Рабочий ток что это

Что такое номинальный ток в электротехнике

Толковый словарь русского языка академика Ожегова объясняет значение слова «номинальный», как обозначенный, называющийся, но не исполняющий своих обязанностей, назначения, то есть фиктивный.

Это определение довольно точно поясняет электротехнические термины номинального напряжения, тока и мощности. Они вроде бы есть, назначены и определены, но на самом деле служат только как ориентиры для электриков. Действительные численные выражения этих параметров в реальности отличаются от назначенных величин.

К примеру, всем нам хорошо знакома переменная однофазная сеть с напряжением 220 вольт, которое считается номинальным. На самом деле его величина по ГОСТ может достигать только до верхнего предела 252 вольта. Так действует государственный стандарт.

Такая же картина просматривается и с номинальным током.

Принцип определения номинального тока

За основу выбора его величины взят максимально возможный тепловой нагрев электрических проводников, включая их изоляцию, которые должны неограниченно долгое время надежно работать под нагрузкой.

При номинальном токе поддерживается тепловой баланс между:

нагревом проводников от температурного воздействия электрических зарядов, описанным действием закона Джоуля—Ленца;

охлаждением за счет отвода части тепла в окружающую среду.

При этом тепло Q1 не должно оказывать влияние на механические и прочностные характеристики металла, а Q2 — на изменение химических и диэлектрических свойств слоя изоляции.

Даже при небольшом превышении номинального значения тока через какой-то промежуток времени потребуется снимать напряжение с электрооборудования для охлаждения металла токовода и изоляции. В противном случае их электротехнические свойства нарушатся и возникнет пробой диэлектрического слоя или деформация металла.

Любое электрическое оборудование (включая источники тока, его потребители, соединительные провода и системы, защитные устройства) рассчитывается, проектируется и изготавливается под работу при определенном номинальном токе.

Его величина указывается не только в технической заводской документации, но и на корпусе или шильдиках электрооборудования.

На приведенной фотографии четко видны величины номинального тока 2,5 и 10 ампер, которые выполнены методом штамповки при изготовлении электрической вилки.

С целью стандартизации оборудования ГОСТом 6827-76 введен в действие целый ряд значений номинальных токов, при которых должны работать практически все электроустановки.

Как подбирается защитное устройство по номинальному току

Поскольку номинальный ток определяет возможность длительной работы электрооборудования без каких-либо повреждений, то все защитные устройства по току настраиваются на срабатывание по его превышению.

На практике довольно часто встречаются ситуации, когда на непродолжительный период в схеме питания возникает перегрузка по различным причинам. При этом температура металла проводника и слоя изоляции не успевают достичь того предела, когда возникает нарушение их электротехнических свойств.

По этим причинам зона перегруза выделена в отдельную область, которая ограничивается не только величиной, но и продолжительностью действия. При достижении критических температурных значений слоя изоляции и металла проводника напряжения с электроустановки должно сниматься для ее охлаждения.

Эти функции выполняют защиты от перегруза, работающие по термическому принципу:

Они воспринимают тепловую нагрузку и настраиваются на ее отключение с определенной выдержкой времени. Уставка защит, выполняющих «мгновенную» отсечку нагрузки, лежит чуть выше тока перегрузки. Термин «мгновенная» на самом деле определяет действие за минимально возможный промежуток времени. Для современных самых быстрых токовых защит отсечка выполняется за время, чуть меньшее 0,02 секунды.

Рабочий ток в обычном режиме питания чаще всего по своей величине меньше номинального.

В приведенном примере разобран случай для схем переменного тока. В цепях постоянного напряжения принципиального отличия соотношений между рабочим, номинальным током и выбором уставок для работы защит нет.

Как настроен автоматический выключатель для работы по номинальному току

В защитах промышленных устройств и бытовых электросетей наибольшее распространение получили автоматические выключатели, которые совмещают в своей конструкции:

тепловые расцепители, работающие с выдержкой времени;

токовую отсечку, очень быстро отключающую аварийный режим.

При этом автоматические выключатели изготавливаются на номинальное напряжение и ток. По их величине выбирают защитные устройства для работы в конкретных условиях определенной схемы.

Для этого стандартами определены 4 типа времятоковых характеристик для разных конструкций автоматов. Они обозначаются латинскими буквами А, В, С, D и созданы для гарантированного отключения аварий с кратностью тока номинального режима от 1,3 до 14.

Автоматический выключатель по времятоковой характеристике с учетом температуры окружающей его среды подбирается под определенный вид нагрузки, например:

схемы со смешанными нагрузками и умеренными пусковыми токами;

цепи с большой перегрузочной способностью.

Времятоковая характеристика может состоять из трех зон действия, как показано на картинке, или двух (без средней).

Обозначение номинального тока можно найти на корпусе автомата. На картинке показан выключатель на котором обозначена величина 100 ампер.

Это означает, что он сработает (отключится) не от номинального тока (100 А), а от его превышения. Допустим, если отсечка автомата настроена на кратность 3,5, то ток величиной 100х3,5=350 ампер и более будет ею остановлен без выдержки времени.

Когда же тепловой расцепитель настроен на кратность 1,25, то при достижении значения 100х1,25=125 ампер отключение произойдет через какое-то время, например, один час. При этом схема этот период будет работать с перегрузом.

Следует учитывать, что на время отключения автомата влияют и другие факторы, связанные с поддержанием температурного режима защиты:

условия окружающей среды;

степень заполнения распределительного щитка аппаратурой;

возможности нагрева или охлаждения от посторонних источников.

Как подбирается электропроводка и автоматический выключатель по номинальному току

Для определения основных электротехнических параметров защит и проводов в обязательном порядке учитывается приложенная к ним нагрузка. Для этого проводят ее расчет по номинальной мощности подключенных в работу приборов с учетом коэффициента их занятости.

Например, к розеточной группе, расположенной на кухне, подключены в работу посудомоечная машина, мультиварка, электродуховка и микроволновая печь которые потребляют суммарную мощность в обычном режиме 5660 ватт (с учетом периодичности включений).

Номинальное напряжение бытовой сети 220 вольт. Определим ток нагрузки, который будет проходить через провода и защитные устройства делением мощности на напряжение. I=5660/220=25,7 А.

Далее смотрим таблицу ряда номинальных токов для электрооборудования. В ней автоматического выключателя на такой ток нет. Но, производители выпускают автоматы на 25 ампер. Его величина ближе всего соответствует нашим задачам. Поэтому его и выбираем за основу защитного устройства для электропроводки потребителей розеточной группы.

После этого нам необходимо определиться с материалом проводов и поперечным сечением. Возьмем за основу медь, поскольку алюминиевая проводка даже в бытовых целях уже не пользуется популярностью из-за своих эксплуатационных характеристик.

В справочниках электриков приводятся таблицы подбора проводов из разных материалов по токовой нагрузке. Возьмем наш случай с учетом того, что проводка выполняется отдельным кабелем с полиэтиленовой изоляцией, спрятанным в штробу стен. Температурные пределы примем соответствующими комнатным условиям.

Таблица нам представит сведения, что минимально допустимое поперечное сечение стандартного медного провода для нашего случая — 4 мм квадратных. Меньше брать нельзя, но лучше его увеличить.

Иногда возникает задача подбора номинала защит под уже работающую проводку. В этом случае вполне оправданно определить электроизмерительным инструментом ток нагрузки сети потребителей и сравнить его с тем, который рассчитан вышеприведенным теоретическим методом.

Таким способом термин «номинальный ток» помогает электрикам ориентироваться в технических характеристиках электрооборудования.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Как определить ток электродвигателя по мощности?

Для новых электродвигателей в измерении тока нет необходимости – вся информация о токах, номинальной мощности, оборотах и напряжении питания указана на бирке. Без бирки номинальный пусковой ток рассчитывают по формуле. После снятия рабочей нагрузки с вала электродвигатель переходит в режим холостого хода. При такой работе можно узнать исправность устройства, мощность, намагничивающий ток и коэффициент потерь в конструкциях привода.

Номинальный ток электродвигателя – это необходимый параметр при настройке защитной автоматики и подборе питающего провода. Однако, стоит учитывать, что чем выше температура окружающей среды, тем меньшего значения будет максимальный ток отключающего реле.

Формула расчета номинального тока электродвигателя по мощности

Силу тока маломощных асинхронных двигателей Аир до 30 кВт можно определить экстренным методом, с незначительной погрешностью, умножив мощность электродвигателя на 2. Таким образом получаем формулу. При полном отсутствии данных, прочтите статью как определить мощность и обороты электродвигателя без бирки?

Если трехфазный двигатель имеет мощность более 30 кВт, то следует воспользоваться формулой точного расчета номинального тока электродвигателя.

Формула определения рабочего тока по мощности электродвигателя:

где Pн – мощность;

Uн – номинальное напряжение, подающееся на электродвигатель;

η – коэффициент полезного действия (КПД);

cosφ – коэффициент мощности двигателя.

Данная формула поможет рассчитать максимальный допустимый ток, при котором асинхронный трехфазный двигатель сможет работать долгий срок.

Для примера возьмем электродвигатель АИР250S6, из бирки можно понять, что:

Pн = 45кВт, Uн = 380В, cosφ = 0,85, n = 92% (в расчетах будет 0,92).

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

Как измерить пусковой ток электродвигателя

Произвести расчеты пускового тока двигателя можно по формуле:

где Iн – номинальный ток, который вы узнали ранее.

K – кратность пускового тока (можно найти в паспорте двигателя).

Таблицы значений номинального тока двигателей АИР

Если вы знаете маркировку своего электродвигателя, то можете узнать ток из таблиц ниже:

Таблица потребляемых токов электродвигателей АИР 750 об/мин

Двигатель АИР	Ток Iн, А	Iп/Iн	Электродвигатель	Iн, А	Отношение Iп/Iн
АИР71В8	1,1	3,3	АИР180М8	34,1	6,6
АИР80А8	1,49	4	АИР200М8	41,1	6,6
АИР80В8	2,17	4	АИР200L8	48,9	6,6
АИР90LА8	2,43	4	АИР225М8	60	6,5
АИР90LВ8	3,36	5	АИР250S8	78	6,6
АИР100L8	4,4	5	АИР250М8	92	6,6
АИР112МА8	6	6	АИР280S8	111	7,1
АИР112МВ8	7,8	6	АИР280М8	150	6,2
АИР132S8	10,3	6	АИР315S8	178	6,4
АИР132М8	13,6	6	АИР315М8	217	6,4
АИР160S8	17,8	6	АИР355S8	261	6,4
АИР160М8	25,5	6,5	–	–	–

Номинальный и пусковой ток электродвигателей 1000 об/мин

Мотор АИР	Iн, А	Iп/Iн	Электромотор	Iн, А	Iп/Iн
АИР 63А6	0,8	4,1	АИР160M6	31,6	7
АИР 63В6	1,1	4	АИР180М6	38,6	7
АИР71А6	1,3	4,7	АИР200М6	44,7	7
АИР71В6	1,8	4,7	АИР200L6	59,3	7
АИР80А6	2,3	5,3	АИР225М6	71	7
АИР80В6	3,2	5,5	АИР250S6	86	7
АИР90L6	4	5,5	АИР250М6	104	7
АИР100L6	5,6	6,5	АИР280S6	142	6,7
АИР112МА6	7,4	6,5	АИР280М6	169	6,7
АИР112МВ6	9,75	6,5	АИР315S6	207	6,7
АИР132S6	12,9	6,5	АИР315М6	245	6,7
АИР132М6	17,2	6,5	АИР355S6	292	6,7
АИР160S6	24,5	6,5	АИР355М6	365	6,7

Рабочий ток трехфазного двигателя 1500 об/мин

Электродвигатель АИР	Iн, А	Iп/Iн	Двигатель 1500 об/мин	Iн, А	Iп/Iн
АИР 56А4	0,5	4,6	АИР160S4	30	7,5
АИР 56В4	0,7	4,9	АИР160М4	36,3	7,5
АИР 63А4	0,82	5,1	АИР180S4	43,2	7,5
АИР 63В4	2,05	5,1	АИР180M4	57,6	7,2
АИР71А4	1,17	5,2	АИР200M4	70,2	7,2
АИР71В4	2,05	6	АИР225М4	103	7,2
АИР80А4	2,85	6	АИР250S4	138,3	6,8
АИР80В4	3,72	6	АИР250М4	165,5	6,8
АИР90L4	5,1	7	АИР280S4	201	6,9
АИР100S4	6,8	7	АИР280М4	240	6,9
АИР100L4	8,8	7	АИР315S4	288	6,9
АИР112М4	11,7	7	АИР315М4	360	6,9
АИР132S4	15,6	7	АИР355S4	360	6,9
АИР132М4	22,5	7	АИР355М4	559	6,9

Таблица номинального тока электродвигателей 3000 об/мин

Электромотор	Iн, А	Iп/Iн	Электродвигатель	Iн, А	Iп/Iн
АИР 56А2	0,5	5,3	АИР180S2	41	7,5
АИР 56В2	0,73	5,3	АИР180M2	55,4	7,5
АИР 63А2	1	5,7	АИР200М2	67,9	7,5
АИР 63В2	2,05	5,7	АИР200L2	82,1	7,5
АИР71А2	1,17	6,1	АИР200L4	84,9	7,2
АИР71В2	2,6	6,9	АИР225М2	100	7,5
АИР80А2	3,46	7	АИР250S2	135	7
АИР80В2	4,85	7	АИР250М2	160	7,1
АИР90L2	6,34	7,5	АИР280S2	195	6,6
АИР100S2	8,2	7,5	АИР280М2	233	7,1
АИР100L2	11,1	7,5	АИР315S2	277	7,1
АИР112М2	14,9	7,5	АИР315М2	348	7,1
АИР132М2	21,2	7,5	АИР355S2	433	7,1
АИР160S2	28,6	7,5	АИР355М2	545	7,1
АИР160М2	34,7	7,5	–	–	–

Если не получилось узнать значение тока

Номинальный ток – необходимый параметр для настройки защитной автоматики (тепловое реле, мотор-автоматы, релейная защита) и подбора питающего кабеля

При некорректном определении тока, настройка защитной автоматики и подбор провода становятся невозможными, что может привести к сгоранию кабеля и поломке двигателя.

Если у вас не получилось рассчитать силу тока или нет на это времени, позвоните и наши специалисты ответят на все ваши вопросы.

Как определить ток электродвигателя

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. Определить силу тока электродвигателя используя формулу:

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:

Пусковые токи асинхронного двигателя 3000 об/мин – таблица 1

Электродвигатель	Iн, А	Iп/Iн	Мотор	Iн, А	Iп/Iн
АИР56A2	0,5	5,3	АИР160M2	34,7	7,5
АИР56B2	0,73		АИР180S2	41
АИР63А2	1	5,7	АИР180M2	55,4
АИР63B2	2,05		АИР200M2	67,9
АИР71A2	1,17	6,1	АИР200L2	82,1
АИР71B2	2,6	6,9	АИР225M2	100,0
АИР80A2	3,46	7	АИР250S2	135	7
АИР80B2	4,85		АИР250M2	160	7,1
АИР90L2	6,34	7,5	АИР280S2	195	6,6
АИР100S2	8,2		АИР280M2	233	7,1
АИР100L2	11,1		АИР315S2	277
АИР112M2	14,9		АИР315M2	348
АИР132M2	21,2		АИР355S2	433
АИР160S2	28,6		АИР355M2	545

Пусковые токи электродвигателей 1500 об/мин – таблица 2

Двигатель	Iн, А	Iп/Iн	Электромотор	Iн, А	Iп/Iн
АИР56A4	0,5	4,6	АИР160S4	30	7,5
АИР56B4	0,7	4,9	АИР160M4	36,3
АИР63A4	0,82	5,1	АИР180S4	43,2
АИР63B4	2,05		АИР180M4	57,6	7,2
АИР71A4	1,17	5,2	АИР200M4	70,2
АИР71B4	2,05	6	АИР225M4	103
АИР80A4	2,85		АИР250S4	138,3	6,8
АИР80B4	3,72		АИР250M4	165,5
АИР90L4	5,1	7	АИР280S4	201	6,9
АИР100S4	6,8		АИР280M4	240
АИР100L4	8,8		АИР315S4	288
АИР112M4	11,7		АИР315M4	360
АИР132S4	15,6		АИР355S4	360
АИР132M4	22,5		АИР355M4	559

Номинальный ток двигателя 1000 об/мин – таблица 3

Электродвигатель	Iн, А	Iп/Iн	Мотор	Iн, А	Iп/Iн
АИР63A6	0,8	4,1	АИР160M6	31,6	7
АИР63B6	1,1	4	АИР180M6	38,6
АИР71A6	1,3	4,7	АИР200M6	44,7
АИР71B6	1,8		АИР200L6	59,3
АИР80A6	2,3	5,3	АИР225M6	71
АИР80B6	3,2	5,5	АИР250S6	86
АИР90L6	4		АИР250M6	104
АИР100L6	5,6	6,5	АИР280S6	142	6,7
АИР112MA6	7,4		АИР280M6	169
АИР112MB6	9,75		АИР315S6	207
АИР132S6	12,9		АИР315M6	245
АИР132M6	17,2		АИР355S6	292
АИР160S6	24,5		АИР355M6	365

Номинальные токи электродвигателей 750 об/мин – таблица 4

Эл двигатель	Iн, А	Iп/Iн	Электромотор	Iн, А	Iп/Iн
АИР71B8	1,1	3,3	АИР180M8	34,1	6,6
АИР80A8	1,49	4	АИР200M8	41,1
АИР80B8	2,17		АИР200L8	48,9
АИР90LA8	2,43		АИР225M8	60	6,5
АИР90LB8	3,36	5	АИР250S8	78	6,6
АИР100L8	4,4		АИР250M8	92
АИР112MA8	6	6	АИР280S8	111	7,1
АИР112MB8	7,8		АИР280M8	150	6,2
АИР132S8	10,3		АИР315S8	178	6,4
АИР132M8	13,6		АИР315M8	217
АИР160S8	17,8		АИР355S8	261
АИР160M8	25,5	6,5	—	—	—

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

Таблица токов холостого хода асинхронного электродвигателя

Ток холостого хода асинхронного двигателя – таблица 5

Мощность электродвигателя, кВт	Процентное соотношение от номинального тока
	Токи асинхронного двигателя на холостом ходу при известной частоте вращения вала, об/мин
	3000	1500	1000	750	600	500
0,12 — 0,55	60	75	85	90	95	—
0,75 — 1,5	50	70	75	80	85	90
2,2 — 5,5	45	65	70	75	80	85
7,5 — 11	40	60	65	70	75	80
15 — 22	30	55	60	65	70	75
30 — 55	20	50	55	60 %	65	70
75 — 110	20	40	45	50	55	60

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.

Что такое пусковой ток двигателя?

Что такое пусковой ток, как его посчитать, увидеть и измерить?

Решил разобраться в теме, про которую написано предостаточно, но суть неясна. Вопрос касается пуска электродвигателей, при котором возникает так называемый пусковой ток.

Итак, сразу к делу. Корень проблемы кроется в том, что для запуска электродвигателя (при подаче питания) требуется гораздо большее усилие, чем для продолжения. Эта физика работает со всеми предметами в мире – ведь начать движение всегда труднее, чем продолжить его.

В статье речь пойдёт об асинхронном электродвигателе с короткозамкнутым ротором, который применяется в промышленном оборудовании в 95% случаев. Питание – трехфазное. Как обычно, по тексту буду отсылать к своим статьям, а в конце можно будет скачать много чего интересного по теме.

Пусковой ток и его кратность

Чтобы тронуть с места (пустить) двигатель, нужен громадный пусковой ток (Iп). Громадный – по сравнению с номинальным (рабочим) током Iн на установившейся скорости. В статьях обычно указывают, что пусковой ток превышает рабочий в 5-8 раз. Это число называется “Кратность пускового тока” и обозначается как коэффициент Кп = Iп / Iн.

Пусковой ток – это ток, который потребляет электродвигатель во время пуска. Узнать пусковой ток можно, зная номинальный ток и коэффициент Кп:

Номинальный ток всегда указан на шильдике двигателя:

Номинальный ток двигателя для разных напряжений и схем включения

Кп – рабочий параметр, который указан в характеристиках двигателя, но на корпусе двигателя он никогда не указывается.

Замечу, что не надо путать номинальный и рабочий токи. Номинальный ток – это ток, на котором двигатель может работать продолжительное время, он ограничен только нагревом обмотки статора. Рабочий ток – это реальный ток в данном агрегате, он всегда меньше либо равен номинальному. На практике рабочий ток измеряется токоизмерительными клещами, амперметром или трансформатором тока.

Если рабочий ток больше номинального – жди беды. Читайте мою статью про то, как защитить электродвигатель от перегрузки и перегрева.

Кратность пускового тока . На шильдике его обычно нет, а в документации и на сайтах производителей он присутствует:

Параметры двигателей. Кратность пускового тока

Пример из первой строчки на картинке: конкретный двигатель мощностью 1,5 кВт имеет номинальный ток 3,4 А. Значит, пусковой ток в какой-то момент (сколько длится этот “момент” – рассмотрим ниже) может достигать значения 3,4 х 6,5 = 22,1 А!

СамЭлектрик.ру в социальных сетях:

Подписывайтесь! Там тоже интересно!

Кратность пускового тока зависит прежде всего от мощности двигателя и от количества пар полюсов. Чем меньше мощность, тем меньше пусковой ток. А чем меньше пар полюсов (больше номинальные обороты) – тем больше пусковой ток.

То есть, самым большим током при пуске (7 – 8,5 от номинала) обладают высокооборотистые двигатели (3000 об/мин, 1 пара полюсов) сравнительно большой мощности (более 10 кВт).

Так происходит потому, что потребляемый ток и момент инерции при пуске зависит от конструкции двигателя и способа намотки. Мало полюсов – низкое сопротивление обмоток. Низкое сопротивление – большой ток. Кроме того, высокооборотистым движкам для полной раскрутки требуется больше времени, а это опять же тяжелый пуск.

Если объяснить более научным языком, то дело происходит так. Когда двигатель стоит, его степень скольжения S = 1. При раскручивании (или, как любят говорить спецы, разворачивании) S стремится к нулю, но никогда его не достигает – на то двигатель и называют асинхронным, ведь вращение ротора никогда не догонит вращение поля статора из-за потерь. Одновременно сердечник ротора насыщается магнитным полем, увеличивается ЭДС самоиндукции и индукционное сопротивление. А значит, уменьшается ток.

Кому хочется узнать подробнее – в конце статьи я выложил несколько хороших книг по теме.

На самом деле не так всё просто, начинаем копать глубже.

Как узнать пусковой ток?

Кратность пускового тока (отношение пускового тока к номинальному) найти в документации на двигатель бывает не так-то просто. Но его можно измерить (оценить, узнать) самому. Вот навскидку несколько способов:

1. Первый способ (лучший для теоретического изучения) – использовать осциллограф. Взять шунт (например, резистор 0,1…0,5 Ом, чем меньше по сравнению с обмотками, тем лучше), и посмотреть на нём осциллограмму в момент пуска. Далее из максимального амплитудного значения определяем действующее напряжение (поделить на корень из 2), далее по закону Ома считаем пусковой ток. Можно ничего не умножать и не делить – просто измерить клещами ток в рабочем режиме, и умножить его на разницу токов на экране осциллографа. Способ хорош тем, что видно переходные процессы, вызванные ЭДС самоиндукции, мгновенные значения тока, длительность разгона. Кроме того, учитываются параметры питающей сети. Ещё плюс – пусковой ток измеряется реальный, на реальном двигателе и механизме.
2. Второй способ измерения пускового тока – подать на двигатель пониженное (в 5-10 раз) напряжение рабочей частоты и измерить ток. Почему пониженное? Это необходимо для того, чтобы ротор можно было легко зафиксировать, не допуская перегрева. Измеренный ток пересчитать, получим пусковой. Достаточно измерить ток на одной фазе. По другим токи будут (обязаны быть) такими же. Этот способ используют при производстве и испытаниях двигателей. Именно этим способом производители получают табличные данные. Способ опирается на номинальный ток, в реальности (на реальном механизме) пусковой ток может быть другим!
3. Измерить пусковой ток токоизмерительными клещами. Плюс этого способа – простота и оперативность. Клещи используют в большинстве случаев для проверки режимов работы двигателей. Минус – такие клещи достаточно инерционны, а нам нужно увидеть, что происходит за доли секунды. Но этот минус нивелируется, когда мы измеряем ток при пуске нагрузки с высоким моментом инерции (вентиляторы, насосы с массивными крыльчатками). Пуск длится более 10 сек, и на экране клещей всё видно. Добавлю, что есть клещи с функцией Inrush, которые могут измерять пусковой ток от 0 до максимума в течение времени интегрирования порядка 100 мс.
4. Трансформатор тока. Такой используется, например, в узлах учета электроэнергии – благодаря трансформатору тока нет необходимости измерять реальной ток, а можно измерить ток, уменьшенный в точно известное количество раз. Так же измеряют ток в электронных пусковых устройствах (преобразователях частоты, софтстартерах). Минус способа – трансформатор тока рассчитан на частоту 50/60 Гц, а переходные процессы во время пуска имеют широкий спектр и много гармоник. Поэтому можно сказать, что такой способ тоже обладает высокой инерционностью.

Конечно, реальность отличается от эксперимента. Прежде всего тем, что ток короткого замыкания реальной сети питания не бесконечен. То есть, провода, питающие двигатель, имеют сопротивление, на котором в момент пуска падает напряжение (иногда – до 50%). Из-за этого ограничения реальный пусковой ток будет меньше, а разгон – длительнее. Поэтому нужно понимать, что значение кратности пускового тока, указанное производителем, в реальности всегда будет меньше.

Для чего нужны двигатели – приводить в действие механизмы и получать прибыль!

Теперь разберём другой вопрос –

Какой вред от пускового тока?

Пусковой ток – это проблема. Это –

• перегрузка питающей сети, приводящая к нагреву (вплоть до отгорания контактов) и проседанию напряжения;
• чрезмерный износ, перегрузка и перегрев двигателя, у некоторых производителей среди параметров двигателя указывается максимальное количество пусков в час или в сутки – именно из-за перегрева;
• износ и перегрузка механического привода (подшипники, редукторы, ремни), особенно обладающего большим моментом инерции,
• помехи, вызванные включением контакторов, которые передаются не только по проводам, но и через электромагнитное поле,
• проблемы с технологией – многие процессы нельзя начинать резко.

От пускового тока перегружается всё, и момент пуска становится в тягость вcем участникам процесса. Именно в этот критический момент может проявиться “слабое звено”. Кроме того, многие участники электропитания, работающие в этой сети, испытывают проблемы – например, лампочки снижают яркость из-за снижения напряжения, а контроллеры могут зависнуть из-за мощной помехи.

И в то же время пусковой ток – это проблема, от которой никуда не деться, если сразу подавать на двигатель номинальное питание и не использовать специальные методы.

Как уменьшить пусковой ток асинхронного двигателя

Решить проблему большого пускового тока электрически можно двумя путями:

1. Вначале подавать на двигатель пониженное напряжение, а затем, по мере разгона, напряжение и скорость вращения поднять до номинального значения. Такой способ применяется в электронных устройствах запуска двигателей – софтстартерах (УПП) и преобразователях частоты (частотниках).
2. Использовать ограничители пускового тока, когда при пуске двигатель питается через мощные резисторы, а потом по таймеру переключается на номинал. Сопротивление резисторов соизмеримо с сопротивлением обмотки стартера (единицы Ом, в зависимости от мощности). Это устройство легко сделать самому (контактор + реле времени).
3. Сразу подавать полное напряжение, но сначала подключать обмотки так хитро, чтобы двигатель не раскручивался на полную мощность. И только когда в этом режиме двигатель раскрутится насколько это возможно, включать его на полную. Эта схема называется “Звезда – Треугольник”, читайте в следующей статье.

Можно сконструировать какую-то муфту, коробку передач, вариатор – для того чтобы раскрутить двигатель вхолостую, а потом подключить потребителя механического момента.

В современном оборудовании двигатели мощнее 2,2 кВт практически никогда напрямую не включают, поэтому для них пусковые токи рояли не играют. Для уменьшения пускового тока (и не только) в основном применяют преобразователи частоты, о которых будут отдельные статьи.

Как снизить вред от пускового тока?

Если изменить схему питания двигателя невозможно (например, сосед по даче каждые пол часа запускает токарный станок, а никакие “методы воздействия” не воздействуют), то можно применить различные методы минимизации вреда от пусковых токов. Например:

1. На важные потребители или на весь дом установить инверторный ИБП (UPS), который будет держать напряжение в норме при любом раскладе. Самый дорогой, но действенный способ. . Но учтите, что не все стабилизаторы одинаково полезны. Иногда они могут не справляться, а иногда – даже усугублять ситуацию. Подробнее – по приведенной ссылке. , то можно попробовать переключиться с “плохой” фазы на “хорошую”. Иногда этот способ так же эффективен, как использование телепорта вместо автобуса “Таганрог-Москва”.

Но напоминаю, что мы тут занимаемся не устранением последствий, а предотвращением проблем, поэтому погнали дальше.

Время действия и величина пускового тока

Длительностью пускового тока будем считать время, в течение которого ток понижается от максимума (Iп) до номинала (Iн). Эта длительность фактически равна времени разгона от нуля до номинальной скорости вращения.

Весь вопрос в том, какова длительность этого тока – 10 миллисекунд (пол периода), когда двигатель на холостом ходу, или 10 секунд, когда на валу массивная крыльчатка. Теоретически рассчитать это время невозможно. Однако, поделюсь некоторыми соображениями.

Как я говорил выше, ток двигателя при пуске может превышать норму в несколько раз (Кп). И некоторые начинающие электрики, которые не читают мой блог, считают, что защитный автомат нужно выбирать так же – на повышенный ток. В статьях и даже инструкциях пишут, что “При выборе автомата необходимо учитывать, что пусковой ток асинхронного электродвигателя в 5 – 7 раз превышает номинальный”. Как это учитывать? Неужели ток автомата выбирать в 5-7 раз выше номинального тока двигателя?

Шильдик китайского электродвигателя 30 кВт

Написано – 56 А. Что это значит? Неужели то, что ток защитного автомата должен быть более 300 А? Конечно, нет. И выбор автомата в данном случае зависит не только от номинального тока двигателя (56 А), но и от времени действия пускового тока.

Кстати, давайте проведём расследование и узнаем пусковой ток этого двигателя. Ведь на сайт этого китайского производителя нам попасть не суждено. Исходные номинальные данные: мощность – 30 кВт, момент – 190,9 N·m, ток – 56 А. Смотрим по каталогам отечественных производителей, ищем подобный двигатель, ведь законы физики одинаковы и в России, и в Китае. Находим (каталог в конце статьи): это двигатель на 1500 оборотов, 4 полюса, с кратностью пускового тока Кп = 7. В итоге получаем: Iп = Iн · Кп = 56 · 7 = 392 А. Это теоретический пусковой ток, но это не ток уставки автомата!

Пусковой ток является максимально возможным током. Максимальным ток будет при пуске, то есть тогда, когда двигатель стоит. То есть, пусковой ток есть ВСЕГДА, и всегда его начальное значение имеет запредельную величину. В случае с нашим китайским движком – 392 А, если принять ток КЗ питающей сети равным бесконечности (источник напряжения с нулевым внутренним сопротивлением).

Тепловое действие пускового тока

Если перейти к формулам, пусковой ток оказывает тепловое действие на электродвигатель, которое описывается так называемым интегралом Джоуля. Если по простому, то тепловая энергия, производимая электрическим током, пропорциональна квадрату тока, умноженному на время. Обозначается эта величина через I2t.

Хорошая новость в том, что защитный автомат имеет примерно такую же тепловую (время-токовую) характеристику, что и время-токовая характеристика разгона двигателя.

Время-токовые характеристики защитного автомата

Что видим? Для защиты двигателя используются в основном автоматы с характеристикой D, как раз для того, чтобы меньше реагировать на кратковременные перегрузки. Подробнее здесь.

А для пускового тока двигателя график будет примерно такой:

График пускового тока (теоретический) при Кп = 6

Линейность графика – условная. Всё зависит от изменения момента нагрузки в процессе разгона. Теоретический график показан пунктиром. На этом графике Кп = Iп / Iн = 6, но это теоретическое (табличное) значение. Время разгона до номинала = tп.

Реальный график начерчен сплошной линией. На нём Iп` – это реальное значение пускового тока, которое всегда меньше теоретического. Это обусловлено тем, что питающая сеть имеет не нулевое сопротивление, и при повышении тока на проводах возникают потери напряжения.

Про потери на низком напряжении я писал тут, про потери в сетях 0,4 кВ – здесь.

Понятно, что из-за потерь время разгона будет больше, оно обозначено на графике через tп`.

Теперь повернём последний график, чтобы привести оси к одной системе координат:

Время от тока, если можно так выразиться

Не правда ли, весьма похоже на время-токовую характеристику защитного мотор-автомата?

Получается, что обе характеристики компенсируют друг друга, и при выборе автомата достаточно настроить его уставку на номинальный ток двигателя. При особо тяжелых пусках, когда площадь под кривой пуска двигателя больше площади под кривой защитного автомата, стоит подумать о плавном пуске – УПП либо ПЧ.

Реальные измерения тока

Как я говорил выше, по моему мнению лучший способ “увидеть” пусковой ток – использовать активный (резистивный) шунт, и смотреть на нём напряжение осциллографом.

Я использовать вот такой шунт:

Шунт для измерения пускового тока при помощи осциллографа

Подопытный – мотор-редуктор, который через цепную передачу крутит вертикальный шнек:

Мотор-редуктор, на котором измеряем пусковой ток

Шнек на момент пуска был полным, поэтому его рабочий ток (7,7 А, измерено клещами) был почти равен номинальному (8,9 А, видно на шильдике).

Шильдик двигателя вертикального шнека

Ситуация по пусковому току видна на осциллографе:

Осциллограмма пускового тока 500 мс/дел

Приблизим интересующий момент, ускорив развертку до 100 мс/дел:

Осциллограмма пускового тока 100 мс/дел

Тут уже легко увидеть синус питающего тока и оценить коэффициент кратности пускового тока Кп, который примерно равен 4.

Ещё приблизим момент истины (до 50 мс/дел):

Момент пуска двигателя – ток пуска

Тут уже видны хорошо и переходные процессы, обусловленные индуктивностью и ЭДС самоиндукции обмоток двигателя. Этот импульс, длительность которого гораздо меньше периода сети 20 мс, даёт хорошую помеху с широким спектром в питающую сеть и радиоэфир.

Ещё один повод для использования ПЧ? Не совсем, там с помехами ситуация гораздо хуже!

Для тех, кто не хочет заморачиваться, повторю – есть клещи с функцией Inrush, которые могут измерять пусковой ток.

Скачать

Надеюсь, читатели простят мне вольное объяснение процессов – я постарался всё объяснить “на пальцах”. Кому нужны академические знания, пожалуйста:

• В.Л.Лихачев. Асинхронные электродвигатели. 2002 г. / Книга представляет собой справочник, в котором подробно описано устройство, принцип работы и характеристики асинхронных электродвигателей. Приводятся справочные данные на двигатели прошлых лет выпуска и современные. Описываются электронные пусковые устройства (инверторы), электроприводы., djvu, 3.73 MB, скачан: 7806 раз./

• Беспалов, Котеленец — Электрические машины / Рассмотрены трансформаторы и электрические машины, используемые в современной технике. Показана их решающая роль в генерации, распределении, преобразовании и утилизации электрической энергии. Даны основы теории, характеристики, режимы работы, примеры конструкций и применения электрических генераторов, трансформаторов и двигателей., pdf, 16.82 MB, скачан: 2591 раз./

• М.М. Кацман — Электрические машины / Некоторые говорят, что это лучший учебник по электротехнике. В книге рассматриваются теория, принцип действия, устройство и анализ режимов работы электрических машин и трансформаторов как общего, так и специального назначения, получивших распространение в различных отраслях техники., pdf, 22.12 MB, скачан: 2444 раз./

• Каталог двигателей Электромаш / Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором — каталог производителя, pdf, 3.13 MB, скачан: 1568 раз./

• Каталог двигателей ВЭМЗ / Параметры и каталог двигателей, pdf, 3.53 MB, скачан: 1364 раз./

• Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию / Практические расчеты по электрооборудованию, теоретические сведения, методики расчета, примеры и справочные данные., zip, 1.53 MB, скачан: 2815 раз./

• Карпов Ф.Ф. Как проверить возможность подключения нескольких двигателей к электрической сети / В брошюре приведен расчет электрической сети на колебание напряжения при пуске и самозапуске асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и синхронных двигателей с асинхронным пуском. Рассмотрены условия, при которых допустим пуск и самозапуск двигателей. Изложение методов расчета иллюстрируется числовыми примерами. Брошюра предназначена для квалифицированных электромонтеров в качестве пособия при выборе типа электродвигателей, присоединяемых к коммунальной или промышленной электросети., zip, 1.9 MB, скачан: 1851 раз./

• Руководство по эксплуатации асинхронных двигателей / Настоящее руководство содержит наиболее важные указания по транспортировке, приемке, хранению, монтажу, пусконаладке, эксплуатации, техническому обслуживанию, поиску неисправностей и их устранению для электродвигателей производства «Электромашина». Руководство по эксплуатации предназначено для трехфазных асинхронных электродвигателей низкого и высокого напряжений серий А, АИР, МТН, МТКН, 4МТМ, 4МТКМ, ДА304, А4., pdf, 7.54 MB, скачан: 2818 раз./

• Каталог двигателей АИР / Каталог двигателей АИР — мощность от 0,12 до 315 кВт; частота вращения 3000, 1500, 1000, 750 об/мин; напряжение сети 220/380 В, 380/660 В;, pdf, 1.07 MB, скачан: 1219 раз./

• Ломоносов, В.Ю.; Поливанов, К.М.; Михайлов, О.П. Электротехника. / Ломоносов, В.Ю.; Поливанов, К.М.; Михайлов, О.П. Электротехника. Одна из лучших книг, посвящённых основам электротехники. Изложение начинается с самых основ: объясняется, что такое напряжение, сила тока и сопротивление, приводятся указания по расчёту простейших электрических цепей, рассказывается о взаимосвязи и взаимозависимости электрических и магнитных явлений. Объясняется, что такое переменный ток, как устроен генератор переменного тока. Описывается, что такое конденсатор и что собой представляет катушка индуктивности, какова их роль в цепях переменного тока. Объясняется, что такое трёхфазный ток, как устроены генераторы трёхфазного тока и как организуется его передача. Отдельная глава посвящена полупроводниковым приборам: в ней речь идёт о полупроводниковых диодах, о транзисторах и о тиристорах; об использовании полупроводниковых приборов для выпрямления переменного тока и в качестве полупроводниковых ключей. Коротко описываются достижения микроэлектроники. Последняя треть книги целиком посвящена электрическим машинам, агрегатам и оборудованию: в 10 главе речь идёт о машинах постоянного тока (генераторах и двигателях); 11 глава посвящена трансформаторам; о машинах переменного тока (однофазных и трёхфазных, синхронных и асинхронных) подробно рассказывается в 12 главе; выключатели, электромагниты и реле описываются в главе 13; в главе 14 речь идёт о составлении электрических схем. Последняя, 15 глава, посвящена измерениям в электротехнике. Эта книга — отличный способ изучить основы электротехники, понять основополагающие принципы работы электрических машин и агрегатов., zip, 13.87 MB, скачан: 3256 раз./

Ещё пособие по двигателям:
• Пуск и защита двигателей переменного тока / Пуск и защита двигателей переменного тока. Системы пуска и торможения двигателей переменного тока. Устройства защиты и анализ неисправностей двигателей переменного тока. Руководство по выбору устройств защиты. Руководство от Schneider Electric, pdf, 1.17 MB, скачан: 2465 раз./