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电气设计参数——电机的额定功率Pn和电机供电的视在功率Pa

发布日期:2015/04/13已有 2167 人浏览

电流需求量
        电机的额定功率 Pn (单位:kW) 表示其额定等值机械功率输出。
        为电机供电的视在功率 Pa (单位:kVA) 是输出功率、电机效率和功率因数的一个函数。

        

        电机的满负荷电流 Ia 可由以下公式得出:
            三相电机:Ia = Pn x 1,000 / (3 x U x η x cos φ)
            单相电机:Ia = Pn x 1,000 / (U x η x cos φ)
        式中:
        Ia = 需用电流,A。
        Pn = 额定功率,kW。
        U = 对于三相电机,为相间电压;对于单相电机,为接线端间的电压,V。
        单相电机可采取相对中性线或相对相的连接方式。
        η = 效率,即:输出 kW / 输入 kW。
        cos φ = 功率因数,即:输入 kW / 输入 kVA。

次瞬变电流及保护的设定
        次瞬变电流的峰值可能会很高;典型的数值大约为有效额定电流值 Inm 的 12 ~ 15 倍。有时候这一数值能达到 Inm 的 25 倍。
        设计了梅兰日兰 (Merlin Gerin) 断路器、 Telemecanique 接触器和热继电器来应对电机启动时非常高的次瞬变电流 (次瞬变峰值可以达到有效额定电流值 Inm 的 19 倍)。
        如果在启动过程中发生过流保护的意外跳闸,则说明启动电流超过了规定的极限。这时,某些开关柜的承受力达到了最大值,而使使用寿命缩短,甚至某些设备会受到损害。为避免发生这种情况,必须要考虑扩大开关柜装置的大小。
        设计了 Merlin Gerin 和 Telemecanique 开关柜以确保防止短路的电机启动装置的保护。视危险程度情况,从表中选择适当的断路器、接触器和热继电器的组合,确定用1 型或 2 型 (见特殊电源和负荷特性章) 配合。

电机启动电流
        尽管可以在市场上买到高效率的电机,但实际上,其启动电流与某些标准电机的启动电流大体上是相同的。
        星三角启动装置、静态软启动装置或变频器的使用可以降低启动电流值 (例如:电流由 7.5 Ia 降为 4 Ia)。

供给感应电机的无功功率 (单位:kvar) 补偿
        从技术和经济角度考虑,减小供给感应电机的电流通常是有利的。这可以在不影响电机功率输出的情况下通过使用电容器来实现。
        这一原理对感应电机运行的应用通常称作“功率因数改善”或“功率因数校正”。
        正如功率因数和滤波章中所讨论的,使用电容器能够明显减小供给感应电机的视在功率 (kVA)。输入视在功率的减小表明输入电流也相应减小 (因为电压保持不变)。
        特别建议对那些工作时间长且功率轻载的电机进行无功功率补偿。
        如上所述,
        

        所以输入视在功率减小,则 cos φ 值将会增大 (即改善)。
        进行功率因数校正之后,馈给电机的电流可由以下公式得出:
        

        式中: cos φ – 是补偿前的功率因数,而 cos φ – 是补偿后的功率因数, Ia – 为补偿前电流。应该指出的是,变速驱动变流器具有无功功率补偿性能。
        图表 A4 中列举了几种供电电压下的电机额定功率和标准电机额定电流值。

kW

hp

230 V

380 - 415 V

400 V

440 - 480 V

500 V

690 V

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