Расчет тока по мощности — как правильно вычислить

Часто возникает ситуация, когда известна мощность электродвигателя или потребляемая мощность какого-то прибора в кВт или Ваттах, а какое значение выставить на токовом реле или автоматическом выключателе непонятно. Или чисто бытовой вопрос как расчитать ток вводного автомата в квартиру, если разрешенная мощность на вводе 6 или 10 кВт. Эта статья написана так чтобы быть понятной даже для далеких от техники и электричества людей. Но и те, кто просто давно не пользовался и забыл нужные формулы тоже найдет здесь нужную информацию. Здесь мы разберемся как рассчитать ток по мощности, так и наоборот, как сделать расчет мощности по току.

Что такое ток, напряжение и мощность

Чтобы понять работу эклектической сети представим, что напряжение – это перепад высоты. Например, есть точка А (это фаза), которая на 220 см выше точки В (это ноль). И между этими точками наклонно проложена труба. Если залить воду в верхний конец трубы она потечет вниз – это можно сравнить с электрическим током. Чем больше воды течет, тем больше ток. Теперь представим, что вода течет не просто так, а попадает на колесо мельницы. Чем больше воды и чем сильнее она разогнана, тем более тяжелое колесо этот поток сможет сдвинуть и разогнать до более высокой скорости – это мощность. То есть мощность – это количество полезной работы, которую может сделать электрический ток.

Если мы не можем изменить наклон (напряжение) чтобы увеличить количество выполняемой работы, остается увеличивать ток. А значит лить воды побольше и брать трубу потолще. Вот тут прямая аналогия между толщиной провода и диаметром трубы. Через толстый провод может «пролезть» больше тока.

ВАЖНО! Не стоит ставить на ввод старого дома автоматический выключатель слишком большого номинала. Ну чтобы хватало и можно было одновременно и чайник, и стиральную машинку и микроволновку включить. Старая проводка, которая была рассчитана на 5-6 кВт общей нагрузки этого не выдержит и сгорит первой, хорошо если не вместе с домом.

Но сколько это вот это не слишком много и есть ли какой-то калькулятора мощности и тока.

Формула расчета мощности однофазной и трехфазной нагрузки

В бытовых сетях напряжение как правило 220 В – это однофазная сеть, где есть одна фаза, ноль, ну и в современных сетях кроме нуля есть еще провод заземления. Если какой-то электродвигатель или другой прибор рассчитан на работу в трехфазной сети, то на нем часто указано напряжение 220/380В или 250/400. В таких цепях идет три фазных провода, один нулевой, ну и защитное заземление. Напряжение в 380В получается между разными фазами. В это же время напряжение (разница потенциалов) любой из фаз относительно нуля 220В. Не будем здесь разбирать подробно как это получается, там все дело в сдвиге фазного напряжения в сетях переменного тока именно поэтому напряжение между соседними фазами каждая из которых дает 220В относительно нуля 380 В, а не 440В.

Есть формула определения электрической мощности из школьного курса физики:

P=U*I,

где Р – это мощность в ваттах или киловаттах, U – напряжение в вольтах, I – это сила тока в амперах. Расчет тока по мощности для цепи постоянного тока:

I = P/U

Она прекрасно работает для постоянного тока, там, где питанием служит батарейка или аккумулятор. Но с цепями переменного тока где направление движения тока меняется 50 раз в секунду все немного по-другому.

Продолжая нашу аналогию перепадами уровней и трубами наша точка А (фаза) 50 раз в секунду меняет положение то выше, то ниже нуля, на 220см. И эта «болтанка» вносит свои коррективы.

Формула для расчета тока по мощности для однофазной сети переменного тока:

I = P / (U × cosφ)

Здесь появляется новая величина – cosⱷ (косинус фи) в бытовых электросетях она равна 0,9-0,98. Угол ⱷ — это угол между вектором тока и напряжения, и чем этот угол меньше, тем ближе косинус к единице. По сути она показывает насколько эффективно работает электрический ток.

Если продолжить нашу аналогию с водой и перепадами уровней, то здесь таким углом ⱷ может быть задержка в токе воды. Когда перепад высоты уже изменился на противоположный, а вода в трубах в обратную сторону течь еще не начала. Вода никуда не девается и все равно доходит куда нужно, но момент инерции задерживает поток и немного снижает эффективность.

Для примера посчитаем какой ток потребляет электрочайник мощностью 2кВт и компьютер с монитором общей мощностью 450 Вт.

Итак, известно:

• напряжение бытовой сети – 220В частотой 50Гц;
• примем cosⱷ = 0,95
• мощность1 = 2000 Вт, мощность2 = 450 Вт.

Ток, потребляемый чайником:

I = 2000/(220*0,95) = 2000/209 = 9,6 ампер

Ток, потребляемый компьютером:

I=450/(220*0,95)= 450/209 = 2,15 ампер

Но что, если нужно подобрать автомат защиты или тепловое реле для трехфазной цепи. Например, для подключения циркулярной пилы с трехфазным двигателем. Здесь расчёт тока по мощности выглядит так

I = P / (U × cosφ × √3)

Здесь добавляется , и величина косинуса фи, в трехфазных сетях тоже меньше. Все зависит от нагрузки. Электромоторы как раз снижают этот показатель. И на табличке каждого электродвигателя кроме номинального напряжения и мощности указывается паспортное значение cosⱷ. Чаще всего это значение находится в диапазоне от 0,78 до 0,88, в зависимости от года выпуска и класса двигателя.

Для примера допустим, что у нас электродвигатель:

• мощностью 3 кВт;
• косинусом фи – 0,83;
• подключен треугольником – значит напряжение 380В.

I = 3000/(380*0,83*1,732) = 5,5 ампер

Вы, наверное, заметили, что токи в трехфазных сетях всегда меньше по сравнению с однофазными при одинаковой полезной мощности. Это действительно так и не только за счет более высокого напряжения. Но физические принципы здесь разбирать не будем, но будем рады если те, кому интересно докопаться до сути найдет ответ самостоятельно.

Как подобрать автоматический выключатель по нагрузке бытовой техники

Разберем обратную ситуацию, когда есть автоматические выключатели стандартных номиналов: 10; 16; 25; 32; 40 А. Как определить какую нагрузку они выдерживают и сколько розеток можно подключить к одному выключателю.

Скорее всего речь идет о бытовой однофазной сети напряжением 220 А и можно воспользоваться теми же формулами, что описаны выше.

Но для приблизительных расчетов можно воспользоваться приведенными коэффициентами. Для однофазной сети это 4,6. Например нужно быстро прикинуть какую мощность выдержит автомат на 16А

16/4,6 =3,47 кВт

Это довольно много, значит можно смело подключать четыре розетки, например, на кухне. Каждая бытовая розетка рассчитана на ток 10 А. Но вряд ли все четыре розетки будут задействованы и загружены одновременно. Возможна ситуация, когда одновременно работает электрочайник и микроволновая печь, но их суммарную нагрузку (чайник 2 кВт + микроволновка 1 кВт) автомат вполне выдержит.

Для особо мощных потребителей стиральной машины или электродуховки лучше выделить отдельный автоматический выключатель на одну розетку.

Электроплиту с духовкой нужно запитывать отдельной кабельной линией через специальный силовой разъем. В квартирах где по проекту изначально предполагалась электроплита вся подводка для подключения должна быть подготовлена строителями.

Для трехфазных сетей тоже есть такие приблизительные коэффициенты, но там еще нужно учитывать к фазному или линейному напряжению должна быть подключена нагрузка (220 или 380В). И если выбрать неправильный вариант можно сильно ошибиться поэтому приводить в этой статье мы их не будем. Лучше обратиться к профессионалам в крайнем случае воспользоваться одним из множества онлайн калькуляторов для расчетов мощности и тока.

Не менее важно правильно подобрать сечение проводов и кабелей для проводки, см. таблицу ниже.

Надеемся материал статьи был для вас полезен. Если нужно подобрать автоматические выключатели и корпус для квартирного щитка звоните по номеру 066 165-65-35.

Мощность трехфазной сети: расчет полной мощности по формуле

В первом случае они имеют один общий проводник. При таком применении возможна подача сетевого или фазного напряжения. В квартире первое напряжение составляет 380 В, а второе – 220 В. Общий провод обычно соединяется с землей, хотя существуют электрические схемы, в которых это не предусмотрено.

Многофазный переменный ток был создан американским ученым Н. Тесла. В России ученый М. Доливо-Добровольский разработал и способствовал повсеместному внедрению трехфазной сети.

Соединение источника и потребителя

Подключены три фазы переменного тока одинаковой амплитуды, смещенные друг относительно друга на 120°. Фазы могут быть соединены несколькими способами. Наиболее распространенными являются звезда и дельта.

В первом случае они имеют один общий проводник. При таком типе применения возможно подача сетевого или фазного напряжения. В жилище первое напряжение составляет 380 вольт, а второе – 220 вольт. Общий провод обычно соединяется с землей, хотя существуют электрические схемы, в которых это не так.

Обратите внимание! При соединении треугольником каждый выход фазы подключен к одному выходу второй фазы.

Трехфазная линия электропередачиПо соединительным проводам течет ток I=P1/(U-1,73-cofi ) = 4430/(220-1,73-0,8)=14,57 А.

Содержание

Расчет трехфазного тока

В данной статье для простоты обозначений линейные величины напряжения, тока и мощности в трехфазной системе будут даны без подстрочных индексов, т.е. U, I и P.

Трехфазная мощность равна трехкратной мощности одной фазы.

При соединении звездой PY=3-Uf-If- cos phi =3-Uf-I- cosphi .

При дельта-соединении P=3-Uf-If- cos phi =3-Uf-If- cosfi .

На практике используется формула, в которой ток и напряжение обозначаются как линейные величины как для соединения звездой, так и треугольником. Подставив Uf=U/1,73 в первое уравнение и If=I/1,73 во второе уравнение, получим общую формулу P= 1,73-U-I- cosfi .

Какую мощность P1 будет потреблять из сети трехфазный асинхронный двигатель, показанный на рис. 1 и 2, соединенный в звезду и треугольник, если напряжение сети U=380 В и ток сети I=20 A с cosfi = 0,7-…

Вольтметр и амперметр показывают линейные значения, среднеквадратичные значения.

Мощность двигателя в соответствии с общей формулой составляет:

P1=1,73-U-I- cosfi =1,73 – 380-20-0,7=9203 Вт=9,2 кВт.

Если рассчитывать мощность через фазные значения тока и напряжения, то при соединении звездой фазный ток If=I=20 А, а фазное напряжение Uf=U/1,73=380/1,73,

P1=3-Uf-If – cosf =3-U/1,73-I- cosf =31,7380/1,73-20-0,7;

P1=3 – 380/1,73-20-0,7=9225 Вт = 9,2 кВт.

При соединении треугольником фазное напряжение Uf=U и фазный ток If=I/ 1,73=20/ 1,73; поэтому

P1=3-Uf-If – cosfi =3-U-I/ 1,73- cosfi ;

P1=3 – 380-20/1,73-0,7=9225 Вт = 9,2 кВт.

2. В четырехпроводной трехфазной сети лампы подключены между линейным и нейтральным проводниками, а двигатель D подключен к трем линейным проводникам, как показано на рисунке 3.

К каждой фазе подключены 100 ламп по 40 Вт и 10 двигателей по 5 кВт каждый. Каковы активная и полная мощности генератора D при sinfi=0,8 Каковы фазные, линейные и нейтральные токи генератора при напряжении сети U=380 В?

Общая мощность ламп Rl=3-100-40 Вт =12000 Вт = 12 кВт.

Лампы находятся под фазным напряжением Uф=U/ 1,73=380/1,73=220В.

Общая мощность трехфазных двигателей Rd=10-5кВт=50кВт.

Активная мощность, отдаваемая генератором, PG, и мощность, получаемая потребителем, P1, равны, если пренебречь потерями мощности в линии электропередачи:

P1=RG=Rl+Rd=12+50=62 кВт.

Полная мощность генератора S=RG/cosfi=62/0,8=77,5 кВА.

В этом примере все фазы одинаково нагружены, поэтому ток в нейтральном проводнике всегда равен нулю.

Фазный ток обмотки статора генератора равен линейному току (If=I), и его значение можно получить из формулы трехфазного тока:

I=P/( 1,73 -U – cosfi )=62000/(1,73-380-0,8)=117,8 A.

3. 4 показано, что плита мощностью 500 Вт подключена к фазе B и нейтральному проводнику, а лампа мощностью 60 Вт подключена к фазе C и нейтральному проводнику. Двигатель мощностью 2 кВт с cosfi = 0,7 и электроплита мощностью 3 кВт подключены к трем фазам ABC.

Какова общая активная и кажущаяся мощность потребителей – Какие токи протекают в каждой фазе при напряжении сети U=380 В

Активная мощность нагрузки P=500+60+2000+3000=5560Вт=5,56 кВт.

Полная мощность двигателя S=P/ cosfi =2000/0,7=2857 ВА.

Полная полная мощность потребителей составит: Соб=500+60+2857+3000=6417 ВА = 6,417 кВА.

Ток плиты Ip=Pn/Uf =Pn/(U- 1,73)=500/220=2,27 A.

Ток лампы Il=Rl/Ul =60/220=0,27 A.

Определите ток плиты по формуле мощности для трехфазного тока при cosfi = 1 (активное сопротивление):

P= 1,73-U-I- cosfi = 1,73-U-I;

I=P/( 1,73-U)=3000/( 1,73 – 380)=4,56 A.

Ток двигателя ID=P/( 1,73 -U- cosfi )=2000/( 1,73 -380-0,7)=4,34 A.

В проводнике фазы А протекают токи двигателя и электроплиты:

В фазе B протекают токи двигателя, кухонной плиты и электроплиты:

В фазе С протекают токи двигателя, лампы и электроплиты:

Токи везде приводятся в виде среднеквадратичных значений.

На рис. 4 показано защитное заземление электроустановки. Нулевой проводник должен быть полностью заземлен на питающей станции и у потребителя. Все части установки, к которым может прикоснуться человек, подключены к нулевому проводнику и, таким образом, заземлены.

Если одна фаза, например, C, случайно заземлена, возникает однофазное короткое замыкание, и предохранитель или автоматический выключатель для этой фазы отключает ее от сети. Если человек, стоящий на земле, коснется незаземленного проводника фаз A и B, он подвергнется воздействию только фазного напряжения. При незаземленном нейтральном проводнике фаза C не будет отключена, и человек будет находиться под напряжением сети, подаваемым на фазы A и B.

4 Какую мощность двигателя покажет ваттметр, подключенный к трехфазной сети с напряжением сети U=380 В при токе сети I=10 А и cosfi =0,7- КПД двигателя =0,8 Какова мощность двигателя на валу (рис. 5)?

Ваттметр покажет мощность P1, подаваемую на двигатель, т.е. полезную мощность P2 плюс потери мощности в двигателе:

P1= 1,73 U-I- cosfi = 1,73 – 380-10-0,7 = 4,6 кВт.

Полезная мощность за вычетом потерь в обмотках и стали и механических потерь в подшипниках

5. трехфазный генератор выдает ток I=50 A при U=400 В и cosfi = 0. 7. Какая механическая мощность в лошадиных силах необходима для вращения генератора, если КПД генератора равен 0.8 (рис. 6)-.

Активная электрическая мощность генератора, подаваемая на электродвигатель, PG2=-(3-) U-I- cosfi =1,73-400-50-0,7=24220 Вт =24,22 кВт.

Механическая мощность, подводимая к генератору PG1, покрывает активную мощность PG2 и его потери: PG1=PG2/G =24,22/0,8 – 30,3 кВт.

Эта механическая мощность, выраженная в лошадиных силах, равна:

PG1=30,3-1,36-41,2 КМ.

Рис. 6 показано, что механическая входная мощность PY1 подается на генератор. Генератор преобразует ее в электрическую энергию, которая равна

Эта активная мощность, равная PG2=1,73-U-I- cosfi, передается по проводам к электродвигателю, где преобразуется в механическую мощность. Кроме того, генератор посылает на двигатель реактивную мощность Q, которая намагничивает двигатель, но не потребляется в двигателе, а возвращается в генератор.

Она равна Q=1,73-U-I-ѕіпфи и не преобразуется ни в тепловую, ни в механическую энергию. Полная мощность S=P- cosfi , как мы видели ранее, определяет только степень использования материалов, применяемых при производстве машины. ]

6. трехфазный генератор работает при напряжении U=5000В и токе I=200А с cosfi =0,8. каков его КПД, если мощность двигателя, вращающего генератор, равна 2000 л.с.

Мощность двигателя, подаваемая на вал генератора (если нет промежуточных передач),

Мощность, развиваемая трехфазным генератором переменного тока,

PG2=(3-)U-I- cosfi =1,73-5000-200-0,8=1384000 Вт =1384 кВт.

КПД генератора PG2/PG1 =1384/1472=0,94=94%.

7 Какой ток протекает в обмотке трехфазного трансформатора мощностью 100 кВА и напряжением U=22000 В с cosfi =1

Полная мощность трансформатора S=1,73-U-I=1,73-22000-I.

Следовательно, ток I=S/(1.73-U)=(100-1000)/(1.73-22000)=2.63 A. ;

8.Какой ток потребляет трехфазный асинхронный двигатель с мощностью на валу 40 л.с. при напряжении 380 В, если его cosfi = 0,8 и КПД = 0,9.

Мощность на валу двигателя, т. е. полезная мощность, P2=40-736=29440 Вт.

Мощность двигателя, т.е. мощность, потребляемая от сети,

Ток двигателя I=P1/(1,73-U-I- cosfi )=32711/(1,73 – 380-0,8)=62 A.

9 Трехфазный асинхронный двигатель имеет следующие данные на плате: P=15 л.с.; U=380/220 В; cosfi = 0,8. Значения с заводской таблички называются номинальными значениями.

Какова активная, полная и реактивная мощность двигателя? Каковы значения полного, активного и реактивного токов (рис. 7)?

Механическая мощность двигателя (полезная мощность) равна:

Мощность P1, подводимая к двигателю, больше полезной мощности на величину потерь в двигателе:

Полная мощность S=P1/ cosfi =13/0,8=16,25 кВА;

Q=S-ssfi=16,25-0,6=9,75 кВАп (см. треугольник мощности).

Ток в соединительных проводах, т.е. ток линии, равен: I=P1/(1,73-U- cosfi )=S/(1,73-U)=16250/(1,731,7380)=24.7A.

Активный ток Ia=I- cosfi =24,7-0,8=19,76A.

Реактивный ток (намагничивание) Ip=I-sinfi=24,7-0,6=14,82 A.

10. Определите ток в обмотке трехфазного электродвигателя, если он соединен в треугольник, а полезная мощность двигателя P2=5,8 л.с. при КПД =90%, коэффициенте мощности cosfi =0,8 и напряжении сети 380 В.

Полезная мощность двигателя P2=5,8 л.с., или 4,26 кВт. Мощность, подаваемая на двигатель

P1=4,26/0,9=4,74 кВт. I=P1/(1,73-U- cosfi )=(4,74-1000)/(1,73 – 380-0,8)=9,02 A.

При соединении треугольником ток в фазной обмотке двигателя будет меньше, чем ток в питающих линиях: If=I/1,73=9,02/1,73=5,2 A.

11.Генератор постоянного тока для электролизной установки, рассчитанный на напряжение U=6В и ток I=3000А, в сочетании с трехфазным асинхронным двигателем образует мотор-генератор. КПД генератора G=70%, КПД двигателя D=90%, а его коэффициент мощности cofi=0,8. Определите мощность на валу двигателя и мощность, подводимую к двигателю (рис. 8 и 6).

Полезная мощность генератора PG2=UH-IH=61,73000=18000 Вт.

Входная мощность генератора равна мощности на валу P2 асинхронного приводного двигателя, которая равна сумме PG2 и потерь мощности в генераторе, т. е. PG1=18000/0,7=25714 Вт.

Активная мощность двигателя, подводимая к нему от сети переменного тока,

P1=25714/0,9=28571 Вт = 28,67 кВт.

12 Паровая турбина с КПД. -T=30% вращает генератор с КПД = 92% и cosfi = 0,9. Какова потребляемая мощность (л.с.) и ккал/с), которую должна иметь турбина, чтобы генератор выдавал ток 2000 А при U=6000 В (см. рис. 6 и 9 перед началом расчетов).

Мощность генератора, подаваемая на нагрузку,

PG2=1,73 – U-I- cosfi =1,73-6000-2000-0,9=18684 кВт.

Мощность, подводимая к генератору, равна мощности Р2 на валу турбины:

Мощность, подводимая к турбине паром

или P1=67693-1.36=92062 л.с.

Потребляемая турбиной мощность в ккал/сек определяется по формуле Q=0,24-P-t;

13. Определите площадь поперечного сечения проводника длиной 22 м, по которому течет ток к трехфазному двигателю мощностью 5 л.с. и напряжением 220 В, обмотки статора которого соединены в треугольник. cosfi = 0,8; -=0,85. Допустимое падение напряжения в проводниках U=5%.

Потребляемая мощность двигателя при эффективной мощности P2

По соединительным проводам течет ток I=P1/(U-1,73- cosfi ) = 4430/(220-1,73-0,8)=14,57 А.

В трехфазной линии токи складываются в геометрической прогрессии, поэтому падение напряжения на проводнике должно быть U : 1,73, а не U : 2, как для однофазных токов. Далее – сопротивление проводника:

Где U – в вольтах.

Площадь поперечного сечения проводников в трехфазной цепи меньше, чем в однофазной.

14. Определите и сравните сечения проводников для однофазного и трехфазного переменного постоянного тока. 210 ламп мощностью 60 Вт каждая и напряжением 220 В подключены к цепи на расстоянии 200 м от источника питания. Допустимое падение напряжения составляет 2%.

(a) В случае постоянных токов и однофазных переменных токов, т.е. при наличии двух проводников, сечения будут одинаковыми, так как при осветительной нагрузке cosfi = 1 и передаваемой мощности

и ток I=P/U=12600/220=57,3 A.

Допустимое падение напряжения U=220-2/100=4,4В.

Сопротивление обоих проводников r=U/I-4,4/57,3=0,0768 Ом.

Для передачи электроэнергии общее сечение кабеля 2-S1=2-91,4=182,8мм2 при длине кабеля 200м.

б) При трехфазном токе лампы можно соединить в треугольник, по 70 ламп на сторону.

При cosfi = 1 мощность, передаваемая по проводам, равна P=1,73-Ul-I.

Допустимое падение напряжения в одном проводнике трехфазной сети составляет не U-2 (как в однофазной сети), а U-1.73. Сопротивление одного проводника в трехфазной сети составит:

Общее сечение проводников для передачи 12,6 кВт в трехфазной сети при соединении треугольником меньше, чем в однофазной сети: 3-S3f=137,1 мм2.

(c) При соединении звездой требуется сетевое напряжение U=380 В, чтобы фазное напряжение на лампах было 220 В, т.е. лампы будут включены между нейтральным и каждым сетевым проводником.

Ток в проводах будет: I=P/(U:1,73)=12600/(380:1,73)=19,15 A.

Сопротивление провода r=(U:1,73)/I=(4,4:1,73)/19,15=0,1325 Ом;

Общее поперечное сечение в соединении “звезда” наименьшее, что достигается за счет увеличения напряжения тока для передачи заданной мощности: 3-S3zv=3-25. 15=75.45 мм2.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею в социальных сетях. Это очень поможет в развитии нашего сайта!

Расчет начинается с силовой нагрузки P1 = 0,35 x 50 = 17,5 кВт. Затем рассчитывается нагрузка на освещение P2 = 0,9 x 3 = 2,7 кВт. Поэтому общая расчетная нагрузка составит P = P1 + P2 = 17,5 + 2,7 = 20,2 кВт.

Расчет электрической нагрузки

Первый шаг – это предварительный расчет потребления электроэнергии. Для этого необходимо сложить мощность всех приборов в доме. К ним относятся как мощные приборы, так и обычные бытовые приборы и освещение. Для некоторых домовладельцев этот список можно расширить, включив в него подогрев полов.

Всю необходимую информацию можно найти в техническом паспорте, который прилагается к каждому прибору. Некоторые приборы имеют соответствующую маркировку. Самые мощные блоки идут первыми, за ними в порядке убывания мощности следует остальное оборудование.

Для расчета возьмем стиральную машину мощностью 2600 Вт, электрический водонагреватель мощностью 1900 Вт, утюг мощностью 1500 Вт, пылесос мощностью 1000 Вт, микроволновую печь мощностью 800 Вт, компьютер и оргтехнику мощностью 600 Вт, осветительное оборудование мощностью 400 Вт (с энергосберегающими лампочками), холодильник мощностью 300 Вт, телевизор мощностью 100 Вт. Конечный результат составляет 9200 Вт и должен быть переведен в киловатты. Для этого 9200 Вт делим на 1000 и получаем 9,2 кВт – это и есть расчетное потребление электроэнергии.

С такой мощностью может справиться однофазная сеть, но в частных домах устанавливается более мощное оборудование, для которого лучше использовать сеть 380v. Таким образом, гарантируется бесперебойная работа котлов отопления и горячего водоснабжения, насосов, двигателей и другого оборудования.

Robc=Ua∙Ia∙cosϕa+ Ub∙Ib∙cosϕb+ Uc∙Ic∙cosϕc,

Измерение мощности с помощью ваттметра

Потребляемая мощность трехфазного тока измеряется с помощью ваттметров. Это может быть специальный ваттметр для 3-фазной сети или однофазный счетчик с определенной схемой ваттметра. Современные измерительные приборы часто являются цифровыми. Такие конструкции характеризуются высокой точностью измерений, с большими возможностями оперирования входными и выходными данными.

Варианты измерений:

• Соединение звездой с нейтральным проводником и симметричной нагрузкой – счетчик подключается к одной из линий, показания умножаются на три.
• Несбалансированное потребление тока при соединении звездой – три ваттметра в каждой фазной цепи. Показания ваттметров суммируются;
• Свободная нагрузка и соединение треугольником – два ваттметра, соединенные в цепи любых двух нагрузок. Показания ваттметра также суммируются.

На практике цель всегда состоит в том, чтобы сделать нагрузку симметричной. Это, во-первых, повышает производительность сети, а во-вторых, упрощает учет электроэнергии.

Поэтому общая мощность трехфазной сети для данного типа подключения будет равна:

Расчет мощности электрической нагрузки

Для того чтобы избежать проблем с электропроводкой во время эксплуатации, прежде всего, необходимо правильно рассчитать и выбрать сечение кабеля, так как от этого будет зависеть и пожарная безопасность здания. Неправильное сечение может стать причиной короткого замыкания и пожара в электропроводке, а следовательно, во всем помещении и здании. Выбор размера зависит от многих параметров, но, пожалуй, самым важным является сила тока.

Формула для расчета силы тока

Если мы можем измерить ток в существующей цепи с помощью амперметра, то как быть, когда мы планируем систему? Мы не можем измерить ток в цепи, которая еще не существует. В этом случае используется метод расчета.
При известных параметрах мощности, напряжения сети и типа нагрузки ток может быть рассчитан по формуле:

Формула для однофазной системы I=P/(U×cosφ)

Формула для трехфазной системы I=P/(1,73×U×cosφ)

• P – электрическая мощность нагрузки, Вт;
• U – фактическое напряжение сети, В;
• cosφ – коэффициент мощности.

Мощность определяется на основе суммарной мощности всех приборов, которые планируется эксплуатировать и подключить к данной сети, обычно в соответствии с номиналами соответствующих приборов или приблизительными значениями для аналогичных приборов. Мощность рассчитывается на этапе проектирования электроустановки в жилище.

Коэффициент мощности зависит от типа нагрузки, например, для обогревателей и ламп он близок к 1, но любая активная нагрузка имеет реактивную составляющую, поэтому принимается коэффициент мощности 0,95. Это всегда следует учитывать для различных типов проводки.

Для приборов и оборудования большой мощности (электродвигатели, сварочные аппараты и т.д.) доля реактивной нагрузки выше, поэтому для таких приборов принимается коэффициент мощности 0,8.

Напряжение сети составляет 220 В для однофазного тока и 380 В для трехфазного тока, но для большей точности, если это возможно, рекомендуется использовать фактические значения напряжения, измеренные оборудованием.

Форма для расчета текущей мощности

Для расчета тока в цепях питания нагрузки, имеющих высокую реактивную кажущуюся мощность, как это часто бывает в промышленных источниках питания:

Трехфазная сеть с напряжением 380 В

Для трехфазного питания ток I (в амперах, A) рассчитывается по формуле:

I = P / 1,73 U,

где P – потребляемая мощность, W

U – напряжение сети, В,

Поскольку напряжение в трехфазной цепи питания составляет 380 В, формула будет выглядеть следующим образом

I = P /657, 4.

При трехфазном электроснабжении дома напряжением 380 В схема подключения выглядит следующим образом.

Сечение питающего кабеля для различных нагрузок при трехфазном питании/380 В для скрытого монтажа показаны в таблице.

Для расчета тока в цепях, питающих нагрузки, характеризующиеся высокой реактивной полной мощностью, типичной для промышленных применений:

• электродвигатели;
• Реакторы в светильниках;;
• сварочные трансформаторы;;
• индукционные печи.

Это явление должно быть учтено в расчетах. Устройства и оборудование большой мощности имеют более высокую долю реактивной нагрузки, поэтому в расчет для такого оборудования включается коэффициент мощности 0,8.

На практике при расчете электрических нагрузок для бытового использования принимается запас мощности в размере 5%. При расчете электрических сетей для промышленного производства принимается 20% резерв мощности.

Читайте далее:

• Трехфазные электрические цепи; Студопедия.
• Ваттметр в розетке: какую мощность он измеряет, как его подключить.
• Как найти начало и конец обмотки электродвигателя – ООО «СЗЭМО Электродвигатель».
• Звезда или треугольник – Советы электрикам – Electro Genius.
• Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.
• Трехфазные цепи (общая информация).
• Пуск электродвигателя по схеме «звезда-треугольник.

3-фазный калькулятор мощности + формула (кВт в ампер, ампер в кВт)

по

Довольно легко преобразовать кВт в ампер и ампер в кВт в простой однофазной цепи переменного тока (по сравнению с расчетом трехфазной мощности). Для этого требуется только основной закон Ома; Вы можете просто использовать наш калькулятор кВт в ампер здесь для конвертации.

В 3-фазной цепи переменного тока (обычно 3-фазный двигатель) преобразование ампер в кВт и кВт в ампер не так просто. Чтобы все упростить, мы создали 2 калькулятора трехфазной мощности:

1. Первый 3-фазный калькулятор мощности преобразует кВт в ампер . Для этого мы используем формулу 3-фазной мощности с коэффициентом 1,732 и коэффициентом мощности (мы также рассмотрим эту формулу). Вы можете перейти к 3-фазному калькулятору кВт в ампер здесь.
2. Второй 3-фазный амперный калькулятор преобразует ампер в кВт почти таким же образом. Мы применяем классическую формулу расчета тока трехфазного двигателя . Вы можете перейти к формуле 3-фазных ампер в кВт и калькулятору здесь.

Чтобы получить представление о том, как работают эти калькуляторы, вот скриншот калькулятора 3-фазной мощности:

Пример того, как работает 1-й калькулятор: 3-фазный двигатель, который потребляет 90 А и работает от сети 240 В с мощностью 0,8 фактор будет производить 29,93 кВт электроэнергии.

Прежде чем мы рассмотрим основы, давайте рассмотрим быстрый пример, чтобы проиллюстрировать, как работает расчет мощности в 1-фазной схеме по сравнению с 3-фазной схемой .

Пример: Допустим, у нас есть кондиционер мощностью 6 кВт в сети 120 В. Вот сколько ампер он потребляет:

• В однофазной цепи 6 кВт потребляет 50 ампер .
• В 3-фазной цепи (с коэффициентом мощности 1,0 ) калькулятор 3-фазной мощности показывает, что тот же прибор мощностью 6 кВт потребляет 28,87 ампер . Сколько ампер в трехфазном питании? При коэффициенте мощности 1,0 ток трехфазной сети в этой ситуации составляет 28,87 ампер.
• В 3-фазной цепи (с коэффициентом мощности 0,6 ) калькулятор 3-фазной мощности показывает, что тот же прибор мощностью 6 кВт потребляет 48,11 ампер .

Чтобы понять, почему мы получаем разную силу тока в 3-фазной цепи, давайте сначала проверим, как эти амперы рассчитываются с использованием формулы 3-фазной мощности:

3-фазная формула мощности

Вот простая формула, которую мы используем для расчета мощности в однофазной цепи переменного тока:

P (кВт) = I (ампер) × V (вольт) ÷ 1000

По сути, мы просто умножаем амперы на вольты. Коэффициент «1000» предназначен для преобразования Вт в кВт; мы хотим, чтобы результирующая мощность была в киловаттах. 1 кВт = 1000 Вт.

По сравнению с этим, формула трехфазной мощности немного сложнее. Вот уравнение трехфазной мощности:

P (кВт) = ( I (А) × В (В) × PF × 1,732) ÷ 1000

Как мы видим, электрическая мощность в Трехфазная цепь переменного тока зависит от:

• I (Ампер) : Электрический ток , измеряется в амперах. Чем больше у нас ампер, тем больше у нас мощность в трехфазной цепи.
• В (В) : Электрический потенциал , измеренный в вольтах. Чем больше у нас вольт, тем больше у нас мощность в трехфазной цепи.
• PF : Коэффициент мощности , это число от -1 до 1 (на практике от 0 до 1). Коэффициент мощности определяется как отношение активной мощности к полной мощности. Если ток и напряжение совпадают по фазе, коэффициент мощности равен 1. В трехфазной цепи ток и напряжение не совпадают по фазе; таким образом, коэффициент мощности будет где-то между 0 и 1. Он учитывает отношение реальной/полной мощности и иногда выражается в виде среднеквадратичного значения тока. Чем выше PF, тем больше кВт имеет 3-фазная цепь.
• 1,732 коэффициент : Это константа при расчете 3-фазной мощности. Это следует из вывода этого уравнения. Точнее, мы получаем квадратный корень из 3 (√3).
• 1000 фактор : Это еще одна константа. Он преобразует ватты в киловатты, потому что мы обычно предпочитаем иметь дело с киловаттами, а не с ваттами.

Поскольку нам нужно использовать коэффициент мощности для расчета кВт из ампер, эта формула также известна как «формула трехфазного коэффициента мощности».

Мы можем использовать это уравнение для разработки первого калькулятора: калькулятор трехфазной мощности (см. ниже).

Примечание. Позже мы также увидим, как можно использовать формулу трехфазного тока для разработки калькулятора силы тока трехфазного двигателя. Он преобразует кВт в ампер в трехфазных цепях, что очень важно в конструкции электродвигателя.

Калькулятор 3-фазной мощности: ампер в кВт (1-й калькулятор)

Вы можете свободно использовать этот калькулятор для преобразования ампер в кВт в 3-фазной цепи. Вам необходимо ввести ампер, напряжение и коэффициент мощности (от 0 до 1, для каждой цепи):

Как видите, чем больше у вас ампер и вольт, тем мощнее у вас трехфазный электродвигатель. Точно так же более высокий коэффициент мощности пропорционален более высокой выходной мощности.

Вы можете использовать этот пример, чтобы увидеть, как работает калькулятор трехфазной мощности: Двигатель 100 А в трехфазной цепи 240 В с коэффициентом мощности 0,9 производит 37,41 кВт электроэнергии. Вставьте эти 3 величины в калькулятор, и вы должны получить тот же результат.

Теперь о формуле расчета тока трехфазного двигателя:

Формула трехфазного тока

Как мы уже видели, эта формула мощности трехфазного тока вычисляет, сколько кВт электроэнергии будет потреблять двигатель:

P (кВт) = ( I (А) × V (В) × PF × 1,732) ÷ 1000

уравнение немного. Получаем формулу трехфазного тока так:

I (А) = P (кВт) × 1000 ÷ (В (В) × PF × 1,732)

Используя эту формулу мощности, мы можем, например, преобразовать 3-фазный двигатель в кВт в ампер. расчет. Обратите внимание, что если трехфазный двигатель с более низким напряжением и более низким коэффициентом мощности будет потреблять больше ампер для получения той же выходной мощности.

Вот калькулятор, основанный на формуле трехфазного тока:

Калькулятор трехфазного тока: кВт в ампер (2-й калькулятор)

Чтобы рассчитать амперы из кВт, вам необходимо ввести кВт, напряжение и мощность коэффициент трехфазного двигателя. Калькулятор будет динамически рассчитывать силу тока (в амперах) на основе введенных вами данных:

Вы можете использовать этот пример, чтобы проверить, правильно ли вы используете 3-фазный калькулятор мощности для преобразования кВт в ампер: Допустим, у нас есть 200 кВт двигатель на 480 В 3-фазная цепь с 0,8 коэффициент мощности . Такой двигатель потребляет 300,70 ампер. Вы можете вставить эти числа в калькулятор и посмотреть, получите ли вы правильный результат.

Мы используем 3-фазную цепь для тяжелых задач. Например, вы можете проверить, сколько времени нужно, чтобы полностью зарядить Теслу с помощью нагнетателя, и вы быстро поймете, что вам нужно какое-то дополнительное напряжение и целая куча ампер.

В общем, мы надеемся, что эти калькуляторы помогут вам определить мощность и токовые характеристики электродвигателей. Если у вас есть какие-либо вопросы о калькуляторе 3-фазной мощности или калькуляторе 3-фазного усилителя, вы можете использовать комментарии ниже, и мы постараемся вам помочь.

Содержание

Как рассчитать ток полной нагрузки однофазного и трехфазного двигателя (FLC) ~ Изучение электротехники

Рассчитать ток полной нагрузки однофазного или трехфазного двигателя переменного тока довольно просто. Однако необходимо полностью понимать термины входная мощность и мощность на валу двигателя, иначе в этом предполагаемом простом расчете будут допущены ошибки.

Входная мощность двигателя переменного тока — это мощность, которую он потребляет при подключении к однофазному или трехфазному источнику напряжения. Затем двигатель ускоряется, развивает крутящий момент и выдает мощность на валу.

Мощность на валу представляет собой выходную механическую мощность двигателя после учета потерь двигателя в статоре, роторе, обмотках и других потерь. Соотношение между входной электрической мощностью и механической мощностью на валу определяется следующим образом:

Выходная мощность двигателя на валу в кВт = Входная электрическая мощность в кВт x КПД двигателя

Таким образом, можно рассчитать потребляемую электрическую мощность, если известны данные о питании двигателя, т. е. напряжение, коэффициент мощности, потребляемый ток и КПД.

Однако, как это обычно бывает с большинством электродвигателей, номинальная мощность в кВт или л.с. обычно представляет собой мощность на валу, которую двигатель может передать нагрузке. Эта мощность на валу зависит от сетевого напряжения, коэффициента мощности, тока полной нагрузки и КПД двигателя, как показано ниже:

В Европе мощность на валу обычно измеряется в киловаттах (кВт). Однако в США мощность на валу измеряется в лошадиных силах (л.с.).

Мощность на валу однофазного двигателя определяется по формуле:

Где:

Вал Мощность трехфазного двигателя определяется по формуле:

Где:

Как рассчитать ток нагрузки однофазного и трехфазного двигателя фазный двигатель переменного тока, питаемый от источника 240 В с расчетным коэффициентом мощности 0,8 и КПД 85%, ток полной нагрузки будет получен путем изменения формулы мощности для однофазных двигателей, чтобы получить ток полной нагрузки двигателя как:

Предположим, у нас есть 3-фазный двигатель переменного тока мощностью 10 кВт с напряжением 415 В, 3-фазным источником питания с линейным напряжением, коэффициентом мощности 0,8 и КПД 88 %. Полный ток нагрузки будет получен путем манипулирования формулой мощности для 3-фазные двигатели, обеспечивающие ток полной нагрузки двигателя:

Важные примечания по расчету мощности двигателя

Электрическая мощность, потребляемая однофазным двигателем в кВт = U * I *CosØ/1000

Где ток здесь, I , представляет собой ток полной нагрузки или линейный ток который ДОЛЖЕН указывать для расчета мощности, потребляемой двигателем.