Пусковая мощность. Пусковые токи электродвигателей: расчет и влияние на выбор генератора

Как рассчитать пусковой ток электродвигателя. Почему важно учитывать пусковые токи при выборе генератора. Какие факторы влияют на величину пускового тока. Как правильно подобрать мощность генератора с учетом пусковых токов.

Содержание

Что такое пусковой ток электродвигателя и почему он важен

Пусковой ток электродвигателя — это кратковременный всплеск тока, возникающий в момент запуска двигателя. Его величина может в 5-7 раз превышать номинальный рабочий ток. Почему это происходит?

В момент пуска ротор двигателя неподвижен, и его сопротивление минимально. Это приводит к резкому росту потребляемого тока. По мере разгона ротора ток постепенно снижается до рабочих значений.

Учет пускового тока критически важен при выборе генератора или другого источника питания. Если не учесть пусковые токи, возможны следующие проблемы:

Срабатывание защиты генератора и его отключение
Сильная просадка напряжения, влияющая на работу других потребителей
Невозможность запуска двигателя из-за недостатка мощности

Перегрев обмоток генератора

Поэтому при расчете требуемой мощности генератора обязательно нужно учитывать пусковые токи всех подключаемых электродвигателей.

Как рассчитать пусковой ток двигателя

Для расчета пускового тока используется следующая формула:

I_пуск = k × I_ном

где:

I_пуск — пусковой ток
I_ном — номинальный рабочий ток двигателя
k — коэффициент кратности пускового тока

Коэффициент k зависит от типа и конструкции двигателя. Типичные значения:

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором: 5-7
Асинхронные двигатели с фазным ротором: 2-3
Синхронные двигатели: 1.5-2
Двигатели постоянного тока: 1.2-2

Например, для асинхронного двигателя мощностью 5.5 кВт с номинальным током 11 А пусковой ток составит:

I_пуск = 6 × 11 = 66 А

Это значение нужно учитывать при выборе генератора и защитной аппаратуры.

Факторы, влияющие на величину пускового тока

На величину пускового тока электродвигателя влияют следующие основные факторы:

Тип и конструкция двигателя
Мощность двигателя
Напряжение питания
Момент инерции нагрузки
Способ пуска (прямой, плавный, частотный)

Рассмотрим подробнее, как эти факторы сказываются на пусковом токе:

Тип двигателя

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором имеют самые высокие пусковые токи — до 7 I_ном. У двигателей с фазным ротором и синхронных они значительно ниже.

Мощность двигателя

Чем мощнее двигатель, тем выше абсолютное значение пускового тока. Однако кратность I_пуск/I_ном у мощных двигателей обычно ниже.

Напряжение питания

При пониженном напряжении пусковой ток снижается, но падает и пусковой момент. При повышенном напряжении ток возрастает.

Момент инерции нагрузки

Высокоинерционные нагрузки (вентиляторы, насосы) увеличивают время разгона и, соответственно, длительность протекания пускового тока.

Способ пуска

Прямой пуск дает максимальный пусковой ток. Плавный пуск и частотный пуск позволяют значительно его снизить.

Влияние пусковых токов на выбор генератора

При выборе генератора для питания электродвигателей необходимо учитывать следующие аспекты:

Суммарная номинальная мощность всех потребителей
Пусковая мощность самого мощного двигателя
Последовательность запуска двигателей
Допустимая просадка напряжения

Рассмотрим пример расчета мощности генератора для системы с несколькими двигателями:

Имеется 3 асинхронных двигателя:

5.5 кВт, I_ном = 11 А, k = 6
3 кВт, I_ном = 6.5 А, k = 6
1.5 кВт, I_ном = 3.4 А, k = 6

Суммарная номинальная мощность: 5.5 + 3 + 1.5 = 10 кВт

Пусковая мощность самого мощного двигателя: 5.5 × 6 = 33 кВА

Минимальная требуемая мощность генератора: 33 кВА

При этом нужно учесть, что генератор должен обеспечивать запуск самого мощного двигателя при уже работающих остальных. Поэтому реальная требуемая мощность будет еще выше.

Способы снижения пусковых токов

Существует несколько эффективных способов снижения пусковых токов электродвигателей:

Плавный пуск

Устройства плавного пуска позволяют снизить пусковой ток до 2-3 I_ном. Принцип работы основан на плавном повышении напряжения при пуске.

Частотный пуск

Преобразователи частоты обеспечивают пуск двигателя на пониженной частоте с последующим ее увеличением. Это позволяет снизить пусковой ток практически до номинального.

Переключение обмоток со звезды на треугольник

При пуске обмотки соединяются звездой, а затем переключаются на треугольник. Это снижает пусковой ток примерно в 3 раза.

Применение пусковых дросселей

Включение дросселей в цепь питания двигателя ограничивает пусковой ток, но снижает и пусковой момент.

Типичные ошибки при расчете генератора без учета пусковых токов

Игнорирование пусковых токов при выборе генератора — распространенная ошибка, которая может привести к серьезным проблемам. Рассмотрим наиболее типичные ошибки:

Выбор по суммарной номинальной мощности

Часто генератор подбирают, просто суммируя номинальные мощности всех потребителей. Это в корне неверно, так как не учитывает пусковые токи двигателей.

Игнорирование коэффициента мощности

Нужно учитывать, что генератор выдает полную мощность в кВА, а не активную в кВт. При cos φ = 0.8 требуемая полная мощность на 25% выше активной.

Неправильный учет одновременности работы

Важно понимать, какие потребители будут работать одновременно, особенно в момент пуска самого мощного двигателя.

Выбор без запаса мощности

Генератор должен иметь запас мощности минимум 20-30% для надежной работы и возможности подключения дополнительных потребителей.

Избежать этих ошибок поможет грамотный расчет с учетом всех факторов и консультация со специалистами.

Таблица коэффициентов пусковых токов

Главная » Таблица коэффициентов пусковых токов

Перед тем как покупать генератор, необходимо максимально правильно подобрать его мощность, что на практике не так просто как кажется… В первую очередь, для этого нужно правильно оценить мощность будущих потребителей (проще всего найти данную информацию в техническом паспорте), после чего нужно учитывать ещё массу факторов:

— тип и характер нагрузок;
— пусковые токи, которые при реактивной нагрузке превышают номинальные показатели в несколько раз (таблица пусковых токов предоставлена ниже;
— планируемый режим эксплуатации и т.д.

Для того чтобы не тратить много времени и получить квалифицированую помощь наших специалистов, перезвоните нам по телефону (044) 591-90-92 и получите совершенно бесплатную консультацию!

Таблица коэффициентов пусковых токов

Потребители	Мощность номинальная, Вт	Коэф. пускового тока	Мощность пусковая, Вт
Аудио-Видео
ЖК телевизор	200	1,0	200
Музыкальный центр	200	1,0	200

Бытовая техника
Электроплита	6000	1,0	6000
Электропечь	1500	1,0	1500
Микроволновая печь	800	2,0	1600
Холодильник	200	3,5	700
Пылесос	1400	1,2	1680
Стиральная машина	1000	3,5	3500
Кондиционер	1000	3,5	3500
Обогреватель радиаторный	1000	1,2	1200
Освещение
Лампа накаливания	80	1,0	80
Неоновая подсветка	500	2,0	1000
Электроинструмент
Дрель электрическая	800	1,2	960
Перфоратор	1300	1,2	1560
Циркулярная пила	1100	1,3	1430
Рубанок	800	1,3	1040
Шлифовальная машинка	2200	1,3	2860
Ленточно-шлифовальная машина	1000	1,2	1200
Другие потребители
Погружной водяной насос	1000	5,0	5000
Бетономешалка	1000	3,5	3500

Таблицы расчета энергопотребления электроприборами

Средние показатели потребляемой мощности электроприборов, не имеющих пусковых токов:

*Тип прибора*	*Мощность (Вт)*
Фен для волос	450-2000
Утюг	500-2000
Электроплита	1100-6000
Тостер	600-1500
Кофеварка	800-1500
Обогреватель	1000-2400
Гриль	1200-2000
Духовка	1000-2000
Телевизор	100-400
Сварочный агрегат	1500-3000
Бойлер	1200-1500
Компьютер	400-750
Электрочайник	1000-2000
Проточный водонагреватель	3000-6000
Насосная канализационная станция	1500-3000

Средние показатели потребляемой мощности электроприборов, имеющих небольшие пусковые токи:

*Тип прибора*	*Мощность (Вт)*
Пылесос	400-2000
Дрель	400-800
Перфоратор	600-1400
Электрорубанок	400-1000
Болгарка	600-3000
Цепная пила	1300-1700
Шлифовальная машина	600-2200
Электролобзик	250-700
Циркулярная пила	1800-2100
Электроточило	300-1100
Дисковая пила	750-1600
Сенокосилка	750-2500
Стиральная машина	2500-5000
Ворота с электромоторами	500-3000
Вентиляторы	750-1700

Средние показатели потребляемой мощности электроприборов, имеющих большие пусковые токи:

*Тип прибора*	*Мощность (Вт)*
Видеопроектор	250-500
Холодильник	150-600
СВЧ — печь	1500-2000
Компрессор	750-2500
Котел (горелки и автоматика)	150-250
Циркуляционный насос	90-900
Насос погружной (скважина)	500-1000
Насос погружной (артезианская скважина)	1000-2500
Насос септика (канализационный)	500-1500
Насосы-измельчители	400-800
Санитарные насосы	250-800
Насосы высокого давления	2000-2900
Кондиционер	1000-3000
Электролампы (имеют чрезвычайно кратковременные значительные пусковые токи)	20-200

Кратность пусковых токов:

*Наименование потребителя*	*Кратность пускового тока*	*Длительность импульса (сек)*
Электролампы (лампы накаливания)	5…13	0,05…0. 3
Электронагревательные приборы выполненные из сплавов: нихром, хромаль, фехраль	1,05…1.1	0,5…30
Люминесцентные лампы, имеющие пусковые устройства	1,05…1.1	0,1…0,5
Телевизоры, мониторы, компьютеры и прочие потребители, имеющие выпрямитель на входе блока питания (БП)	5…10	0,25…0,5
Офисная техника, бытовая электроника и прочие электроприборы с трансформатором на входе БП	До 3	0,25…0,5
Устройства оборудованные асинхронными электродвигателями (холодильники, кондиционеры, насосы и т.д.)	3…7	1…7

Не забывайте о пусковых ваттах

Поймите разницу между способностью генератора запустить двигатель и мощностью, которую он должен обеспечивать непрерывно.

Генераторы имеют два номинала: пусковая мощность и рабочая мощность

Все генераторы, от постоянно установленных домашних резервных генераторов для резервного питания до портативных генераторов на рабочих площадках, имеют две очень важные характеристики, которые должны знать все пользователи генераторов.

Рабочие ватты: Мощность, которую генератор может обеспечить постоянно. Также называется номинальной мощностью или непрерывной мощностью.
Starting Watts: мощность, которую генератор может обеспечить в течение нескольких секунд для запуска двигателя. Также называется Surge Watts.

Обе характеристики указаны в ваттах или киловаттах. Например, производитель может указать, что небольшой портативный генератор может обеспечить максимальную мощность 2000 Вт, но рассчитан на 1600 Вт непрерывной работы. Максимальные ватты в этом случае относятся к импульсным ваттам или пусковым ваттам. Непрерывные ватты относятся к рабочим ваттам.

Различие между пусковой и рабочей мощностью имеет значение при выборе генератора, особенно когда электродвигатели составляют часть общей электрической нагрузки, обеспечиваемой генератором.

Портативный и домашний резервный генератор — что вам нужно знать

Пусковая мощность и электродвигатели

Не забудьте включить пусковую мощность при расчете нового домашнего резервного генератора

Когда электрический двигатель включается, кратковременный бросок электрического тока запускает двигатель. В течение доли секунды двигатель имеет очень низкое сопротивление, что позволяет протекать очень высокому току. Когда начинает течь ток, формируются магнитные поля, которые толкают и притягивают друг друга и заставляют двигатель начать вращаться.

Электрическая мощность обычно выражается в ваттах и зависит от напряжения (вольт) и силы тока (амперы). Ватты = Вольты x Амперы = Ватты (P = V x I.) По мере увеличения скорости двигателя протекающий ток уменьшается до тех пор, пока двигатель не достигнет полной скорости, а ток останется постоянным.

Пусковой или импульсный ток начинается очень сильно и быстро снижается, когда двигатель достигает полной скорости. В течение этого короткого периода запуска средний ток в три-пять раз выше, чем при полной скорости под нагрузкой.

Для двигателя, которому требуется 5 ампер при полной нагрузке, для запуска может потребоваться 15 ампер. 5 А х 120 В = 600 Вт. 15 А х 120 В = 1800 Вт.

Лучшие генераторы для кемпинга

Пусковая мощность генератора (импульсная мощность)

Генератор IQ2000: рассчитан на 2000 пусковых ватт и 1600 рабочих ватт

По мере увеличения тока увеличивается и тепловыделение. Без устройства для предотвращения перегрузки генератор может сгореть или загореться. Автоматический выключатель, номинальная мощность которого близка к непрерывной мощности (рабочие ватты), предотвращает перегрузки, но при этом допускает более высокие уровни тока (импульсные ватты) в течение очень короткого периода времени. Это позволяет генератору запускать двигатели в пределах возможностей генератора.

Главный автоматический выключатель генератора управляет протеканием тока через все розетки генератора. Каждая розетка также может иметь автоматический выключатель. Если потребляемая мощность превысит номинал автоматического выключателя, но не превысит номинальные значения перенапряжения автоматического выключателя, ток будет продолжать течь. Однако, если ток остается высоким слишком долго, автоматический выключатель срабатывает.

Главный автоматический выключатель на генераторе является основной защитой от перегрузки генератора и предотвращения выхода из строя

Пример: Средний двигатель мощностью 1/3 лошадиной силы потребляет 830 рабочих ватт. Для запуска ему требуется примерно 2500 Вт, что примерно в три раза больше рабочей мощности.

Домашние резервные генераторы с воздушным охлаждением и системой управления питанием

Выбор генератора

Резервный генератор от Norwall PowerSystems обеспечит безопасность вашей семьи и дома во время отключения электроэнергии.

При выборе генератора для покупки или определении того, какие нагрузки он может питать, примите во внимание обе характеристики. Взгляните на наш калькулятор мощности и наши руководства по размерам. В руководствах по определению размеров описывается метод определения мощности генератора, необходимой для любых целей. Калькулятор мощности предоставляет таблицу рабочих ватт и начальных ватт обычных инструментов и приборов для справки. Помните, что приборы и инструменты могут различаться — проверьте каждое из них на фактическое потребление энергии.

Сначала складывается потребляемая мощность всех приборов или инструментов, которые будут работать на генераторе. Вам понадобится генератор, который может постоянно обеспечивать полную рабочую мощность — непрерывную номинальную мощность. Затем найдите прибор или инструмент с самой высокой начальной мощностью и прибавьте начальную мощность к рабочей мощности. Это максимальная импульсная или пусковая мощность, которую должен обеспечить генератор.

Купите генератор, который может обеспечить максимальную мощность, необходимую в течение нескольких секунд, и непрерывную мощность в остальное время.

Помните, что у небольших генераторов может быть мощность для запуска нагрузки, но недостаточно резерва для обеспечения необходимой пусковой мощности.

Например, оконный кондиционер во время работы потребляет 6 ампер при напряжении 120 вольт. 6 ампер x 120 вольт = 720 ватт, но для запуска нужно не менее 2160 ватт. Генератор, рассчитанный на 1600 рабочих ватт и 2000 начальных ватт, вероятно, не сможет запустить кондиционер. Он может работать в течение короткого времени, но использование этого генератора для работы кондиционера может значительно сократить срок службы генератора.

Выберите генератор с достаточной мощностью для запуска и обеспечения требуемой нагрузки. Хорошее эмпирическое правило устанавливает нагрузку на генератор примерно на уровне 90 процентов от номинальной продолжительной мощности генератора или рабочих ватт. Генератор будет работать холоднее и прослужит дольше.

Руководство покупателя по покупке домашнего резервного генератора

Расчет генераторных установок для запуска больших двигателей

1 февраля 2008 г., 12:00, Ларри А. Бей, Cummins Onan Corp.

Вы потеряли нормальную мощность. Ваш двигатель-генератор (генераторная установка) запускается и достигает скорости. Теперь вы хотите запустить несколько больших двигателей, необходимых для вашей работы. Внезапно выпадают удерживающие катушки стартера, дребезжат контакты стартера, а некоторые двигатели глохнут из-за недостаточного крутящего момента для разгона. Может ли это случиться с вами? Конечно, может, если вы не определили размер своей генераторной установки должным образом.

Все мы знаем, что двигатели потребляют высокий пусковой ток во время запуска: обычно в шесть раз больше тока полной нагрузки. Но пусковые токи для современных высокоэффективных двигателей почти вдвое выше. Двигатели с высокой инерционной нагрузкой также могут потреблять при пуске до трехкратной номинальной мощности.

Да, размер комплекта обычно определяется требованиями к пусковой мощности двигателя. Однако следующие факторы также играют ключевую роль при выборе генераторных установок:

Гармоники, вызванные частотно-регулируемыми приводами.
Использование высокоэффективных двигателей.
Последовательный пуск двигателей.

В чем дело. При запуске двигателей могут возникать большие провалы напряжения и частоты, если генераторная установка не рассчитана должным образом. Другие нагрузки, подключенные к выходу генератора, могут быть более чувствительны к скачкам напряжения и частоты, чем двигатель или пускатель двигателя, и это может вызвать проблемы. Например, скорость изменения частоты генератора более 1 Гц/с может привести к неисправности некоторых статических ИБП.

Если нагрузкой на генераторную установку является один большой двигатель, особенно требующий высокого пускового момента, может возникнуть ряд проблем. К ним относятся: продолжительная работа при низком напряжении, которая может вызвать перегрев; увеличенное время разгона нагрузки; размыкание автоматических выключателей или устройств защиты двигателя; отключения защиты двигателя-генератора; и более.

Способность вашей генераторной установки запускать большие двигатели без чрезмерного напряжения и падения частоты является функцией всей системы. В том числе:

Доступная мощность двигателя;
Мощность генератора;
Реакция системы возбуждения генератора;
Энергия, запасенная во вращающейся инерции генераторной установки; и
Разгон двигателя и его нагрузка.

Вы должны учитывать все эти факторы для правильного выбора размера генераторной установки. Вот простое правило для оценки мощности двигатель-генераторной установки для запуска двигателя: 1 кВт мощности генераторной установки на каждые 3/4 до 1 л.с. паспортной таблички двигателя.

Рассмотрим более подробно запуск двигателя. Асинхронные двигатели имеют типичные пусковые характеристики. Кривая зависимости тока двигателя от скорости показывает, что во время пуска двигатель потребляет приблизительно в шесть раз больше тока полной нагрузки; этот ток остается высоким до тех пор, пока двигатель не достигнет примерно 80% скорости. Этот высокий пусковой ток вызывает падение напряжения генератора. Первоначально потребляемая двигателем электрическая мощность (при остановленном двигателе) составляет около 150 % от номинальной мощности. Пиковая мощность, необходимая двигателю, составляет около 300 % номинальной мощности и 80 % скорости при подаче полного напряжения. Но генераторная установка выдает менее 300% мощности, потому что пусковое напряжение ниже полного напряжения во время разгона, а также потому, что инерция вращения генераторной установки передает энергию двигателю.

Двигатель должен развивать больший крутящий момент, чем требуется для нагрузки. Кривая крутящего момента двигателя при полном напряжении выше кривой крутящего момента нагрузки. Разница между крутящим моментом, развиваемым двигателем, и крутящим моментом, требуемым нагрузкой, определяет скорость ускорения. Поскольку крутящий момент пропорционален напряжению, любое снижение напряжения означает пропорциональное уменьшение крутящего момента.

Генераторная установка надлежащего размера будет поддерживать высокие пусковые требования к ВА двигателя и поддерживать достаточное выходное напряжение для двигателя, чтобы он мог развивать достаточный крутящий момент для разгона нагрузки до номинальной скорости.

Все резервные генераторные установки используют синхронные генераторы с возбудителями. Многие из них доступны с системами возбуждения генераторов с постоянными магнитами (PMG). PMG обеспечивает мощность возбуждения независимо от напряжения на клеммах генератора. Таким образом, он может поддерживать полное возбуждение: даже во время переходной нагрузки, такой как запуск двигателя. Полная мощность возбуждения приводит к меньшему падению напряжения и сокращению времени восстановления.

Использование пуска при пониженном напряжении. Хотя падение напряжения часто вызывает различные проблемы, контролируемое снижение напряжения на клеммах двигателя может быть полезным, но только в том случае, если допустимо снижение крутящего момента двигателя. Уменьшение пусковой кВА двигателя может уменьшить требуемый размер генераторной установки, уменьшить падение напряжения и обеспечить более плавный пуск двигателя. При выборе генераторных установок вы должны сначала определить приемлемый уровень крутящего момента двигателя, требуемый во время запуска, иначе нагрузка будет медленно ускоряться или даже не достигнет полной скорости, что в конечном итоге приведет к повреждению двигателя.

Использование полупроводниковых стартеров. Полупроводниковые пускатели могут регулировать пусковой момент, время разгона и ограничение тока для контролируемого ускорения двигателя при его запуске. Для определения размера генераторной установки регулировка предела тока снижает пусковой ток и может использоваться для уменьшения пусковых требований к кВт и кВА генератора. Диапазон доступных настроек ограничения тока обычно составляет от 150 % до 600 % от тока полной нагрузки. Установка ограничения тока на 600 % на полупроводниковом пускателе приводит к тому, что размер генераторной установки такой же, как и при пуске от сети. Настройка ограничения тока на 300 % снижает пусковую кВА на 50 %.

Использование настройки ограничения тока также снижает крутящий момент двигателя, доступный для нагрузки. С точки зрения размеров генераторной установки, увеличенное время разгона и настройка ограничения низкого тока (если это подходит для двигателя и механической нагрузки) приведут к наименьшим колебаниям напряжения и частоты.

Недостатком использования полупроводниковых пускателей двигателей является то, что встроенные в них тиристоры (выпрямители с кремниевым управлением) вызывают искажение напряжения. Чтобы компенсировать это, вам придется увеличить мощность генератора. Рекомендация: в два раза больше текущей нагрузки в кВт, за исключением случаев, когда вы используете автоматический байпас. Если полупроводниковый пускатель имеет автоматический байпас, тиристоры находятся в цепи только во время пуска. Как только двигатель заработает, байпасный контактор замыкается и шунтирует тиристоры. В этом случае можно не обращать внимания на искажения напряжения при пуске и не нужно добавлять мощность генератора.

Для ЧРП требуются генераторы большего размера. Все версии частотно-регулируемых приводов (ЧРП) ограничивают ток и уменьшают пусковые кВт и кВА. Ток, потребляемый этими приводами, является нелинейным (с гармониками), что вызывает искаженное падение напряжения на реактивном сопротивлении генератора. Поскольку частотно-регулируемые приводы являются нелинейными, вы должны включить дополнительный коэффициент мощности генератора, чтобы поддерживать искажение напряжения на разумном уровне, составляющем примерно 15 % от общего гармонического искажения (THD) или меньше. Чем больше генератор, тем больше снижается импеданс источника питания (генератора), что, в свою очередь, уменьшает эффекты, вызванные гармоническими искажениями тока.

Для шестиимпульсных частотно-регулируемых приводов типичный коэффициент мощности генератора будет в два раза превышать мощность привода в кВт. Это компенсирует любое снижение пусковой мощности в кВт и кВА. Если это тип с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) (или он включает входной фильтр для ограничения искажения тока до уровня менее 10%), то можно уменьшить размерный коэффициент до 1,4-кратной рабочей мощности привода.

Использование пошагового пуска. Пусковая последовательность нагрузок может существенно повлиять на размер генераторной установки. Один из широко используемых подходов состоит в том, чтобы предположить, что все подключенные нагрузки будут запускаться за один шаг. Это приводит к наибольшему выбору генераторной установки. Если вы не делаете что-то для постепенного добавления нагрузки (например, несколько переключателей ввода/вывода со смещенными временными задержками или контроллер ступенчатой нагрузки), вам следует использовать одноступенчатую нагрузку для определения размеров.

В многоступенчатых приложениях сначала запускается самый большой двигатель, чтобы минимизировать размер генераторной установки. После подключения всех нагрузок к генераторной установке вы можете останавливать и запускать нагрузочное оборудование с помощью автоматического управления. Здесь вам нужно будет определить размер генераторной установки, предполагая, что самый большой двигатель запускается последним, а все остальные подключенные нагрузки уже подключены к сети.

Примеры размеров генераторных установок. Вы можете определить размер генераторной установки с помощью расчетов вручную (используя рабочий лист) или с помощью программного обеспечения для ПК, доступного у большинства основных производителей генераторных установок. Основной процесс тот же. Всегда лучше использовать фактические данные (если они известны).

Если эта информация недоступна, лучше всего использовать программное обеспечение для ПК, поскольку большая часть требуемой информации о типичных характеристиках нагрузки доступна как информация по умолчанию. Если вы используете процедуру выбора размера вручную, это должно привести к восстанавливающемуся напряжению не менее 90 % от номинального напряжения и начальному мгновенному падению напряжения примерно на 20–40 %.

Мгновенное падение напряжения и падение частоты, вероятно, будут варьироваться от производителя к производителю, исходя из одинаковых номиналов генераторных установок. Для более точной оценки характеристик переходного процесса (начального мгновенного напряжения) используйте программное обеспечение для определения размеров, предоставленное производителем.

Использование процедуры ручного определения размера.

Шаг 1: Соберите информацию. Для каждой нагрузки двигателя вам необходимо знать следующее:

Паспортная табличка л.с.,
Погонные киловатты (RkW),
Киловольт-ампер погонный (РкВА),
Коэффициент мощности работающего двигателя (PF),
Пусковой электродвигатель ПФ и
Заблокированный ротор кВА/л. с.

Вы можете использовать следующее уравнение для расчета RkW и RkVA для двигателей: RkW = [(Заводская л.с.) x (0,746 кВт/л.с.)] / КПД (уравнение 1)

RkVA = RkW / PF двигателя (уравнение 2)

Для расчета пусковых киловольт-ампер (SkVA) и пусковых киловатт (SkW) для двигателей используйте следующие уравнения: кВА/л.с.) (уравнение 3)

SkW = (SkVA) x (мощность пускового двигателя) (уравнение 4)

Шаг 2: Суммируйте числа RkW, RkVA, SkW и SkVA для всех нагрузок.

Шаг 3: Выберите генераторную установку, сравнив значения RkW, RkVA, SkW и SkVA с номиналами, указанными в спецификациях производителя (после соответствующего снижения номинальных значений в зависимости от температуры окружающей среды и высоты над уровнем моря).

Пример Один расчет. Определите мощность генераторной установки для трех нагрузок, запускаемых параллельно линии, за один шаг. Вот актуальная информация:

Два двигателя мощностью 200 л. с., код G, рабочий КПД 92%, коэффициент мощности при пуске 0,25, коэффициент мощности при работе 0,91.
Всего 100 кВА люминесцентного освещения, пусковой коэффициент мощности 0,95 и рабочий коэффициент мощности 0,95 (Примечание. Мы используем здесь термины пусковой и рабочий коэффициент мощности для нагрузки освещения для пояснения при добавлении нагрузки двигателя. Фактически, балласт для освещения нагрузка имеет постоянный коэффициент мощности 0,95.)

Этап 1: Сбор информации и расчеты. 200 HP motor:

RkW = (200 hp x 0.746 kW/hp) / 0.92 = 162.2kW

RkVA = 162.2kW / 0.91 PF = 178.2kVA

SkVA = 200 hp x 5.9 kVA/hp41180kVA

SkW = 1180kVA x 0,25 PF = 295 кВт

Флоресцентное освещение:

RKW = 100KVA x 0,95 PF = 95KW

RKVA = 100KVA

SKVA = 100KVA

SKW = 100KVA X 0,95 PF = 95KW

SKW = 100KVA X 0,95 PF = 95KW

SKW = 100KVA x 0,95 PF = 95KW
SKW = 100KVA x 0,95 PF = 95KWA
. 0004 Всего.
Нагрузка……… | кВт | РкВА | СкВ | SkVA
Мотор 200л.с. | 162,2 | 178,2 | 295 | 1180
Двигатель 200 л.с. | 162,2 | 178,2 | 295 | 1180
Освещение……. | 95…. | 100… | 95. | 100
Итого (кВА). | 420… | 457.. | 685 | 2460
Шаг 3: Выбор. Как минимум, вам нужно будет подобрать генераторную установку для обеспечения максимальных пусковых (бросковых) требований и установившихся рабочих нагрузок подключенного нагрузочного оборудования. В этом примере (используя опубликованные данные одного производителя) вы бы выбрали генераторную установку мощностью 750 кВт с 2944 кВА доступны при 90% восстанавливающемся напряжении для питания общей нагрузки 2460 кВА. Суммарные нагрузки для RкВт, RкВА и SkW находятся в пределах номинальной мощности выбранной вами генераторной установки мощностью 750 кВт (938 кВА). Текущая киловаттная нагрузка в 420 кВт составляет 56% от резервной мощности генераторной установки мощностью 750 кВт.
Пример Второй расчет. Предположим, у вас есть те же три нагрузки, что и в примере 1, но теперь вы используете пускатель пониженного напряжения автотрансформаторного типа, настроенный на пусковое напряжение 65% для запуска двух двигателей. Эта настройка отвода уменьшит начальное значение кВА на квадрат напряжения (0,65) в квадрате, или в 0,42 раза больше начального значения кВА.
Шаг 1: Расчеты
200 л.с. Двигатель:
RKW = (200 л.с. x 0,746 кВт / HP) / 0,92 = 162,2KW
RKVA = 162,2KW / 0,91 PF = 178,2KVA
SKVA = 200 HP = 178,2KVA
. x 5,9 кВА/HP = 1180 x (0,65) квадрат = 495KVA
SKW = 495KVA x 0,25 PF = 124KW
Florescent Lighting:
RKW = 100KVA x 0,95 PF = 95KW
RKVA = 100KVA 9 0005
KVA = 100KVA = 100KVA = 100KVA = 100KVA = 100KVA = 100KVA = 100KVA = 100KVA = 100KVA =
9000.
SkW = 100 кВА x 0,95 PF = 95 кВт
Шаг 2: Итого
Загрузка……… | РкВт. . | РкВА | СкВ | SkVA
Мотор 200л.с. | 162,2 | 178.2. | 124. | 495
Двигатель 200 л.с. | 162,2 | 178.2. | 124. | 495
Освещение…… | 95….. | 100… | 95… | 100
Итого (кВА) | 420… | 457… | 343. | 1090
Шаг 3: Выбор. Используя опубликованные данные одного производителя, вы должны выбрать генераторную установку мощностью 450 кВт для обеспечения необходимой пусковой кВА. Текущая киловаттная нагрузка в 420 кВт составляет 93% от резервной мощности генераторной установки. Таким образом, если вам нужен запас для будущих добавлений нагрузки, вы должны выбрать генераторную установку мощностью 500 кВт, работающую на 84% номинальной мощности в режиме ожидания.
Боковая панель: вот что вызывает падение пускового напряжения
Когда вы запускаете двигатель от сети с генераторной установкой, двигатель представляет собой нагрузку с низким импедансом при заблокированном роторе или в остановленном состоянии. Это вызывает высокий пусковой ток. Высокий пусковой ток двигателя (I мс) протекает через обмотки якоря генератора и зависит от реактивного сопротивления. Это приводит к падению напряжения генератора. Импеданс управляет потоком тока в цепях переменного тока. Но реактивное сопротивление якоря генератора составляет такую большую часть его полного импеданса, что сопротивлением можно пренебречь.
Напряжение на клеммах генератора мгновенно падает при замыкании контактов пускателя двигателя в момент времени t40 в зависимости от сверхпереходного реактивного сопротивления (X»d). Как правило, чем больше генератор, тем ниже его реактивное сопротивление. Таким образом, один из способов минимизировать мгновенное падение напряжения должно увеличить размер генератора
Напряжение на клеммах генератора может упасть еще больше, в зависимости от срабатывания автоматического регулятора напряжения генератора и мощности системы возбуждения (большинство автоматических регуляторов напряжения генераторных установок имеют защиту от понижения частоты). )
При кратковременных перегрузках обороты двигателя также могут падать. Если да, то автоматический регулятор напряжения снижает мощность возбуждения до основного поля, что снижает напряжение на клеммах генератора. Это, в свою очередь, снижает нагрузку на двигатель, позволяя ему восстановить номинальные обороты. Как правило, максимальное падение напряжения на клеммах генератора на 30 % не приводит к отключению катушек. (Это позволяет приблизительно на 5 % увеличить падение напряжения в проводниках между генератором и двигателем).
Хотя падение напряжения из-за защиты от пониженной частоты может увеличить время восстановления напряжения, оно также позволяет подобрать двигатель ближе к установившейся рабочей нагрузке, а не к пусковой нагрузке. Это особенно важно для дизельных двигателей, которые не должны работать в течение длительного времени при нагрузке менее 30 % от номинальной. (Продолжительная работа дизельного двигателя с малой нагрузкой может привести к накоплению несгоревшего топлива в выхлопной системе из-за неполного сгорания из-за низких температур сгорания, что называется мокрым скоплением. Работа с малой нагрузкой также может привести к повреждению двигателя из-за загрязнения топливом и водой. смазочное масло.)
После начального провала напряжения важно, чтобы генератор восстановил напряжение до минимума 90% от номинального значения при подаче на двигатель пусковых кВА. По крайней мере, 90% восстанавливающееся напряжение необходимо для того, чтобы двигатель развивал достаточный крутящий момент для разгона нагрузки до номинальной скорости.
Двигатель, запускающий нагрузку с высоким пусковым моментом, например, нагруженный компрессор, требует более высокого напряжения восстановления, чем запуск ненагруженного компрессора. По мере того, как двигатель набирает скорость, напряжение будет расти, а пусковая потребляемая мощность кВА уменьшается. Как только двигатель наберет скорость, напряжение должно вернуться к номинальному значению, если размер генераторной установки выбран правильно.
Врезка: Как инерция влияет на размер генераторной установки
Момент инерции вращающейся массы оказывает сопротивление ускорению.

Что такое пусковой ток электродвигателя и почему он важен

Как рассчитать пусковой ток двигателя