Как рассчитать ток двигателя по мощности
На табличке асинхронного двигателя P означает мощность на валу. Из сети он берёт больше, P / КПД, и ещё часть уходит на реактивную составляющую (её учитывает cos φ). Поэтому формула тока двигателя такая:
- трёхфазный: I = P / (1,732 × U × КПД × cos φ), U между фазами, 380 или 400 В;
- однофазный: I = P / (U × КПД × cos φ), U = 220 или 230 В.
P подставляют в ваттах, КПД долей (84 % = 0,84). Формула сходится с заводским каталогом: по всем 45 строкам АИР на 3000 и 1500 об/мин расчёт отличается от таблицы меньше чем на 1,5 % (руководство АИР «БЭЗ», прил. 1). Если на табличке уже написаны амперы, они главнее: калькулятор нужен, когда таблички нет, она закрашена или двигатель ещё выбирают.
- Выберите АИР из каталога или введите числа с таблички.
- Посчитайте Iн по формуле выше.
- Умножьте Iн на кратность Iп/Iн, получится пусковой.
- По пусковому проверьте защиту от КЗ.
Номинальный и пусковой ток трёхфазного двигателя: таблица
Сеть 380 В, двигатели АИР, КПД, cos φ и кратность пуска по каталогу. Числа посчитаны калькулятором.
| кВт | 1500 об/мин, Iн, А | Iп, А | 3000 об/мин, Iн, А | Iп, А |
|---|---|---|---|---|
| 1,5 | 3,95 | 23,7 | 3,48 | 24,3 |
| 2,2 | 5,36 | 37,5 | 4,97 | 34,8 |
| 3 | 7,12 | 49,9 | 6,54 | 49,0 |
| 4 | 9,38 | 65,7 | 8,41 | 63,1 |
| 5,5 | 12,13 | 84,9 | 11,17 | 83,8 |
| 7,5 | 15,77 | 110,4 | 15,06 | 112,9 |
| 11 | 22,87 | 160,1 | 21,34 | 160,0 |
| 15 | 30,13 | 225,9 | 28,77 | 215,8 |
| 18,5 | 36,11 | 270,9 | 34,70 | 260,3 |
| 22 | 43,21 | 324,1 | 41,04 | 307,8 |
| 30 | 57,92 | 417,1 | 55,41 | 415,6 |
| 37 | 69,85 | 503,0 | 67,89 | 509,2 |
| 45 | 84,96 | 611,7 | 82,30 | 617,3 |
| 55 | 103,28 | 743,6 | 99,27 | 744,6 |
| 75 | 137,75 | 991,8 | 135,37 | 1015,3 |
| 90 | 165,31 | 1190,2 | 161,57 | 1211,8 |
Отсюда и ходовая прикидка «2 А на киловатт»: у 5,5 кВт выходит 2,2 А на кВт, у 30 кВт 1,9 А. Для малых двигателей она врёт сильнее. АИР56A4 на 0,12 кВт берёт 0,55 А, это 4,6 А на кВт, потому что КПД у него 53 %, а cos φ 0,63.
Кратность пускового тока: во сколько раз Iп больше Iн
Кратность показывает, во сколько раз пусковой ток асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором превышает номинальный. На табличке и в каталоге её пишут как Iп/Iн. У АИР на 1500 об/мин кратность 4,0 у самых малых, от 5,2 до 6,0 у двигателей от 0,37 до 1,5 кВт, 7,0 от 2,2 до 11 кВт и 7,2–7,5 выше. У серии на 3000 об/мин от 5,5 до 7,5. Полный ряд по каталогу в таблице норм ниже.
Нормы: кратность пуска АИР и плавкая вставка по ПУЭ
| Что | Норма | Откуда |
|---|---|---|
| Пусковой ток к току вставки, лёгкий пуск, не более | 2,5 | ПУЭ, п. 5.3.56; ПУЭ РК, п. 1765 |
| То же, тяжёлый пуск | 2 | ПУЭ, п. 5.3.56; ПУЭ РК, п. 1765 |
| То же, тяжёлый пуск, нижняя граница | 1,6 | ПУЭ, п. 5.3.56; ПУЭ РК, п. 1765 |
| Сеть 3 фазы, старое обозначение (каталог АИР) | 380 В | ГОСТ 29322-2014, табл. 1, сноска а) |
| Сеть 3 фазы | 400 В | ГОСТ 29322-2014, табл. 1 (230/400 В) |
| Сеть 1 фаза | 230 В | ГОСТ 29322-2014, табл. 1 (230/400 В) |
| Сеть 1 фаза, старое обозначение | 220 В | ГОСТ 29322-2014, табл. 1, сноска а) |
| Iп/Iн: АИР56A4, 0,12 кВт | 4 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР56B4, 0,18 кВт | 4 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР63A4, 0,25 кВт | 4 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР63B4, 0,37 кВт | 5,2 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР71A4, 0,55 кВт | 5,2 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР71B4, 0,75 кВт | 6 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР80A4, 1,1 кВт | 6 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР80B4, 1,5 кВт | 6 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР90L4, 2,2 кВт | 7 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР100S4, 3 кВт | 7 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР100L4, 4 кВт | 7 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР112M4, 5,5 кВт | 7 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР132S4, 7,5 кВт | 7 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР132M4, 11 кВт | 7 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР160S4, 15 кВт | 7,5 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР160M4, 18,5 кВт | 7,5 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР180S4, 22 кВт | 7,5 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР180M4, 30 кВт | 7,2 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР200M4, 37 кВт | 7,2 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР200L4, 45 кВт | 7,2 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР225M4, 55 кВт | 7,2 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР250S4, 75 кВт | 7,2 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
| Iп/Iн: АИР250M4, 90 кВт | 7,2 раз | Руководство АИР «БЭЗ», прил. 1 |
Пример расчёта пускового тока двигателя
Насос на АИР112M4: 5,5 кВт, 1500 об/мин, сеть 380 В. По каталогу КПД 84 %, cos φ 0,82, Iп/Iн 7,0. Iн = 5500 / (1,732 × 380 × 0,84 × 0,82) = 12,13 А, в таблице завода 12,1 А. Iп = 12,13 × 7,0 = 84,9 А. Из сети он берёт 5,5 / 0,84 = 6,55 кВт. Пуск лёгкий, поэтому вставка не меньше 84,9 / 2,5 = 34 А.
Как подобрать защиту по току двигателя
Защиту от КЗ ставят предохранителями или автоматическим выключателем. Вставку и расцепитель выбирают так, чтобы КЗ на зажимах отключалось надёжно, а пуск защиту не выбивал. При лёгком пуске отношение Iп к номиналу вставки «должно быть не более 2,5», при тяжёлом (долгий разгон, частые пуски) 2,0–1,6 (ПУЭ, п. 5.3.56; ПУЭ РК, п. 1765). АИР на 11 кВт, 3000 об/мин, тяжёлый пуск: Iп 160 А, вставка от 80 до 100 А. Если на табличке кратность маленькая и Iп / 2,5 выходит ниже Iн, калькулятор ставит вставку по Iн: меньшая сгорит в работе.
Для автомата ПУЭ числа не даёт, условие то же: расцепитель не должен срабатывать от пускового тока. Поэтому характеристику автомата сверяют с Iп из калькулятора, а номинал подбирают в калькуляторе автомата по мощности.
Защиту от перегрузки ставят, когда механизм может перегрузиться по технологии. Она работает с выдержкой времени, её может дать тепловое реле или другое устройство (ПУЭ, п. 5.3.57; ПУЭ РК, п. 1766). Завод АИР называет минимальный набор: защита от КЗ, от перегрузки, контроль обрыва фаз и напряжения (руководство, п. 5.4). После пуска ток под нагрузкой меряют клещами. Он не должен превышать номинальный с таблички (п. 5.5), поэтому тепловое реле или мотор-автомат выставляют по Iн.
Кабель берут по тому же Iн: сечение «должно соответствовать мощности двигателя и номинальному значению тока» с таблички (руководство АИР, п. 5.3). Сечение и потерю напряжения на длинной линии посчитает калькулятор сечения кабеля.
Как уменьшить пусковой ток асинхронного двигателя
Пуск «звезда-треугольник» годится, если в работе обмотки включены треугольником на напряжение сети: в сети 380 В это исполнение 380/660 В. В звезде на каждой обмотке в 1,732 раза меньше напряжения, и линейный ток при пуске падает втрое. Момент при этом тоже меньше. Устройство плавного пуска и частотник подбирают по паспорту. Для частотника берут двигатель с допуском к работе от преобразователя, это пишут в паспорте: общепромышленные АИР «БЭЗ» для этого не предназначены (руководство, п. 5.4).
Ток однофазного двигателя
Однофазный АИРЕ 80 С2 на 2,2 кВт, 220 В, КПД 76 %, cos φ 0,95 берёт 2200 / (220 × 0,76 × 0,95) = 13,85 А. В руководстве завода 13,8 А. Кратность пуска для однофазного двигателя берите с его таблички. Без неё калькулятор пусковой ток не считает.
Расчёт предварительный и не заменяет проект и проверку электрика: автомат, тепловое реле и сечение кабеля подбирают по табличке конкретного двигателя.
Двигатель считают до заказа щита и кабеля, и тогда пускатель, защиту и линию можно сразу внести в смету электромонтажа. Если работы ведёт компания в программе RemontCRM, вы видите эту смету целиком и фиксируете её цену до начала работ.