Автор Тема: Расчет защиты трехфазных двигателей - личный опыт  (Прочитано 170423 раз)

Оффлайн ®-~=АН32=~-©

  • Счетчик
  • *****
  • Сообщений: 537
  • ®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер
  • веду диалог с фазами
    • E-mail
  • Skype: antno2
  • работа: отрываю руки джамшутам
  • тел: 985-2846735
О наболевшем - Или расчет силы тока трехфазных асинхронных двигателей на 380В
15 ноя, 2014 в 1:03

Идея этого поста родилась после многочисленных доставалок "сильно грамотных" инженеров на тему о том, что на двигатель мощностью, ну например 15 квт надо ставить автомат не ниже 50А, ибо номинал тока 40А + запас на пусковые токи, бла блаблаблабла...Это типичная ошибка тех, кто пытается считать мощность трехфазных асинхронников по стандартной формуле мощности I=P\U, при этом в расчет не берется ни то что двигатель трехфазный, ни то что у него еще есть непонятные почти никому Косинус Фи и КПД.

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 380\220 звезда\треугольник, 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=P\U 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:

30000вт\380в\1,73=45,63 А\0,85=53,6А

Уточняем расчет: 53,6А\0,9 = 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)

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 Легранд\АВВ, 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!
« Последнее редактирование: 15.11.2014, 04:19:42 от ®-~=АН25=~-© »
Самый лучший индикатор гвоздь шуруп и перфоратор

Оффлайн danilll

  • Агрегат
  • ***
  • Сообщений: 1820
  • danilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженер
  • East or West ? Floating dock is best!
    • E-mail
  • работа: electrical engineer
  • тел: был пропит
Ну , государственную тайну не раскрыли, это точно=)  а вот скажите, если б этот двигатель в 30 киловатт стоял на механической гильятине(присутствует огромный маховик) , то какой бы автоматический выключатель поставили?
Конец тока-не есть конец света

Оффлайн ®-~=АН32=~-©

  • Счетчик
  • *****
  • Сообщений: 537
  • ®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер
  • веду диалог с фазами
    • E-mail
  • Skype: antno2
  • работа: отрываю руки джамшутам
  • тел: 985-2846735
Дан, это частный случай...к счастью в общественных и общеобразовательных учреждениях практически не встречаются движки с большой нагрузкой на валу и значительными пусковыми токами...в любом случае упадет КПД, насколько - ХЗ, зависит от маховика, его размеров, веса..да и сказанное выше оно больше сказано для всевозможных энергетиков жилых и общественных зданий. к которым при реконструкции приходят разводить их разные топ-манагеры...
ну для гильотинки думаю все равно не больше 80-100А, выше если там токи - кабы двигатель не подох
« Последнее редактирование: 15.11.2014, 05:01:01 от ®-~=АН25=~-© »
Самый лучший индикатор гвоздь шуруп и перфоратор

Оффлайн aspid_das

  • Энергия
  • ****
  • Сообщений: 2304
  • aspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженер
  • Воронеж
На гильотинах (или тому подобных) практикуется комбинированный пуск - разгон треугольник, работа звезда.
®-~=АН25=~-© молодец, полезная статья.
« Последнее редактирование: 15.11.2014, 10:34:08 от aspid_das »
электрофорум, форум электриков

Оффлайн ®-~=АН32=~-©

  • Счетчик
  • *****
  • Сообщений: 537
  • ®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер
  • веду диалог с фазами
    • E-mail
  • Skype: antno2
  • работа: отрываю руки джамшутам
  • тел: 985-2846735
Для грубого расчета силы тока двигателя подключенного треугольником к сети 220 через конденсатор, можно взять мощность двигателя в Киловаттах, ну например теже 30 КВТ и умножить примерно на 3,9 (при косинус фи 0,85) и так: 30*3,9=117А
А для расчета конденсатора можно воспользоваться сайтом http://www.skrutka.ru/sk/tekst.php?id=13

и посмотреть что приведенный расчет тока не сильно грешит

Вообще в этом случае чем выше косинус фи  тем выше сила тока..и наоборот...прямопропорциональная зависимость наблюдается
Самый лучший индикатор гвоздь шуруп и перфоратор

Оффлайн danilll

  • Агрегат
  • ***
  • Сообщений: 1820
  • danilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженерdanilll - инженер
  • East or West ? Floating dock is best!
    • E-mail
  • работа: electrical engineer
  • тел: был пропит
Да, там именно комбинированный пуск ,при включении, падаётся 380 на обмотку, тость, треугольником,  а когда разгонится- то 220, тоесть, звездой , там хитрое электромагнитное реле-при пуске ток высокий,электромагнит отталкивает сердечник с контактами,когда разгонится,ток падает ,и сердечник возвращается в исходное положение-включает звездой, похожее реле в холодильниках, только там пусковая и рабочии обмотки.

 Так вот, гильятина с движком какраз 30 киловатт, и стоит в качестве защиты ящик ЯБПВУ со вставками на всего навсего 63 ампера, и ничего не сгорело, так как хоть пусковой ток и огромный, но длится 4-6 секунд, а дальше механизм разогнался, и нагрузки на движок почти нету.
Конец тока-не есть конец света

Оффлайн moshkarow

  • Светильник
  • **
  • Сообщений: 171
  • moshkarow - ученик
    • E-mail
На гильотинах (или тому подобных) практикуется комбинированный пуск - разгон треугольник, работа звезда.
®-~=АН25=~-© молодец, полезная статья.
наоборот
электрофорум, форум электриков

Оффлайн ®-~=АН32=~-©

  • Счетчик
  • *****
  • Сообщений: 537
  • ®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер®-~=АН32=~-© - стажер
  • веду диалог с фазами
    • E-mail
  • Skype: antno2
  • работа: отрываю руки джамшутам
  • тел: 985-2846735
я бы расстроился если бы на полоборота
Самый лучший индикатор гвоздь шуруп и перфоратор

Оффлайн aspid_das

  • Энергия
  • ****
  • Сообщений: 2304
  • aspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженерaspid_das - инженер
  • Воронеж
наоборот

Это к чему было сказано?
электрофорум, форум электриков

Оффлайн moshkarow

  • Светильник
  • **
  • Сообщений: 171
  • moshkarow - ученик
    • E-mail
скажу сразу :с гильотинами никогда дела не имел.
 Но двигатель разгоняют по схеме звезда- треугольник .
Если  двигатель двухскоростной .  1-я скорость -треугольник  , 2-я скорость -  двойная звезда
электрофорум, форум электриков