Пусковой ток электродвигателя: Пусковые токи электродвигателя – ООО «СЗЭМО Электродвигатель»

Как определить ток электродвигателя – таблица токов

Определение:

Номинальный ток – это допустимые производителем рабочий ток трехфазного электродвигателя для токопроводящих деталей и нагрева изоляции, при котором электромеханическое устройство работает продолжительное время без перегрева обмотки.

Пусковой ток – это потребляемый электрическим устройством максимальный входной импульсный ток при запуске асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Вот почему, пусковые токи электродвигателей больше номинальных и могут превышать их в несколько и более раз.

Ток холостого хода электродвигателя – это режим работы без нагрузки на валу от присоединяемого привода. В данном режиме потребляется меньше электрической энергии и поэтому исключено повышение температур выше заявленных изготовителем, что позволит провести диагностику и определить исправность устройства. Ток асинхронного двигателя на холостом ходу в зависимости от мощности и оборотов электромотора составляет 20 – 95% от номинального.

Для того чтобы самостоятельно определить ток электродвигателя без измерений нужно на корпусе устройства найти информационную табличку о токах, мощности, оборотах и напряжению. Если шильдик поврежден – найдите паспорт электромотора. В нем производитель указывает основные параметры: номинальные и пусковые токи асинхронного двигателя.

Если информация по характеристикам отсутствует и найти ток нагрузки электродвигателя не получилось, воспользуйтесь статьей – как определить мощность и обороты электродвигателя без бирки.

Как определить ток электродвигателя если известна мощность?

Как найти номинальный ток двигателя

Зная паспортную мощность, не составит труда рассчитать значения токов электродвигателя. Допустим, нам не известен номинальный ток двигателя 45 кВт – как в таком случае определить ток двигателя по мощности? При подключении к трехфазной сети 380 Вольт определение тока производится по формуле точного расчета:

Iн = 45000/√3(380*0,92*0,85) = 45000/514,696 = 87,43А

• Iн – сила тока асинхронного двигателя
• Pн – номинальная мощность двигателя 45 киловатт
• √3 – квадратный корень из трех = 1,73205080757
• Uн – напряжение сети 380В
• η – коэффициент полезного действия 92% (в расчетах 0,92)
• сosφ – коэффициент мощности 0,85

Как определить номинальный ток электродвигателя, если коэффициент мощности и КПД неизвестны? В этой ситуации, найти номинальный ток двигателя с небольшой погрешностью мы сможем по соотношению – два ампера на одни киловатт.

Как определить пусковой ток двигателя

Пусковые токи электродвигателей, можно найти и рассчитать по формуле:

Iп – значение тока при запуске асинхронного двигателя, которое необходимо узнать

Iн – уже рассчитанный номинальный ток

К – кратность пускового тока двигателя (найти в паспорте)

Как определить ток электродвигателей АИР?

Если известна маркировка, например у электромотора АИР200L4 Iн = 84,9 Ампер, а соотношение тока Iп/Iн = 7,2. Найдите значение токов в таблицах:

 * Для перехода ко всем характеристикам товара – нажмите на маркировку.

Таблица токов холостого хода асинхронного электродвигателя

Чтобы рассчитать ток при холостом ходе двигателя 55 кВт – в правой колонке таблице найдите нужную мощность, а в левом номинальную скорость вращения, например 750 оборотов. Руководствуясь данными из таблицы токов холостого хода мы получаем значение в 60 процентов от номинального. Итого: ток холостого хода будет равен 4,26 Ампер.

Не получилось определить силу тока двигателя?

Если у Вас не получилось самостоятельно рассчитать ток трехфазного электродвигателя или Вы не смогли найти мотор из каталога с нужными параметрами – обратитесь к нам для получения бесплатной консультации. Мы всегда готовы помочь правильно подобрать и купить электродвигатель АИР под технический процесс Вашего производства.

определение понятия, особенности расчета показателя

На электродвигателях есть табличка, в которой указаны основные технические характеристики агрегата: мощность, частота вращения и т. д. Однако производители не говорят о таком параметре, как пусковой ток. Это важная характеристика, которая оказывает существенное влияние на работу силового агрегата. Хороший электрик должен уметь определять этот показатель, и знать, что делать с полученными значениями.

• Определение понятия
• Особенности расчета
• Практическое применение

Определение понятия

Пусковой ток двигателя – электроток, потребляемый силовым агрегатом в момент старта. Его показатель в несколько раз превышает значение номинального тока и при выборе оборудования крайне важно учитывать этот параметр. Здесь уместно сравнение с автомобилем, при разгоне которого тратится значительно больше топлива в сравнении с движением при постоянной скорости. Это явление характерно для различного электрооборудования:

• Погружные насосы – отличаются самым тяжелым стартом, и их пусковой электроток может превышать номинальный в 9 раз.
• Холодильники – при запуске сила тока превышает номинальный в 3,33 раза.
• Микроволновые печи – показатель пускового электротока в 2 раза выше номинального значения.

Это связано с тем, что в момент включения электродвигателя в его обмотке создается сильное магнитное поле, необходимое для раскручивания ротора. Именно поэтому показатель электротока пуска значительно превышает номинальное значение. На его значение оказывают влияние различные факторы:

• Наличие нагрузки на валу силового агрегата.
• Скорость вращения.
• Схема подключения и т. д.

Особенности расчета

Определение значения пускового тока электродвигателя проводится в два этапа. Сначала необходимо рассчитать номинальный электроток, для этого используется следующая формула:

Затем можно переходить к определению показателя тока пуска, используя формулу:

Зная это значение, можно легко подобрать выключатели-автоматы, обеспечивая тем самым надежную защиту линии включения. В паспорте электродвигателей указано значение силы тока при номинальной нагрузке на валу силового агрегата. Например, если на моторе присутствует надпись 13,8/8 А, то при его включении в сеть на 220 В и номинальной нагрузке, сила тока будет составлять13,8 А. Когда он подсоединен к сети 380 В, то ток составит 8 А.

Если известна номинальная мощность силового агрегата, можно легко выяснить и его номинальный ток. Для этого предстоит воспользоваться формулой:

Иногда коэффициент мощности мотора может оказаться неизвестным. В такой ситуации стоит воспользоваться простым соотношением – 2 А/1 кВт.

Например, если показатель номинальной мощности мотора составляет 15 кВт, то он будет потреблять около 30 А. Погрешность при таком расчете минимальна.

Практическое применение

Силовые приводы будут эксплуатироваться правильно только в том случае, если при их выборе были учтены пусковые характеристики.

Высокий стартовый ток представляет серьезную опасность для электрооборудования. Если не принимать мер по его ограничению, возможны серьезные проблемы.

Ток пуска может повредить не только сам мотор, но и другое электрооборудование, установленное с ним на одной линии. Для решения поставленной задачи можно использовать следующие методы:

• Производить запуск силового агрегата на холостом ходу – нагрузка прикладывается только после перехода мотора в рабочий режим.
• При подключении использовать схему треугольник-звезда.
• Применять автотрансформаторный пуск – напряжение на двигатель подается через автотрансформатор, что позволяет добиться плавного повышения силы тока.
• Использовать пусковые резисторы.
• Применение частотных регуляторов и тиристорных устройств плавного запуска.

С помощью устройств плавного пуска, основанных на тиристорах, можно снизить показатель электротока пуска в два раза. При этом они могут работать как с асинхронными, так и синхронными электромоторами. В случае с трехфазными асинхронными двигателями, широкое распространение получили преобразователи частоты. Они позволяют изменять частоту электротока, обеспечивая не только плавный старт мотора, но и частоту вращения его ротора. Это эффективные устройства, но с высокой стоимостью. Следует помнить, что частотные преобразователи создают в сети помехи, устранить которые поможет сетевой фильтр.

Также можно использовать схему пуска силового агрегата с переключением обмоток со звезды на треугольник.

Для решения поставленной задачи часто применяются реле времени. Однако следует помнить, что этот способ подходит не для всех электромоторов.

Например, этот метод не применяется при подключении асинхронных электромоторов, рассчитанных на напряжение 220-380 В.

Сейчас на рынке появились более современные устройства – софт-стартеры. Они основаны на микропроцессорах и весьма эффективны. Единственным недостатком этих устройств может считаться лишь высокая стоимость.

Основные сведения о пусковых (пусковых) токах двигателей и статья NEC 430.52

Основные сведения о пусковых (пусковых) токах двигателей и статья NEC 430.52

Национальный электротехнический кодекс 2017 г.

Автор: Stan Turkel | 05 марта 2019 г.

Пусковой ток, также называемый «током заторможенного ротора», представляет собой чрезмерный ток, протекающий внутри двигателя и его проводников в течение первых нескольких мгновений после включения (включения) двигателя. Это потребление тока иногда называют «током заторможенного ротора», потому что ток, необходимый при запуске, чтобы начать вращение невращающегося обесточенного вала двигателя, очень похож на экстремальное потребление тока в моменты, когда двигатель перегружен до предела. В обоих случаях потребляемый ток таков, что требуется, когда двигатель пытается преодолеть холостой вал двигателя.

Устройства перегрузки по току, защищающие двигатель и его схемы, должны выдерживать этот кратковременный, , но экстремальный всплеск тока, при этом обеспечивая соответствующую защиту от замыканий на землю и условий перегрузки двигателя.

Это может быть прекрасной чертой для ходьбы.

Пусковой ток двигателя является необходимым условием перегрузки

Итак, что такое пусковой ток двигателя? При первом включении двигателя переменного тока в цепи, питающей двигатель, возникает чрезмерный ток, значительно превышающий уровни тока, указанные на паспортной табличке двигателя. Высокое сопротивление часто встречается при запуске двигателя из статического (холостого) положения, и для начала вращения вала двигателя необходимо чрезмерное потребление тока.

Часто во время начального полупериода электрического тока при запуске двигателя (Примечание: полупериод в электрической системе с частотой 60 Гц равен 1/120 секунды продолжительности времени) пусковые токи достигают уровней В 20 раз больше, чем обычные уровни тока, возникающие при нормальной рабочей скорости двигателя. После этого начального броска тока двигатель начинает вращаться. В этот момент начальный пусковой ток спадает, уменьшаясь до уровня тока, равного 4-8-кратному нормальному рабочему току для этого двигателя. Этот уменьшенный, но все же сильно завышенный ток поддерживается лишь кратковременно, поскольку двигатель быстро достигает полной рабочей скорости, после чего ток падает до своего нормального рабочего уровня.

Пусковой ток и компоненты двигателя

При рассмотрении пускового тока полезно понять, что происходит внутри асинхронного двигателя переменного тока при первом включении. Мы знаем, что обмотки статора находятся под напряжением сразу после подачи питания. Переменный ток (AC), подаваемый на эту обмотку, создает переменное магнитное поле, а затем индуцирует это поле в роторе.

Разница в магнитных полях между обмоткой статора (стационарная группа медных обмоток внутри двигателя) и обмоткой ротора (обмотка вращающегося вала) вносит наибольший вклад в начальный пусковой ток при запуске. Как только ротор начинает вращаться, а затем догоняет магнитное поле статора, разница между двумя полями уменьшается, и пусковой ток падает пропорционально.

Конечно, мы знаем, что стандартный асинхронный двигатель переменного тока всегда имеет степень скольжения или ; два магнитных поля никогда полностью не синхронизируются, поскольку ротор всегда в некоторой степени отстает от поля обмотки статора. Это «скольжение» двигателя определяется как процентов от скольжения , а конечный крутящий момент, передаваемый валом двигателя, является результатом магнитной силы, индуцированной на валу двигателя, за вычетом этого скольжения.

Защита цепей двигателя

Национальный электротехнический кодекс требует нескольких уровней защиты при установке систем управления двигателем. Эта защита необходима для цепи питания двигателя ( защита от короткого замыкания и замыкания на землю ), ответвленной цепи двигателя ( защита от короткого замыкания и замыкания на землю ), а также защита двигателя от перегрузки, где ток течет к двигатель измеряется на каждой отдельной фазе цепи, питающей этот узел двигателя.

Понимание потенциального пускового тока двигателя (пусковой ток), в дополнение к номинальному напряжению двигателя, номинальной мощности (л.с.) и номинальному току при полной нагрузке (FLA) в сочетании с NEC, дает нам информация, необходимая для правильного подбора защиты от перегрузки по току/перегрузке для данного двигателя.

Хотя мы хотим, чтобы OCPD (устройство защиты от перегрузки по току), , будь то автоматический выключатель или предохранитель , обеспечивало максимальную защиту от короткого замыкания и перегрузки, нам также нужно игнорировать эти защитные устройства, в течение короткого периода времени, неизбежный пусковой ток, возникающий при запуске двигателя.

Автоматические выключатели с обратнозависимой выдержкой времени и предохранители с задержкой срабатывания, доступные для использования с разрешения, приведенного в 430.52 NEC, делают возможной эту защиту от короткого замыкания на землю в сочетании с защитой от перегрузки . Как автоматический выключатель с обратнозависимой выдержкой времени, так и предохранитель с выдержкой времени рассчитаны на то, чтобы выдерживать эти огромные пусковые токи в течение нескольких сотых долей секунды, необходимых для прохождения начального запуска двигателя. Выключатели с обратнозависимой выдержкой времени достигают этого за счет использования атрибута, называемого «кривой срабатывания», который, по существу, позволяет экстремальному, преувеличенному току оставаться на выключателе в течение до полсекунды или дольше, при этом все еще выполняя мгновенное отключение контактов выключателя, когда обнаружено прямое протекание тока короткого замыкания на землю.

Увеличение тока предохранителя или автоматического выключателя в диапазоне от 225 % до 400 % номинального тока цепи, доступное в Таблице 430.52, мало что делает для сопротивления вышеупомянутому пусковому току. Однако , это позволило увеличить размер устройства перегрузки по току (автоматического выключателя или предохранителя), но поддерживает цепь в течение нескольких секунд сразу после этого начального пускового тока, поскольку ток спадает и снижается до нормального рабочего тока.

Встроенные свойства задержки, присутствующие в этих двух типах устройств максимального тока, в сочетании с увеличением размера, разрешенным для этих же устройств (разрешенным в T430.52), позволяют ответвленной цепи двигателя выдерживать мгновенная бомбардировка экстремальными пусковыми токами, возникающими при запуске двигателя.

Следующее руководство поможет вам сделать правильный выбор защиты CB.

Для стандартной защиты от короткого замыкания с помощью автоматического выключателя с обратнозависимой выдержкой времени мы используем следующее:

1. Используйте таблицы с 430.247 по 430.250 для определения FLC двигателя. (Обратите внимание, что мы не используем информацию с паспортной таблички двигателя).
2. Из таблицы 430.52 находим правильное максимальное значение уставки для стандартной защиты от короткого замыкания
3. Умножаем FLC двигателя на значение в таблице 430.52
4. Мы округляем ближайший стандартный рейтинг, указанный в Таблице 240. 6(A).

В соответствии с разделом Кодекса 430.52(C)(1)(c) мы находим исключение из разрешений, предоставленных для определения параметров автоматического выключателя с обратнозависимой выдержкой времени, указанных в Таблице 430.52. Читаем: Если номинал автоматического выключателя, определенный T430.52, недостаточен для пускового тока (пускового тока), испытываемого двигателем, электрику разрешается еще больше увеличить размер автоматического выключателя, до максимального 400% для нагрузок, которые не превышают 100 ампер. И максимум до 300% для нагрузок, которые больше 100 ампер.

Плавкие предохранители, используемые вместо автоматических выключателей

Что касается предохранителей, выбранных в качестве устройства максимального тока, вместо автоматического выключателя с обратнозависимой выдержкой времени, мы по-прежнему используем Таблицу 430.52 для начального выбора, но существуют дополнительные и более строгие правила, которые существуют для увеличения размеров этих предохранителей за пределами Таблицы. , чтобы преодолеть пусковой ток. Эти дополнительные правила и ограничения приведены в разделе Кодекса 430.52(C)(1).

Почему асинхронный двигатель потребляет большой пусковой ток?

Асинхронный двигатель потребляет большой пусковой ток по сравнению с рабочим состоянием. Пусковой ток асинхронного двигателя примерно в 6 раз превышает ток полной нагрузки двигателя. Асинхронный двигатель мощностью 11 кВт, 22 А, 440 В потребляет высокий пусковой ток около 132 А. Ток уменьшается по мере того, как двигатель разгоняется до своей базовой или синхронной скорости.

Когда на статор асинхронного двигателя подается трехфазное питание, двигатель потребляет ток намагничивания для создания вращательного магнитного потока в воздушном зазоре. Поток проходит через воздушный зазор, и короткозамкнутый проводник ротора разрезает магнитный поток. Напряжение индуцируется, когда проводник ротора пересекает магнитный поток. Ток начинает течь в проводнике ротора. За счет взаимодействия тока ротора и основного потока создается крутящий момент.

Что происходит при запуске двигателя? Напряжение, индуцируемое в роторе, зависит от относительной скорости синхронной скорости вращения магнитного поля и скорости вращения ротора. В момент пуска ротор останавливается, поэтому его скорость равна нулю. При пуске разница между скоростью синхронной скорости вращающегося магнитного поля и скоростью ротора максимальна. Разница между синхронной скоростью и скоростью вращения ротора называется скольжением двигателя. Скольжением двигателя является;

с= (Ns- Nr)/Ns *100   ———(1)  

Где,  
с = скольжение
Ns = синхронная скорость двигателя = 120 f/P
Nr = скорость ротора

As скорость ротора равна нулю при запуске, проводник ротора отсекает максимальный поток, и в роторе будет индуцироваться максимальное напряжение. Когда двигатель начинает ускоряться, скорость ротора будет выравниваться в направлении синхронной скорости двигателя. и скольжение уменьшится. Напряжение, индуцированное в проводнике ротора, можно выразить как;

Er = s* Es ————(2)  

Где Er = напряжение ротора
s  = скольжение
Es = напряжение статора

При пуске скольжение двигателя равно единице, а напряжение ротора равно напряжению статора. Индуцированное ротором напряжение продолжает уменьшаться по мере того, как двигатель разгоняется до своей базовой скорости.

Er = Es    Когда Nr =0 и скольжение=1

Очевидно, что индуктивный ротор максимален при запуске двигателя.

Сопротивление ротора сильно индуктивно во время пуска. Индуктивность ротора составляет ;

Xr= 2πfrL

Xr = 2π(s*fs)L

Реактивное сопротивление ротора зависит от скольжения. При пуске реактивное сопротивление ротора велико, потому что скольжение двигателя равно единице.

Полное сопротивление цепи ротора;
Zr=Rr+jsωL
Ток ротора ;
Ir= sEs/(Rr+jsωL)
Ir= Es/(Rr/s+jωL)   

Значение Rr/s увеличивается по мере уменьшения скольжения. Когда асинхронный двигатель запускается, реактивное сопротивление ротора больше, чем сопротивление ротора, и из-за большого отношения Xr/Rr двигатель потребляет большой индуктивный ток.