Характеристики асинхронных двигателей

Материал из Руководство по устройству электроустановок

Перейти к: навигация , поиск
Общие правила проектирования электроустановок
Подключение к распределительной сети высокого напряжения
Подключение к низковольтной распределительной сети
Руководство по выбору архитектуры сети высокого и низкого напряжения
Распределение в системах низкого напряжения
Защита от поражения электрическим током
Выбор сечения и защита проводников
Низковольтная распределительная аппаратура
Защита от перенапряжений в низковольтных сетях
Энергоэффективность в электрических сетях
Компенсация реактивной мощности и фильтрация гармоник
Управление гармониками
Особые источники питания и нагрузки
Электроустановки жилых помещений и коттеджей
Электромагнитная совместимость (ЭМС)

Содержание

Потребление тока

Номинальная мощность (кВт, Pn) двигателя указывает его номинальную эквивалентную механическую выходную мощность. Полная мощность (кВА, Ра), подаваемая на двигатель, зависит от полной мощности, КПД двигателя и коэффициента мощности:

\definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}Pa=\frac{Pn}{\eta\cos\phi}


Полный ток нагрузки Ia, подаваемый на двигатель, рассчитывается по следующим формулам:

  • 3-фазный двигатель: Ia = Pn x 1,000 / (\sqrt{3} x U x η x cosφ)
  • 1-фазный двигатель: Ia = Pn x 1,000 / (U x η x cosφ),

где
Ia : полный ток (А)
Pn : номинальная мощность (кВт)
U : междуфазное напряжение для 3-фазного двигателя и напряжение между зажимами для 1-фазного двигателя (В). 1-фазные двигатели могут подсоединяться на фазное или линейное напряжение
η : КПД, т.е. выходная мощность (кВт)/ входная мощность (кВт)
cos φ : коэффициент мощности, т.е. входная мощность (кВт)/входная мощность(кВА)


Сверхпереходный ток и уставка защиты

  • Пиковое значение сверхпереходного тока может быть крайне высоким. Обычно это значение в 12-15 раз превышает среднеквадратическое номинальное значение Inm. Иногда это значение может в 25 раз превышать значение Inm.
  • Выключатели, контакторы и термореле рассчитываются на пуски двигателей при крайне высоких сверхпереходных токах (сверхпереходное пиковое значение может в 19 раз превышать среднеквадратическое номинальное значение Inm).
  • При внезапных срабатываниях защиты от сверхтоков при пуске это означает выход пускового тока за нормальные пределы. В результате могут достигаться предельные значения параметров распределительных устройств, срок службы может укорачиваться и даже некоторые устройства могут выходить из строя. Во избежание такой ситуации необходимо рассмотреть вопрос о повышении номинальных параметров распределительных устройств.
  • Распределительные устройства рассчитываются на обеспечение защиты пускателей двигателей от КЗ. В зависимости от риска, таблицы показывают комбинации выключателя, контактора и термореле для обеспечения координации типа 1 или 2.


Пусковой ток двигателя

Хотя рынок предлагает двигатели с высоким КПД, на практике их пусковые токи приблизительно такие же, как у стандартных двигателей.

Применение пускателей с соединением треугольником, статических устройств для плавного пуска или регулируемых приводов позволяет снизить значение пускового тока (например, 4 Ia вместо 7,5 Ia).


Компенсация реактивной мощности (квар), подаваемой на асинхронные двигатели

Как правило, по техническим и финансовым соображениям выгоднее снижать ток, подаваемый на асинхронные двигатели. Это может обеспечиваться за счет применения конденсаторов, без влияния на выходную мощность двигателей.

Применение этого принципа для оптимизации работы асинхронных двигателей называется «повышением коэффициента мощности» или «компенсацией реактивной мощности».

Как обсуждается в Главе Компенсация реактивной мощности и фильтрация гармоник, полная мощность (кВА), подаваемая на двигатель, может значительно снижаться путем использования параллельно подключенных конденсаторов. Снижение входной полной мощности означает соответствующее снижение входного тока (так как напряжение остается постоянным).

Компенсация реактивной мощности особенно рекомендуется для двигателей с длительными периодами работы при пониженной мощности.

Как указывается выше,

\mbox{cos}\ \phi= \frac{\mbox{kW input} }{\mbox{kVA input} }

Поэтому, снижение входной полной мощности (кВА) приводит к увеличению (т.е. улучшению) значения cos φ.

Ток, подаваемый на двигатель, после компенсации реактивной мощности рассчитывается по формуле:

\mbox{I} = \mbox{Ia}\ \frac{\mbox{cos}\ \phi}{\mbox{cos}\ \phi^'} \ ,

где: cos φ – коэффициент мощности до компенсации, cos φ’ – коэффициент мощности после компенсации, Ia – исходный ток.

Рис. A4 ниже показывает (в зависимости от номинальной мощности двигателя) стандартные значения тока для нескольких значений напряжения питания.


кВт л.с. 230 B 380 - 415 B 400 B 440 - 480 B 500 B 690 B
A A A A A A
0,18
0,25
0,37
-
-
-
1,0
1,5
1,9
-
-
-
0,6
0,85
1,1
-
-
-
0,48
0,68
0,88
0,35
0,49
0,64
-
0,55
-
1/2
-
3/4
-
2,6
-
1,3
-
1,8
-
1,5
-
1,1
-
1,6

1,2
-
-
0,87
-
-
0,75
1,1
1
-
-
-
3,3
4,7
2,3
-
-
-
1,9
2,7
2,1
-
-
-
1,5
2,2
-
1,1
1,6
-
-
1,5
1-1/2
2
-
-
-
6,3
3,3
4,3
-
-
-
3,6
3,0
3,4
-
-
-
2,9
-
-
2,1
2,2
-
3,0
-
3
-
8,5
-
11,3
-
6,1
-
4,9
-
6,5
-
4,8
-
3,9

5,2
2,8
-
3,8
3,7
4
5,5
-
-
-
-
15
20
-
9,7
-
-
8,5
11,5
-
7,6
-
-
6,8
9,2
-
4,9
6,7
-
-
7,5
7-1/2
10
-
-
-
27
14,0
18,0
-
-
-
15,5
11,0
14,0
-
-
-
12,4
-
-
8,9
11
-
-
-
15
20
38,0
-
-
-
27,0
34,0
22,0
-
-
-
21,0
27,0
17,6
-
-
12,8
-
-
15
18,5
-
-
-
25
51
61
-
-
-
44
39
35
-
-
-
34
23
28
-
17
21
-
22
-
-
-
30
40
72
-
-
-
51
66
41
-
-
-
40
52
33
-
-
24
-
-
30
37
-
-
-
50
96
115
-
-
-
83
55
66
-
-
-
65
44
53
-
32
39
-
-
45
55
60
-
-
-
140
169
103
-
-
-
80
97
77
-
-
-
64
78
-
47
57
-
-
75
75
100
-
-
-
230
128
165
-
-
-
132
96
124
-
-
-
106
-
-
77
90
-
110
-
125
-
278
-
340
-
208
-
160
-
195
-
156
-
128
-
156
93
-
113
-
132
-
150
-
200
-
400
-
240
-
320
-
230
-
180
-
240
-
184
-
-
134
-
150
160
185
-
-
-
-
487
-
-
-
-
-
280
-
-
-
-
-
224
-
-
162
-
-
200
220
250
-
-
-
609
-
403
-
-
-
350
-
302
-
-
-
280
-
-
203
-
-
250
280
300
-
-
-
748
-
482
-
-
 -
430
-
361
-
-
-
344
-
-
250
-
-
-
300
350
400
-
-
-
-
560
636
-
-
-
-
414
474
-
-
-
-
-
-
-
315
-
335
-
540
-
940
-
-

-
-
540
-
-

515
432
-
-
313
-
-
355
-
375
-
500
-
1061
-
-
-
786
-
610
-
-
-
590
-
488
-
-
354
-
-
400
425
450
-
-
-
1200

-
-
-
-
690
-
-
-
-
-
552
-
-
400
-
-
475
500
530
-

-
 -
1478
-
-
-
-
 -
850
-
-
-
-
-
680
-
-
493
-
560
600
630
-

-
1652
-
1844
-

-
950
-
1060
-

-
760
-
848
551
-
615
670
710 
750
-
-
-
-
2070
-

-
-
-
1190
-
-

-
-
952
-
-
690
-
800
850
900
-
-
-
2340
-
2640
-
-
-
1346

1518
-

-
1076
-
1214
780
-
880
950
1000
-
-
2910
-
-
-
1673
-
-
-
1339
-
970


Рис. A4 : Номинальная мощность и токи