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施耐德感应电机安装电力负荷的特性

作者:施耐德代理商   时间:2019-11-08 13:57   

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。

\definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}Pa=\frac{Pn}{\eta\cos\phi}

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限。这时,某些开关柜的承受力达到了值,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,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 配合。

电机启动电流

尽管可以在市场上买到效率的电机,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,

\mbox{cos}\ \phi= \frac{\mbox{input(kW)} }{\mbox{output(kVA)} }

所以输入视在功率减小,则 cos φ 值将会大 (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:
\mbox{I} = \mbox{Ia}\ \frac{\mbox{cos}\ \phi}{\mbox{cos}\ \phi^'} \ ,

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。

所需无功功率的计算

其目的是为了确定需要补偿的无功功率Qc(kvar),以提高功率因数cosφ,并减少视在功率S。

按装置的有功功率和功率因数计算: Qc=P ×(tanΦ- tanΦ');

其中tanΦ是根据补偿前装置的功率因数cosΦ计算而来;

tanΦ'是根据补偿后的cosΦ'换算而来;

P为装置的有功功率,单位kw;

Qc为无功电容器容量,单位kvar。


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。