Jak vypočítat sílu proudu pomocí výkonu elektrických spotřebičů: zatížení v jednofázových a třífázových sítích • Svět elektřiny
Správný výpočet proudové síly je nezbytný pro mnoho prací souvisejících s elektrickým vedením a návrhem obvodů a domácích spotřebičů. Chyby nebo zanedbání takových výpočtů mohou mít vážné důsledky, protože typ pokládky kabelu závisí na síle a síle proudu, jehož správná volba určuje požární bezpečnost a ekonomickou proveditelnost.
Současné principy výpočtu
Znalost proudu tekoucího obvodem v ampérech je důležitá pro výpočet průřezu vodiče použitého k instalaci vedení a pro výběr jističe, který chrání síť před přetížením. Větší hodnota průřezu, než je nutná, způsobí dodatečné náklady, zatímco menší způsobí přehřátí elektrického vedení, což může vést k roztavení izolace kabelu a požáru.
Důležitá je také správná volba jističe, protože velká proudová rezerva bude zbytečná při pozdním sepnutí spínače a výpadku zařízení a příliš malá rezerva způsobí velmi časté vypínání nouzového vypnutí při zvýšení odebíraného výkonu v přípustných mezích.
Podle Ohmova zákona lze proud vypočítat jako poměr napětí mezi dvěma body k odporu té části obvodu (odpor samotného drátu). Tento parametr drátu závisí na jeho materiálu, délce a průřezu. Při použití standardních materiálů (hliník nebo měď) je jediným ovlivnitelným parametrem průřez vodiče. A záleží na očekávaném protékajícím proudu.
Proud v zásuvce 220 V obvykle nepřesahuje 6 ampér. To znamená, že celkový výkon elektrických spotřebičů připojených do zásuvky by neměl přesáhnout 1300 W. V opačném případě je nutné položit speciální dráty se zvýšeným průřezem.
Výpočet výkonu
Vzorec pro výkon elektrického proudu a princip výpočtu se budou lišit při uvažování obvodů stejnosměrného a střídavého proudu. Stejnosměrný proud se používá v palubní síti automobilů, přenosných zařízení a napájecího napětí trolejbusů. Střídavý proud – používá se v elektrických rozvodech budov, výkonných elektromotorech a generátorech.
Při konstantním napětí
Chcete-li odhadnout aktuální hodnotu, musíte znát výkon použitých elektrických spotřebičů. Z této hodnoty se pomocí vzorce provede výpočet proudu podle výkonu:
kde I je proud, U je napětí v síti, P je celkový výkon, které budou spotřebovávat připojená zařízení.
Jako příklad můžeme vypočítat napájecí proud elektromotoru trolejbusu o výkonu 150 kW. Trolejbusová síť používá konstantní napětí 600 V. Podle toho je při výpočtu proudu pomocí zadaného vzorce výsledná hodnota 250 ampér. Pro takto velké hodnoty se v trolejbusové síti používají speciální dráty.
Existují speciální tabulky, které umožňují okamžitě najít průřez měděného nebo hliníkového vodiče na základě známého proudu. Stejnou hodnotu lze vypočítat pomocí online kalkulačky. Musíte zadat použitý materiál, proud nebo výkon spotřebiče a služba vám vypočítá optimální průřez. Standardní stavební elektroinstalace používá průřezy 1,5 čtverečních milimetrů pro osvětlovací sítě a 2,5 čtverečních. mm. pro zásuvky.
Se střídavým napětím
Střídavé napětí se používá k napájení elektrických sítí v domácnostech a kancelářských budovách. Jeho použití je odůvodněno několika důvody.:
- Nižší náklady na přenos přes elektrické vedení;
- Snadná tvorba zařízení pro zvýšení a snížení napětí;
- Nedostatek polarity.
A k napájení stejnosměrných zařízení se používají různé typy usměrňovačů.
Střídavý výkon je velmi závislý na parametrech dodávané zátěže. Proto vzorec pro elektrický výkon ve střídavých sítích má podobu:
kde cosφ určuje povahu zatížení.
V takových obvodech se jedná o aktivní výkon, to znamená, že se během provozu přeměňuje na jiné typy energie: elektromagnetickou a tepelnou.
Pro aktivní odpor, tedy konvenční rezistory, je cosφ = 1. Čím větší je jalová složka v obvodu, to znamená, že čím více prvků má kapacitní nebo indukční odpor, tím menší bude cosφ. Koeficient cosφ má u většiny elektrospotřebičů hodnotu 0,95, výjimkou jsou svařovací stroje a elektromotory, které mají vysokou indukční zátěž.
Existuje také jalový výkon. Určuje energii dodávanou ze zdroje energie do reaktivních prvků a poté vrácenou těmito prvky zpět. Vzorec pro proudový výkon pro reaktivní obvody je:
Zde sinφ charakterizuje příspěvek k celkovému výkonu indukčních a kondenzátorových prvků. Jalový výkon se měří v jednotkách, jako je var (voltampérový reaktivní).
Třífázové systémy jsou běžné v průmyslových elektrických sítích. Jejich výhody jsou pro průmysl důležité:
- Ekonomičtější přenos elektřiny na dlouhé vzdálenosti;
- Snížení nákladů při vytváření elektromotorů pro 3-fázový systém;
- Rovnoměrnost mechanického zatížení elektrického generátoru.
Charakteristickým rysem třífázových elektrických proudových systémů je, že napětí používané v těchto systémech je zvýšeno na 380 V. Při zatížení rozděleném do tří větví to vede ke snížení provozního proudu ve vztahu k jednofázovému systému, ve kterém je provozní napětí 220 V. Vzorec pro výpočet výkonu v třífázovém obvodu bude následující:
P = 1,73 ⋅ I ⋅ U ⋅ cosφ.
Faktor zvýšení 1,73 je zde způsoben distribuovaným zatížením a nižším vlivem reaktivní složky v takových systémech.
Pomocí uvedených vzorců lze snadno vypočítat hodnotu střídavého proudu se znalostí spotřebovaného výkonu. Například pro jednofázovou síť:
Výběr elektrospotřebičů
Chcete-li zjistit, který domácí spotřebič je vhodný pro domácí elektroinstalaci a pro kterou je lepší použít průmyslovou elektroinstalaci, musíte věnovat pozornost jeho síle. Tento parametr je vždy zapsán v návodu k obsluze nebo technické specifikaci zařízení.
Měli byste být opatrní, pokud je indikovaný výkon vyšší než 1,5 kW, protože taková zařízení vyžadují použití většího průřezu napájecích vodičů. Domácí elektrické spotřebiče mají obvykle nižší výkon.
Výjimkou mohou být pračky, elektrické sporáky a některé typy vysavačů. Domy s elektrickými sporáky mají pro ně vždy samostatné rozvody a pro napájení pračky je lepší vést samostatný vodič se zvýšeným průřezem.
Dále se musíte rozhodnout o výběru jističe pro skupiny spotřebitelů elektrického proudu. Mělo by být vybráno speciálně pro skupinu, aby se ušetřilo místo v rozvodné desce a aby bylo volnější připojovat zařízení k různým zásuvkám. Které skupiny je lepší vybrat?:
- Elektrický sporák;
- Pračka a ohřívač vody;
- Další zásuvky a osvětlení.
V domácnostech s elektrickými sporáky bude mít sporák největší spotřebu. Jeho výkon se odhaduje na 10 kW, což při standardním napětí 220 V znamená odběr proudu 45 A, cosφ se zde rovná 1. Pro elektrický sporák je potřeba samostatný jistič, zde se tedy volí na 50 ampér.
Pračka má také velký odběr proudu. Běžná pračka má spotřebu 2,5 kW, což odpovídá 12,5 A. I přes cosφ = 0,8 elektromotoru pračky obsahuje velké množství elektroniky, takže pro výpočet bereme cosφ = 1. Ohřívač vody má ještě větší výkon – až 8 kW. Pokud je plánujete používat současně s pračkou, měli byste si vzít jistič se zvýšeným proudem, protože celkový výkon těchto dvou zařízení bude 10,5 kW, to znamená, že potřebujete další jistič na 50 A. Je však lepší vyrobit dva samostatné jističe: 40 A pro ohřívač vody a 15 A pro pračku.
Zbývající zásuvky a osvětlení lze definovat v samostatné skupině. Jejich celkový příkon je odhadován na 1,5 kW, třetí skupině tedy postačí jistič 10 A.
Přístroje pro měření veličin
Měření elektrických veličin se provádí pomocí speciálních přístrojů. Proud se měří ampérmetrem, napětí voltmetrem a výkon lze měřit wattmetrem nebo vypočítat pomocí vzorce z hodnot prvních dvou hodnot.
Pomocí online kalkulačky můžete vypočítat nejen proud se známým výkonem spotřebitelů, ale také průřez vodičů potřebných pro elektrické vedení.
Výpočet aktuální síly a parametrů elektroinstalace na základě výkonu spotřebitelů elektřiny je velmi důležitou součástí návrhu budovy nebo bytu, takže k tomu musíte přistupovat opatrně a zodpovědně.
Včera jsem zrovna dorazil do závodu, volal bratr, který opravoval motor, a já se běžel zeptat, jaký je normální rozsah volnoběžného proudu pro motor o výkonu 55 kW?
Ukázalo se, že můj bratr kontroloval v dílně vadný motor a po ruce měl jen ampérmetr.
Ukázalo se, že můj bratr kontroloval v dílně vadný motor a po ruce měl jen ampérmetr.
Obecně řečeno, proud motoru naprázdno může zhruba odrážet jeho výkon. Ve všech aspektech výroby, testování, prodeje a používání motoru lze proud motoru naprázdno použít jako kvalitativní kritérium pro určení stavu motoru.
Dnes s vámi rozeberu proud elektromotoru naprázdno.
Vztah mezi údaji o stavu naprázdno, proudem zátěže a výkonem
Údaje o jmenovitém napětí, jmenovitém proudu a proudu naprázdno mají nějaký nepochopitelný vnitřní vztah, pokud hodnota překročí obecně akceptovanou hodnotu.
Měli byste si dát pozor, zda nedošlo k selhání elektromotoru.
Co je proud naprázdno?
Výstupní hřídel třífázového asynchronního motoru při chodu naprázdno nebo s nulovým točivým momentem pro chod naprázdno, když je proud v třífázovém vinutí statoru převážně budicí proud, běžně nazývaný proud naprázdno.
Budící proud, který tvoří většinu proudu naprázdno, se používá k vytvoření rotujícího magnetického pole.
což je reaktivní složka proudu naprázdno a velmi malá část je aktivní složka odpovídající spotřebě železa bez zátěže, mechanické spotřebě bez zátěže, opotřebení větrem, parazitní spotřebě atd.
což lze v kvalitativní analýze zanedbat. Proto lze proud naprázdno považovat za jalový proud.
Hodnota proudu naprázdno a výkon elektromotoru
Na základě výše uvedeného konceptu platí, že čím menší je proud naprázdno, tím lépe, takže se zlepší účiník motoru, což je dobré pro napájení ze sítě.
Pokud je proud naprázdno velký, protože je určena plocha zatížení drátu vinutí statoru, určí se přípustný proud.
Pak lze pouze snížit aktivní proud protékající vodičem a sníží se i zátěž, kterou může elektromotor pohánět.
Výkon motoru se sníží a vinutí se snadno zahřeje, když je zatížení příliš velké.
Proud naprázdno by také neměl být příliš malý, konstrukce je příliš malá v případě možného rozběhového momentu, maximální moment selhal.
Vztah mezi proudem naprázdno a jmenovitým proudem
Obecně platí, že proud naprázdno u malých motorů je asi 30–70 % jmenovitého proudu a proud naprázdno u středních a velkých motorů je asi 20–40 % jmenovitého proudu.
Proud naprázdno konkrétního motoru obvykle není uveden na typovém štítku motoru ani v návodu k obsluze motoru.
Zatěžovací proud je skutečná hodnota statorového proudu určená, když motor táhne zátěž, a tato hodnota závisí na velikosti zátěže.
Odhadovaný proud motoru naprázdno: obvykle 1/3~1/2 jeho jmenovitého proudu.
Podle vzorce pro výkon P=√3IUηcosΦ*10(-3) η=0,8, cosΦ=0,8, U=380, I≈2,3P (jednotka výkonu P – kW), tj. v obecném případě je hodnota jmenovitého proudu přibližně 2krát vyšší než hodnota jmenovitého výkonu a proud naprázdno je přibližně roven nebo menší než hodnota jmenovitého výkonu.
Příklad výpočtu proudu
Proud naprázdno třífázového motoru o výkonu 55 kW musí být menší než 110 A.
Proud motoru naprázdno závisí na jeho kvalitě, obvykle je proud motoru o výkonu 55 kW 0,3 až 0,4násobek jmenovitého proudu, tj. 33 až 44 A.
Dongchun Motor je profesionální výrobce elektromotorů v Číně.
Zkontrolujte prosím svou hrdost následovně
jednofázový motor : YC, YCL s litinovým tělem a ML, MY motor s hliníkovým tělem
Třífázový motor: Motor IE1, IE2, IE3 pro litinové tělo i hliníkové tělo
Motorová brzda: DC brzdový motor a AC brzdový motor
motocykl VFDr: hnací motory s regulací frekvence.
Pokud chcete provést profesionální objednávku, zašlete nám prosím poptávku.
Dongchun Motor nabízí širokou škálu elektromotorů, které se používají v různých průmyslových odvětvích, jako je doprava, infrastruktura a stavebnictví.
Získejte rychlou odpověď.
