двигателе (число секций) или определить по числу оборотов двигателя. Зависимость числа пар от скорости двигателя представлена в таблице.
Чаще всего производители указывают скорость вращения меньше, учитывая реальные обороты двигателя. Например, 950 об/мин соответствует округлённому значению 1 000 об/мин.
Чем больше пар обмоток электродвигателя, тем выше их сопротивление, соответственно, ниже пусковой ток.
Вычислить его точное значение по формулам нельзя, однако найти можно по каталогу модели производителя на онлайн-сервисах.
Чем и как измерить
Наиболее простой и удобный способ измерения пускового тока — с помощью клещей с функцией inrush. У некоторых измерительных приборов кнопка HOLD фиксирует показания в момент её нажатия, но измерения с помощью такого метода могут быть ошибочными.
Сила тока в момент запуска ещё измеряется с помощью трансформатора тока, во вторичную цепь которого подключен амперметр или осциллограф.
Если нет характеристик и нечем измерить
Обычно мощность, номинальный ток и скорость оборотов указывают в табличке на самом агрегате. Но если она отсутствует или надпись прочитать не удаётся, то грубо определить мощность можно по диаметру вала. Для этого прилагается таблица.
Рассчитать пусковой ток по мощности сложно, так как он зависит от многих факторов:
- количество полюсов;
- число витков в секции;
- диаметр провода;
- длина провода в 1 витке и даже марка стали сердечников статора и др.
Зато зная примерную мощность, удастся грубо определить номинальный ток для пробного включения по формуле: I=P/U, где I— ток, P — мощность, U — напряжение (в нашем случае 380В). Коэффициент кратности для распространённых моделей двигателей марки АИР мощностью от 120 ватт до 315 киловатт можно взять из таблицы ниже.
| Двигатель | кВт | Об/ мин |
Ток при 380В |
KПД % |
Коэфф. мощн. |
Iп/ Iн |
Масса, кг | Двигатели устаревших марок |
|
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Чугун | Алюм. | ||||||||
| АИР56А4 | 0,12 | 1310 | 0,44 | 57 | 0,72 | 4,4 | – | 5 | 4АА56А4 |
| АИР56А2 | 0,18 | 2720 | 0,53 | 65 | 0,8 | 5,5 | – | 5 | 4АА56А2 |
| АИР56В2 | 0,25 | 2720 | 0,69 | 68 | 0,81 | 5,5 | – | 5 | 4АА56В2 |
| АИР56В4 | 0,18 | 1310 | 0,69 | 58 | 0,68 | 4,4 | – | 5 | 4АА56В4 |
| AИP63A2 | 0,37 | 2755 | 1 | 69 | 0,81 | 6,1 | – | 7 | 4А(М)63А2 |
| AИP63B2 | 0,55 | 2790 | 1,4 | 74 | 0,82 | 6,1 | – | 8 | 4А(М)63В2 |
| AИP63A4 | 0,25 | 1340 | 0,79 | 65 | 0,74 | 5,2 | – | 7 | 4АА(М)63А4 |
| AИP63B4 | 0,37 | 1340 | 1,12 | 67 | 0,75 | 5,2 | – | 7 | 4АА(М)63В4 |
| AИP63A6 | 0,18 | 870 | 0,74 | 56 | 0,66 | 4 | – | 7 | 4АА(М)63А6 |
| AИP63B6 | 0,25 | 870 | 0,95 | 59 | 0,68 | 4 | – | 8 | 4АА(М)63В6 |
| AИP71A2 | 0,75 | 2840 | 1,77 | 75 | 0,83 | 6,1 | – | 11 | 4А(М)71А2 |
| AИP71B2 | 1,1 | 2840 | 2,61 | 76,2 | 0,84 | 6,9 | – | 11 | 4А(М)71В2 |
| AИP71A4 | 0,55 | 1390 | 1,57 | 71 | 0,75 | 5,2 | – | 10 | 4А(М)71А4 |
| AИP71B4 | 0,75 | 1390 | 2,05 | 73 | 0,76 | 6 | – | 11 | 4А(М)71В4 |
| AИP71A6 | 0,37 | 880 | 1,3 | 62 | 0,7 | 4,7 | – | 10 | 4А(М)71А6 |
| AИP71B6 | 0,55 | 880 | 1,8 | 65 | 0,72 | 4,7 | – | 11 | 4А(М)71В6 |
| AИP71В8 | 0,25 | 645 | 1,1 | 54 | 0,61 | 3,3 | – | 9 | 4А(М)71В8 |
| AИP80A2 | 1,5 | 2850 | 3,46 | 78,5 | 0,84 | 7 | 22 | 14 | 4А(М)80А2 |
| AИP80B2 | 2,2 | 2855 | 4,85 | 81 | 0,85 | 7 | 24 | 16 | 4А(М)80В2 |
| AИP80A4 | 1,1 | 1390 | 2,85 | 76,2 | 0,77 | 6 | 19 | 13 | 4А(М)80А4 |
| AИP80B4 | 1,5 | 1400 | 3,72 | 78,5 | 0,78 | 6 | 24 | 15 | 4А(М)80В4 |
| AИP80A6 | 0,75 | 905 | 2,29 | 69 | 0,72 | 5,3 | 18 | 13 | 4А(М)80А6 |
| AИP80B6 | 1,1 | 905 | 3,18 | 72 | 0,73 | 5,5 | 22 | 17 | 4А(М)80В6 |
| AИP80A8 | 0,37 | 675 | 1,49 | 62 | 0,61 | 4 | 21 | 13 | 4А80А8 |
| AИP80B8 | 0,55 | 680 | 2,17 | 63 | 0,61 | 4 | 18 | 16 | 4А80В8 |
| AИP90L2 | 3 | 2860 | 6,34 | 82,6 | 0,87 | 7,5 | 32 | 22 | 4А(М)90L2 |
| AИP90L4 | 2,2 | 1410 | 5,09 | 80 | 0,81 | 7 | 29 | 22 | 4А(М)90L4 |
| AИP90L6 | 1,5 | 920 | 4 | 76 | 0,75 | 5,5 | 28 | 21 | 4А(М)90L6 |
| AИP90LA8 | 0,75 | 680 | 2,43 | 70 | 0,67 | 4 | 28 | 21 | 4А(М)90LA8 |
| AИP90LB8 | 1,1 | 680 | 3,36 | 72 | 0,69 | 5 | 29 | 23 | 4А(М)90LB8 |
| AИP100S2 | 4 | 2880 | 8,2 | 84,2 | 0,88 | 7,5 | 38 | 30 | 4А(М)100S2 |
| AИP100L2 | 5,5 | 2900 | 11,1 | 85,7 | 0,88 | 7,5 | 42 | 35 | 4А(М)100L2 |
| AИP100S4 | 3 | 1410 | 6,78 | 82,6 | 0,82 | 7 | 39 | 32 | 4А(М)100S4 |
| AИP100L4 | 4 | 1435 | 8,8 | 84,2 | 0,82 | 7 | 41 | 33 | 4А(М)100L4 |
| AИP100L6 | 2,2 | 935 | 5,6 | 79 | 0,76 | 6,5 | 38 | 34 | 4А(М)100L6 |
| AИP100L8 | 1,5 | 690 | 4,4 | 74 | 0,7 | 5 | 40 | 28 | 4А(М)100L8 |
| AИP112M2 | 7,5 | 2895 | 14,9 | 87 | 0,88 | 7,5 | 53 | 41 | 4А(М)112М2 |
| AИP112M4 | 5,5 | 1440 | 11,7 | 85,7 | 0,83 | 7 | 59 | 46 | 4А(М)112М4 |
| AИP112MA6 | 3 | 960 | 7,4 | 81 | 0,76 | 6,5 | 50 | 44 | 4А(М)112МА6 |
| AИP112MB6 | 4 | 960 | 9,75 | 82 | 0,76 | 6,5 | 53 | 49 | 4А(М)112МВ6 |
| AИP112MA8 | 2,2 | 710 | 6 | 79 | 0,71 | 6 | 48 | 42 | 4А(М)112МА8 |
| AИP112MB8 | 3 | 710 | 7,8 | 80 | 0,73 | 6 | 52 | 49 | 4А(М)112МВ8 |
| AИP132M2 | 11 | 2900 | 21,2 | 88,4 | 0,89 | 7,5 | 90 | 77 | 4А(М)132М2 |
| AИP132S4 | 7,5 | 1450 | 15,6 | 87 | 0,84 | 7 | 79 | 71 | 4А(М)132S4 |
| AИP132M4 | 11 | 1460 | 22,5 | 88,4 | 0,84 | 7 | 90 | 83 | 4А(М)132М4 |
| AИP132S6 | 5,5 | 960 | 12,9 | 84 | 0,77 | 6,5 | 84 | 70 | 4АМ132S6 |
| AИP132M6 | 7,5 | 970 | 17,2 | 86 | 0,77 | 6,5 | 92 | 81 | 4АМ132М6 |
| AИP132S8 | 4 | 720 | 10,3 | 81 | 0,73 | 6 | 84 | 70 | 4АМ132S8 |
| AИP132M8 | 5,5 | 720 | 13,6 | 83 | 0,74 | 6 | 90 | 81 | 4АМ132М8 |
| AИP160S2 | 15 | 2930 | 28,6 | 89,4 | 0,89 | 7,5 | 132 | 101 | 4АМ160S2 |
| AИP160M2 | 18,5 | 2930 | 34,7 | 90 | 0,9 | 7,5 | 141 | 104 | 4АМ160М2 |
| AИP160S4 | 15 | 1460 | 30 | 89,4 | 0,85 | 7,5 | 147 | 105 | 4АМ160S4 |
| AИP160M4 | 18,5 | 1470 | 36,3 | 90 | 0,86 | 7,5 | 167 | 119 | 4АМ160М4 |
| AИP160S6 | 11 | 970 | 24,5 | 87,5 | 0,78 | 6,5 | 142 | 105 | 4АМ160S6 |
| AИP160M6 | 15 | 970 | 31,6 | 89 | 0,81 | 7 | 152 | 119 | 4АМ160М6 |
| AИP160S8 | 7,6 | 720 | 17,8 | 85,5 | 0,75 | 6 | 137 | 108 | 4АМ160S8 |
| AИP160M8 | 11 | 730 | 25,5 | 87,5 | 0,75 | 6,5 | 179 | 124 | 4АМ160М8 |
| AИP180S2 | 22 | 2940 | 41 | 90,5 | 0,9 | 7,5 | 191 | 150 | 4АМ180S2 |
| AИP180M2 | 30 | 2950 | 55,4 | 91,4 | 0,9 | 7,5 | 199 | 165 | 4АМ180М2 |
| AИP180S4 | 22 | 1470 | 43,2 | 90,5 | 0,86 | 7,5 | 195 | 155 | 4АМ180S4 |
| AИP180M4 | 30 | 1470 | 57,6 | 91,4 | 0,86 | 7,2 | 220 | 175 | 4АМ180М4 |
| AИP180M6 | 18,5 | 980 | 38,6 | 90 | 0,81 | 7 | 197 | 170 | 4АМ180М6 |
| AИP180M8 | 15 | 730 | 34,1 | 88 | 0,76 | 6,6 | 218 | 170 | 4АМ180М8 |
| AИP200M2 | 37 | 2950 | 67,9 | 92 | 0,9 | 7,5 | 265 | – | 4АМ200М2 |
| AИP200L2 | 45 | 2960 | 82,1 | 92,5 | 0,9 | 7,5 | 265 | – | 4А200L2 |
| AИP200M4 | 37 | 1475 | 70,2 | 92 | 0,87 | 7,2 | 276 | – | 4А200М4 |
| AИP200L4 | 45 | 1475 | 84,9 | 92,5 | 0,87 | 7,2 | 294 | – | 4А200L4 |
| AИP200M6 | 22 | 980 | 44,7 | 90 | 0,83 | 7 | 265 | – | 4А200М6 |
| AИP200L6 | 30 | 980 | 59,3 | 91,5 | 0,84 | 7 | 291 | – | 4А200L6 |
| AИP200M8 | 18,5 | 730 | 41,1 | 90 | 0,76 | 6,6 | 260 | – | 4А200М8 |
| AИP200L8 | 22 | 730 | 48,9 | 90,5 | 0,78 | 6,6 | 270 | – | 4А200L8 |
| AИP225M2 | 55 | 2970 | 100 | 93 | 0,9 | 7,5 | 351 | – | 4А225М2 |
| AИP225M4 | 55 | 1480 | 103 | 93 | 0,87 | 7,2 | 364 | – | 4А225М4 |
| AИP225M6 | 37 | 980 | 71 | 92 | 0,86 | 7 | 334 | – | 4А225М6 |
| AИP225M8 | 30 | 735 | 63 | 91 | 0,79 | 6,5 | 363 | – | 4А225М8 |
| AИP250S2 | 75 | 2975 | 135 | 93,6 | 0,9 | 7 | 507 | – | 4А250S2 |
| AИP250M2 | 90 | 2975 | 160 | 93,9 | 0,91 | 7,1 | 537 | – | 4АМ250М2 |
| AИP250S4 | 75 | 1480 | 138,3 | 93,6 | 0,88 | 6,8 | 497 | – | 4АМ250S4 |
| AИP250M4 | 90 | 1480 | 165 | 93,9 | 0,88 | 6,8 | 568 | – | 4АМ250М4 |
| AИP250S6 | 45 | 980 | 86 | 92,5 | 0,86 | 7 | 457 | – | 4АМ250S6 |
| AИP250М6 | 55 | 980 | 104 | 92,8 | 0,86 | 7 | 487 | – | 4АМ250М6 |
| AИP250S8 | 37 | 740 | 78 | 91,5 | 0,79 | 6,6 | 512 | – | 4АМ250S8 |
| AИP250M8 | 45 | 740 | 94 | 92 | 0,79 | 6,6 | 512 | – | 4АМ250М8 |
| AИP280S2 | 110 | 2975 | 195 | 94 | 0,91 | 7,1 | 698 | – | 4АМ280S2 |
| AИP280M2 | 132 | 2975 | 233 | 94,5 | 0,91 | 7,1 | 710 | – | 4АМ280М2 |
| AИP280S4 | 110 | 1480 | 201 | 94,5 | 0,88 | 6,9 | 670 | – | 4АМ280S4 |
| AИP280M4 | 132 | 1480 | 240 | 94,8 | 0,88 | 6,9 | 745 | – | 4АМ280М4 |
| AИP280S6 | 75 | 985 | 142 | 93,5 | 0,86 | 6,7 | 647 | – | 4АМ280S6 |
| AИP280M6 | 90 | 985 | 169 | 93,8 | 0,86 | 6,7 | 696 | – | 4АМ280М6 |
| AИP280S8 | 55 | 740 | 111 | 92,8 | 0,81 | 6,6 | 680 | – | 4АМ280S8 |
| AИP280M8 | 75 | 740 | 150 | 93,5 | 0,81 | 6,2 | 760 | – | 4АМ280М8 |
| АИР315S2 | 160 | 2975 | 279 | 94,6 | 0,92 | 7,1 | 990 | – | 4АМ315S2 |
| АИР315M2 | 200 | 2975 | 348 | 94,8 | 0,92 | 7,1 | 1280 | – | 4АМ315М2 |
| АИР315S4 | 160 | 1480 | 288 | 94,9 | 0,89 | 6,9 | 1230 | – | 4АМ315S4 |
| АИР315M4 | 200 | 1480 | 360 | 94,9 | 0,89 | 6,9 | 1330 | – | 4АМ315М4 |
| АИР315S6 | 110 | 985 | 207 | 94 | 0,86 | 6,7 | 1030 | – | 4АМ315S6 |
| АИР315М6 | 132 | 985 | 245 | 94,2 | 0,87 | 6,7 | 1218 | – | 4АМ315М6 |
| АИР315S8 | 90 | 740 | 178 | 93,8 | 0,82 | 6,4 | 1130 | – | 4АМ315S8 |
| АИР315M8 | 110 | 740 | 217 | 94 | 0,82 | 6,4 | 1170 | – | 4АМ315М8 |
| АИР355S2 | 250 | 2980 | 433 | 95,2 | 0,92 | 7,1 | 1680 | – | 4АМ355S2 |
| АИР355M2 | 315 | 2980 | 545 | 95,4 | 0,92 | 7,1 | 1896 | – | 4АМ355М2 |
| АИР355S4 | 250 | 1490 | 443 | 95,2 | 0,9 | 6,9 | 1745 | – | 4АМ355S4 |
| АИР355M4 | 315 | 1490 | 559 | 95,2 | 0,9 | 6,9 | 1957 | – | 4АМ355М4 |
| АИР355S6 | 160 | 990 | 292 | 94,5 | 0,88 | 6,7 | 1580 | – | 4АМ355S6 |
| АИР355MA6 | 200 | 990 | 365 | 94,5 | 0,88 | 6,7 | 2019 | – | 4А355М6 |
| АИР355MB6 | 250 | 990 | 457 | 94,5 | 0,88 | 6,7 | 2019 | – | – |
| АИР355S8 | 132 | 740 | 261 | 93,7 | 0,82 | 6,4 | 2019 | – | 4А355S8 |
| АИР355M8 | 160 | 740 | 315 | 94,2 | 0,82 | 6,4 | 1880 | – | 4А355М8 |
| АИР355MB8 | 200 | 740 | 387 | 94,5 | 0,83 | 6,4 | 2019 | – | – |
Если известна модель двигателя, то зная мощность и количество пар полюсов обмоток (число оборотов электродвигателя), можно на сайте производителя выяснить значения номиналов его пуска.
Как снизить
Самый эффективный метод снижения пускового тока при запуске электродвигателя — использование частотных преобразователей. Однако это оборудование может по стоимости превышать цену мотора, поэтому не всегда используется. Уменьшить ток при запуске удаётся применением специальных резисторов большой мощности, фиксированного номинала (для ступенчатой регулировки) или регулируемых. Дело в том, что динамическое сопротивление обмоток двигателя в момент пуска очень маленькое, и добавочные резисторы обуславливают ощутимое падение напряжения. При достижении оборотами рабочего значения сопротивления закорачиваются.
Есть и другие методы снижения тока электродвигателя при его запуске, например, с помощью электронных устройств. На видео рассмотрена простая схема ограничения тока двигателя при старте.
Переключение схемы соединения обмоток
Уменьшить пусковой ток асинхронного двигателя можно переключением схемы подключения обмоток ротора, питающихся от трёхфазного напряжения 380 В. Например, с помощью контактора, который коммутирует обмотки со звезды на треугольник. Применяется такой вариант запуска для двигателей мощностью свыше 30 кВт и скоростью вращения 3000 – 1500 об/мин. Иногда эта вынужденная мера, так как мощности питающей установки для запуска двигателя, подключенного по схеме треугольника, не хватает. А некоторые мощные двигатели можно начально запускать только по схеме звезды или с помощью специальных устройств (частотный преобразователь, устройство плавного пуска и др).
Схема, указанная на рисунке, предполагает в момент запуска включение двух контакторов — P1 и P3. Через несколько десятков секунд контактор P3 выключается. Сразу вместо него включается P2. Подробнее эта тема рассмотрена в видео.
Использование двигателей с фазным ротором
Специальная конструкция асинхронного двигателя с фазным ротором позволяет значительно снизить пусковой ток. Ротор этого мотора имеет обмотки, подключенные к специальным контактным кольцам. К ним подводятся щётки, соединённые электрически со схемой ступенчатых реостатов. В момент запуска сначала подключается максимальное сопротивление, затем ступенчато оно снижается. Когда электродвигатель набирает требуемые обороты, щётки закорачиваются, и он работает как двигатель с короткозамкнутым ротором.
Плавный пуск ДПТ и АД
Для управления скоростью и для плавного пуска двигателя постоянного тока используются устройства плавного пуска, регулирующие напряжение на нагрузке. Они плавно повышают напряжение с помощью ШИМ при пуске двигателя по мере его разгона. В продвинутых вариантах при этом отслеживаются обороты.
Распространены такие варианты плавного пуска ДПТ:
- с помощью пускового реостата;
- запуск с параллельным возбуждением;
- то же с последовательным;
- то же с независимым;
- путём изменения питающего напряжения.
В последнем варианте плавная регулировка осуществляется управляемым выпрямителем или генератором постоянного напряжения. В выпрямителях можно использовать метод ступенчатого переключения обмоток одно- или трёхфазного трансформатора напряжения, если он рассчитан для питания только одного ДПТ или нескольких работающих синхронно.
Включение двигателя с использованием реостата осуществляют при максмальном значении сопротивления, далее его снижают до минимума. Регулированием тока в цепи обмотки возбуждения с помощью переменного сопротивления также удаётся добиться плавного запуска ДПТ. Он зависит от схемы подключения обмотки возбуждения (параллельно, последовательно или независимо).
Плавный пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором возможен с помощью реостата, как и с ДПТ или с устройствами плавного пуска. Только ограничительные резисторы включаются в каждую из фаз, подключаемых для питания обмоток АД.
Функцией плавного пуска можно оборудовать двигатель самому, если имеется прибор, например, модели ABB PSR или подобный ему, как рассказывается в следующем видео. Устройства плавного пуска, как правило, при разгоне двигателя меняют частоту и величину питающего напряжения.
Когда электродвигатель потребляет максимальный ток
Какой ток потребляет двигатель из сети при пуске и работе
В паспорте электрического двигателя указан ток при номинальной нагрузке на валу. Если, например, указано 13,8/8 А, то это означает, что при включении двигателя в сеть 220 В и при номинальной нагрузке ток, потребляемый из сети, будет равен 13,8 А. При включении в сеть 380 В из сети будет потребляться ток 8 А, то есть справедливо равенство мощностей: √ 3 х 380 х 8 = √ 3 х 220 х 13,8.
Зная номинальную мощность двигателя (из паспорта) можно определить его номинальный ток . При включении двигателя в трехфазную сеть 380 В номинальный ток можно посчитать по следующей формуле:
I н = P н/ ( √3 U н х η х с osφ) ,
где P н — номинальная мощность двигателя в кВт, U н — напряжение в сети, в кВ (0,38 кВ). Коэффициент полезного действия ( η) и коэффициент мощности (с osφ) — паспортные значения двигателя, которые написаны на щитке в виде металлической таблички. См. также — Какие паспортные данные указываются на щитке асинхронного двигателя.
Рис. 1. Паспорт электрического двигателя. Номинальная мощность 1,5 кВ, номинальный ток при напряжении 380 В — 3,4 А.
Если не известны к.п.д. и коэффициент мощности двигателя, например, при отсутствии на двигателе паспорта-таблички, то номинальный его ток с небольшой погрешностью можно определить по соотношению «два ампера на киловатт», т.е. если номинальная мощность двигателя 10 кВт, то потребляемый им ток будет примерно равен 20 А.
Для указанного на рисунке двигателя это соотношение тоже выполняется (3,4 А ≈ 2 х 1,5). Более точные значения токов при использовании данного соотношения получаются при мощностях двигателей от 3 кВт.
При холостом ходе электродвигателя из сети потребляется незначительный ток (ток холостого хода). При увеличении нагрузки увеличивается и потребляемый ток. С увеличением тока повышается нагрев обмоток. Большая перегрузка приводит к тому, что увеличенный ток вызывает перегрей обмоток двигателя, и возникает опасность обугливания изоляции (сгорания электродвигателя).
В момент пуска из сети электрическим двигателем потребляется так называемый пусковой ток , который может быть в 3 — 8 раз больше номинального. Характер изменения тока представлен на графике (рис. 2, а).
Рис. 2. Характер изменения тока, потребляемого двигателем из сети (а), и влияние большого тока на колебания напряжения в сети (б)
Точное значение пускового тока для каждого конкретного двигателя можно определить зная значение кратности пускового тока — I пуск/ I ном. Кратность пускового тока — одна из технических характеристик двигателя, которую можно найти в каталогах. Пусковой ток определяется по следующей формуле: I пуск = I н х ( I пуск/ I ном). Например, при номинальном токе двигателя 20 А и кратности пускового тока — 6, пусковой ток равен 20 х 6 = 120 А.
Знание реальной величины пускового тока нужно для выбора плавких предохранителей, проверке срабатывания электромагнитных расцепителей во время пуска двигателя при выборе автоматических выключателей и для определения величины снижения напряжения в сети при пуске.
Процесс выбора плавких предохранителей подробно рассмотрен в этой статье: Выбор предохранителей для защиты асинхронных электродвигателей
Большой пусковой ток, на который сеть обычно не рассчитана, вызывает значительные снижения напряжения в сети (рис. 2, б).
Если принять сопротивление проводов, идущих от источника до двигателя, равным 0,5 Ом, номинальный ток I н=15 А, а пусковой ток равным пятикратному от номинального, то потери напряжения в проводах в момент пуска составят 0,5 х 75 + 0,5 х 75 = 75 В.
На зажимах двигателя, а также и на зажимах рядом работающих электродвигателей будет 220 — 75 = 145 В. Такое снижение напряжения может вызвать торможение работающих двигателей, что повлечет за собой еще большее увеличение тока в сети и перегорание предохранителей.
В электрических лампах в моменты пуска двигателей уменьшается накал (лампы «мигают»). Поэтому при пуске электродвигателей стремятся уменьшить пусковые токи.
Для уменьшения пускового тока может использоваться схема пуска двигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник. При этом фазное напряжение уменьшится в √ З раз и соответственно ограничивается пусковой ток. После достижения ротором некоторой скорости обмотки статора переключаются в схему треугольника и напряжение ни них становится равным номинальному. Переключение обычно производится автоматически с использованием реле времени или тока.
Рис. 3. Схема пуска электрического двигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник
Важно понимать, что не далеко каждый двигатель можно подключать по этой схеме. Наиболее распространенные асинхронные двигатели с рабочим напряжение 380/200 В, в том числе и двигатель, показанный на рисунке 1 при включении по данной схеме выйдут из строя. Подробнее об этом читайте здесь: Выбор схемы соединения фаз электродвигателя
В настоящее время, для уменьшения пускового тока электрических двигателей активно используют специальные микропроцессорные устройства плавного пуска (софт-стартеры) . Подробнее о назначении такого типа устройств читайте в статье Для чего нужен плавный пуск асинхронного двигателя.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Как определить мощность и ток электродвигателя
Все электрические двигатели выпускаются с табличками на корпусе, из которых можно узнать основные характеристики электродвигателя: его марку, потребляемый номинальный рабочий ток и мощность, частоту вращения, тип двигателя, КПД и cos(fi). Так же эти данные указаны в паспорте к устройству.
Из всех параметров наиболее важное значение для подключения имеют: мощность электродвигателя и потребляемый ток, не стоит его путать с пусковым. Именно эти данные позволяют нам определить достаточность мощности для привода, необходимое сечение кабеля для подключения мотора и подобрать подходящие по номиналу для защиты автомат и тепловое реле.
Но бывает, что нет паспорта или таблички и для определения этих величин необходимо будет сделать измерения. Как узнать мощность, рабочий ток и снизить пусковой, Вы узнаете далее из этой статьи.
Как определить мощность электродвигателя
Проще всего посмотреть на табличку и найти величину в киловаттах. Например, на картинке она равна 45 кВт.Учтите, что эта величина на табличке указывает на потребляемую активную мощность из электросети. Полная же мощность будет равна сумме активной и реактивной мощности. Электрические счетчики в доме или гараже считают только расход активной электроэнергии, а учет реактивной энергии ведется только на предприятиях при помощи специальных счетчиков. Чем выше у электродвигателя cos(fi), тем меньше будет составляющая реактивной энергии в полной мощности. Не стоит путать cos(fi) с КПД. Этот показатель показывает сколько электроэнергии переводится в полезную механическую работу, а сколько в бесполезное тепло. Например, КПД равный 90 процентам, говорит о том, что десятая часть потребленной электроэнергии уходит на тепловые потери и трение в подшипниках.
Вы должны иметь ввиду, что в паспорте или на табличке указывается номинальная мощность, которая будет равна этому значению только при условии достижения оптимальной нагрузки на вал. При чем перегружать не стоит вал по целому ряду причин, лучше выбрать по мощнее мотор. На холостом ходу величина тока будет гораздо ниже номинала.
Как же определить номинальную мощность электродвигателя? В интернете Вы найдете много различных формул и расчетов. Для некоторых необходимо помереть размеры статора, для других формул понадобится знать величину тока, КПД и cos(fi). Мой совет не заморачивайтесь со всем этим. Лучше этих расчетов все равно будут практические измерения. И для их проведения ничего не понадобится вообще.
Как определить мощность любого электроприбора в доме или гараже? Конечно с помощью счетчика электроэнергии. Перед началом измерения отключите все электроприборы из розеток, освещение и все то, что подключено от электрощита.
Далее если у Вас электронный счетчик типа Меркурий, все очень просто надо включить мотор под нагрузкой и погонять минут 5. На электронном табло должна высветится величина нагрузки в кВт, подключенная к счетчику в данный момент.
Если же у вас дисковый индукционный счетчик учитывайте, что он учет ведет в киловатт/часах. Запишите перед началом измерений последние показатели, включайте двигатель строго секунда в секунду ровно на 10 минут, затем после остановки отнимите новые показания от предыдущих и умножайте кВт\ч на 6. Полученный результат и будет активной мощностью данного двигателя в Киловаттах, для перевода в Ватты разделите на 1000. Рекомендую прочитать статью: как снимать показания электросчетчика.
Если двигатель маломощный, тогда для более высокой точности можно посчитать обороты диска. Например, за одну минуту он сделал 10 полных оборотов, а на счетчике написано 1200 оборотов= 1 кВт/ч. 10 умножаем на количество минут в часе и получаем 600 оборотов за час. 1200 делим на 600 и получаем 500 Ватт или 0.5 кВт. Чем дольше по времени будете измерять, тем точнее будут данные. Но время всегда должно быть кратно полной минуте. Затем делим 60 на количество минут измерения и умножаем на сосчитанные обороты. После этого величину оборотов, равных одному Киловатт/часу для вашей модели электросчетчика делим на полученный результат и получаем необходимую величину мощности.
Как определить потребляемый ток электродвигателя
Зная мощность, легко можно высчитать величину потребляемого тока. Для 3 фазных двигателей, подключенных по схеме звезда на 380 Вольт, необходимо умножить мощность в киловаттах на 2. Например, при мощности 5 киловатт ток будет равен 10 Ампер. Опять же учитывайте, что такой ток мотор будет брать только под нагрузкой максимально близкой к номиналу. Полунагруженный электродвигатель и тем более на холостом ходу будет потреблять значительно меньший ток.
Для определения тока в однофазных сетях, необходимо мощность разделить на напряжение. Например, при работе двигателя напряжение в месте его подключения равно 230 Вольт. Это важно так, как после включения нагрузки напряжение скорее всего понизится в месте подключения электродвигателя.
Если например, мощность мотора на 220 Вольт по измерениям оказалась равной 1.5 кВт или 1500 Ватт. Делим 1500 на 230 Вольт и получаем, что рабочий ток двигателя приблизительно равен 6.5 Ампер.
Пусковой ток электродвигателя
При запуске любого типа электродвигателя возникает пусковой ток от 2 до 8 кратного значению номинального тока в рабочем режиме электродвигателя. Величина пускового тока зависит от типа двигателя, скорости вращения, схемы подключения, наличие нагрузки на валу и от других параметров.
Пусковой ток возникает, потому что в момент запуска наводится очень сильное магнитное поле в обмотках необходимое, что бы сдвинуть с места и раскрутить ротор. При включении мотора сопротивление обмоток мало, а следовательно по закону Ома, ток вырастает при неизменном напряжении в участке цепи. По мере того как двигатель раскручивается, возникает в обмотках ЭДС или индуктивное сопротивление и ток начинает уменьшаться до номинального значения.
Эти всплески реактивной энергии негативно сказываются на работе других электропотребителей, подключенных к этой же линии электропитания, что служит причиной возникновения особенно губительных для электроники скачков или перепадов напряжения.
Снизить вдвое пусковой ток можно при использовании специально разработанного для этих целей тиристорного блока, а лучше при помощи устройства плавного запуска (УПЗ). УПЗ с меньшим пусковым током и быстрее в полтора раза запускает мотор по сравнению с тиристорным запуском. Устройства плавного запуска подходят как к синхронным, так и к асинхронным двигателям. УПЗ выпускаются предприятиями Украины и России.
Для запуска трехфазного асинхронного двигателя сегодня нередко используются и преобразователя частоты. Широкое их распространение пока сдерживает только цена. Благодаря изменению величин частоты тока и напряжения удается не только сделать плавный запуск, но и регулировать скорость вращения ротора. По другому как только изменением частоты электрического тока, регулировать скорость вращения асинхронного двигателя нет возможности. Но следует знать, что частотный преобразователь создает помехи в электросети, поэтому для подключения электроники и бытовой техники используйте сетевой фильтр.
Использование устройства плавного запуска и частотного преобразователя позволяет не только сохранить стабильность электропитания у Вас и Ваших соседей, подключенных к одной линии электроснабжения, но и продлить срок службы электродвигателей.
Пусковой ток.
В паспорте электрического двигателя указывается ток при номинальной нагрузке на валу, он меньше пускового тока. Если отмечено 13,8/8 А, то это значит, что при подсоединении двигателя к сети 220 В и номинальной нагрузке ток двигателя будет равен 13,8 А. При подсоединении к сети 380 В — ток 8 А, таким образом верно равенство мощностей: √3 х 380 х 8 = √3 х 220 х 13,8.
Зная номинальную мощность двигателя определяют его номинальный ток. При включении двигателя в трехфазную распредсеть 380 В номинальный ток рассчитывается следующим образом:
Iн = Pн/(√3Uн х сosφ), кА
где Pн — номинальная мощность двигателя, кВт, Uн — напряжение в сети, кВ (0,38 кВ). Коэффициент мощности (сosφ) — паспортные значения двигателя.
Рис. 1. Паспорт электрического двигателя.
Если не известен коэффициент мощности двигателя, то номинальный его ток с малой погрешностью определяется по отношению "два ампера на киловатт", т.е. если номинальная мощность двигателя 10 кВт, то потребляемый им из сети ток будет приблизительно равен 20 А.
Для упомянутого на рисунке двигателя это отношение также выполняется (3,4 А ≈ 2 х 1,5). Более верные величины тока при применении данного отношения получаются при мощностях электродвигателей от 3 кВт.
При холостом ходе электродвигателя из сети потребляется маленький ток (ток холостого хода). При увеличении нагрузки увеличивается и ток. С увеличением тока повышается нагрев обмоток. Большая перегрузка приводит к перегреву обмоток двигателя, и возникает опасность выхода из строя электродвигателя.
При пуске из сети электрическим двигателем потребляется пусковой ток Iпуск, который в 3 — 8 раз выше номинального. Характеристика изменения тока представлена на графике (рис. 2, а).
Рис. 2. Характеристика изменения тока, потребляемого электродвигателем из сети (а), и влияние большого тока на колебания напряжения в сети (б)
Подлинную величину пускового тока для электродвигателя определяют зная величину кратности пускового тока — Iпуск/Iном. Кратность пускового тока — техническая характеристика двигателя, ее известна из каталогов. Пусковой ток рассчитывается согласно формуле: I пуск = Iх. х (Iпуск/Iном).
Понимание истинной величины пускового тока необходимо для подбора плавких предохранителей, проверки включения электромагнитных расцепителей во время пуска двигателя, при подборе автоматических выключателей и для высчитывания величины падения напряжения в сети при пуске.
Большой пусковой ток вызывает значительное падение напряжения в сети (рис. 2, б).
Если взять электросопротивление проводов, проложенных от источника до электродвигателя, равным 0,5 Ом, номинальный ток Iн=15 А, а пусковой ток Iп равным пятикратному от номинального, потери напряжения в проводах во время пуска составят 0,5 х 75 + 0,5 х 75 = 75 В.
На клеммах электродвигателя, а также и на клеммах рядом работающих электродвигателей напряжение будет 220 — 75 = 145 В. Это понижение напряжения вызывает торможение работающих электродвигателей, что влечет за собой еще большее повышение тока в сети и выход из строя предохранителей.
В электрических лампах в моменты запуска электродвигателей уменьшается накал (лампы «мигают»). Поэтому при включении электродвигателей стремятся уменьшить пусковые токи.
Для понижения пускового тока используется схема пуска электродвигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник.
Рис. 3. Схема пуска электрического электродвигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник.
Имеет принципиальное значение то, что далеко не каждый двигатель возможно включать по этой схеме. Широко распространенные асинхронные двигатели с рабочим напряжением 220/380 В, в том числе и двигатель, показанный на рисунке 1 при включении по этой схеме выйдут из строя.
Для понижения пускового тока электродвигателей энергично употребляют специальные процессорные устройства плавного пуска (софт-стартеры).