三相异步电动机的效率公式

227 2023-06-14 09:54

一、三相异步电动机的效率公式

口诀:白炽灯算电流,可用功率除压求;

日光灯算电流,功率除压及功率因数求(节能日光灯除外);

刀闸保险也好求,一点五倍额定流。

说明:照明电路中的白炽灯为电阻性负荷,功率因数cosΦ=1,用功率P单位瓦除以电压等于其额定电流。日光灯为电感性负荷,其功率因数cosΦ为0.4-0.6(一般取0.5),即P/U/cosΦ=I。

例1:有一照明线路,额定电压为220V,白炽灯总功率为2200W,求总电流选刀闸熔丝。

解:已知 U=220V,总功率=2200W

总电流I=P/U=2200/220=10A

选刀闸:QS=I×(1.1~1.5)=15A

选熔丝:IR=I×(1.1~1.5)=10×1.1=11A

(取系数1.1)

QS--------刀闸

IR---------熔丝

答:电路的电流为10安培,刀闸选用15安培,熔丝选用11安培。

例2:有一照明电路,额定电压为220V,接有日光灯440W,求总电流选刀闸熔丝。(cosΦ=0.5)

解:已知U=220V, cosΦ=0.5,总功率=440W

总电流I=P/U/ cosΦ=440/220/0.5=4A

选刀闸:QS=I×(1.1~1.5)=4×1.5=6A

选熔丝:IR=I×(1.1~1.5)= 4×1.5=6A

答:电路的总电流为4A,刀闸选用6A,熔丝选用6A。

二、380V/220V常用负荷计算

口诀:三相千瓦两倍安,热,伏安,一千乏为一点五

单相二二乘四五,若是三八两倍半。

说明:三相千瓦两倍安是指三相电动机容量1千瓦,电流2安培,热,伏安,一千乏一点五是指三相电热器,变压器,电容器容量1千瓦,1千伏安,1千乏电容电流为1.5安培,单相二二乘四五,若是三八两倍半是指单相220V容量1千瓦,电流为4.5安,380V单相电焊机1千伏安为2.5安培。

例1:有一台三相异步电动机,额定电压为380V,容量为14千瓦,功率因数为0.85,效率为0.95,计算电流?

解:已知 U=380V cosΦ=0.85 n=0.95 P=14千瓦

电流I=P/(×U×cosΦ×n)=P/(1.73×380×0.85×0.95)=28(安)

答:电流为28安培。

例2:有一台三相380伏、容量为10千瓦加热器,求电流?

解:已知 U=380V P=10千瓦

电流I=P/(×U)=10/(1.73×0.38)=15.21(安)

答:电流为15安。

例3:有一台380伏的三相变压器,容量20千伏安,求电流?

解:已知 U=380V S=20KWA

电流 I=S/(×U)=20/(1.73×0.38)=30.45(安)

答:电流为30安培。

例4:有一台BW0.4-12-3电容器,求电流?

解:已知 U=0.4千伏 Q=12 KVAR

电流I=Q/(×U)=12/(1.73×0.4)=17.3(安)

答:电流为17.3安培。

例5:有一台单相220V,容量1千瓦电烙铁,求电流?

解:已知U=220V P=1000瓦

电流I=P/U=1000/220=4.5(安)

答:电流为4.5安培。

例6:有一台单相电焊机,额定电压为380V,容量为28千伏安,求电流?

解:已知 U=380V S=28千伏安

电流I=S/U=28/0.38=73.6(安)

答:电流为73.6安培。

说明:以上计算单相设备电压为220V,功率因数cosΦ=1,电流为容量的4.5倍,单相设备电压为380V,如电焊机和行灯变压器之类负载,其电流为容量的2.5倍。

三、配电电力变压器的选择

口诀:电力变压器选容量,

总用电设备承同时率。

再除功率因数和效率。

说明:总用电设备是指工厂所有设备功率之和,同时率是指同时间投入运行的设备实际容量与用电设备容量的比值,一般选约为0.7

功率因数:一般选0.8-0.9

效率:一般为0.85-0.9

电力变压器容量=用电设备总容量×同时率/用电设备的功率因数×用电设备效率

例:有一工厂用电设备总容量700千VA,实际用量为600千VA,求用电变压器的容量。

同时率600千VA÷700千VA=0.86

电力变压器容量=(700×0.86)/(cosΦ=0.85×0.85)=600/0.722=830千VA

注:如功率因数为0.95,效率为0.9,其容量为:

电力变压器容量=(700×0.7)/(cosΦ=0.95×n=0.9)=490/0.855=576千VA

如:功率因数=0.7 ,n=0.9 同时率为0.75,求容量。

电力变压器容量=(700千VA×0.75)/(0.7×0.9)=525/0.63=833千VA

综合上述分析功率因数越低电力变压器选用越大,反之越小,总结必须提高功率因数才能达到节能降耗目的。

四、功率因数的计算

口诀:功率因数怎么求,

可看有功和无功电表求,

计算当月用电量,

即可算出功率因数。

说明:有的企业忽视了功率因数的高低,功率因数低可导致企业用电的成本增加,为了减少用电成本,功率因数必须达到0.9,关于功率因数的如何提高,将在下一节如何计算补偿功率因数的提高论述。

口诀中的功率因数怎样求,可看有功和无功电表求,计算当月用电量即可求出功率因数来,有的企业工厂配电系统未装功率因数表,功率表,没有无功补偿设备,只是配装了电压表、电流表、有功电度表、无功电度表,所以计算功率因数较为困难,可通过有功电度表当月的用电量千瓦/时和无功电度表Kvar/时,计算当月的功率因数。

例:当月有功电度用1000千瓦/时,无功电表用300Kvar/时,求当月的功率因数cosΦ。

解:cosΦ=有功/=1000/=1000/1044=0.957

若有功电度用1000千瓦/时,无功电表用750Kvar/时,求当月的功率因数cosΦ。

cosΦ=有功/=1000/=1/1.22=0.81

注:企业无功补偿的功率因数一般在0.7-0.85,有的在0.65以下,电动机功率越小,功率因数降低,大马拉小车,功率因数低,一般感应电机所占cosΦ70%,电力变压器占20%,导线占10%。

如配电屏上有功率因数表可以直接看出,或由配电屏上得电压表,电流表和功力表的指示数计算出瞬时功率因数。

即:cosΦ= P/(×U×I)

式中P为功率表(千瓦),U为电压指示数(千伏 0.38KV),I为电流表指示数(安)。

五、电动机接触器热元件选择

口诀:电动机选接流,两倍额定电流求,

电动机求电流,一千瓦等于一个流。

电动机选热元件,一点二倍额流算,

一倍额流来整定,过载保护有保证。

说明:交流接触器是接通和断开电动机负载电流的一种控制电器,一般交流接触器的额定电流按电动机额定电流的1.3-2倍选择,口诀中,电动机选接流,两倍额定电流求,是指电动机选择交流接触器的额定电流按电动机额定电流的2倍。选择口诀中的电动机,选热元件,一点二倍额流算,一倍额流来整定,过载保护有保证,是指电动机热元件其额定电流按电动机额定电流的1.2倍选择,按电动机1倍额定电流整定是电路的过载保护。

例如:有一台三相异步电动机额定电压为380伏,容量为10千瓦,功率因数为0.85,效率为0.95,求电动机电流,并选择交流接触热元件及整定值。

解:(1)经验口诀公式:10千瓦×2=20(安)

(2)已知 U=380V P=10千瓦 cosΦ=0.85 n=0.95

电流I= P/(×U×cosΦ×n)=10/(1.73×0.38×0.85×0.95)=20(安)

选择交流接触器:KM=Ke×(1.3-2)=20×2=40(安)

选 CJ10--40

选热元件:FR=Ic×(1.1~1.25)=20×1.25=25(安)

选 JR16—20/30,JR按20安整定

答:电动机电流为20安培,选40安接触器,热元件额定电流为25安,整定到20安。

六、绝缘导线的安全电流计算

口诀(一):十下五,百上二,二五三五四三界,七零、九五两倍半,裸线加一半,铜线升级算,穿管温度八、九折。

说明:十下五是指导线截面在10平方毫米以下,每平方毫米的安全电流为5安培;百上二是指导线截面在100平方毫米以上,每一平方毫米安全电流为2安培;二五三五四三界是指导线截面在16平方毫米、25平方毫米,每1平方毫米安全电流为4安培,导线截面在35平方毫米和50平方毫米,每1平方毫米安全电流为3安培;七零、九五两倍半是指每1平方毫米的安全电流为2.5安培;裸线加一半,铜线升级算是指截面的裸导线,可按绝缘导线乘以1.5倍计算安全电流,同截面的铜导线按铝导线大一线号等级计算安全电流;穿管温度八、九折是指导线穿管乘系数0.8,高温场所实用乘以系数0.9。

口诀二:二点五下整九倍,升级减一顺序对,三十五线乘以三点五,双双成组减半倍,高温九折,铜线升级,裸线加一半,导线穿管二、三、四、八、七、六折勿忘记。

说明:口诀中的二点五下整九倍,升级减一顺序对是指导线截面在2.5平方毫米,每1平方毫米的安全电流为9安培,导线截面从2.5平方毫米以上,即4平方毫米开始线号每增大一等级,其安全电流减小1安培,直至2.5平方毫米为止;三十五线乘以三点五,双双成组减半倍是指导线截面35平方毫米每1平方毫米安全截流量为3.5安培,35平方毫米以上的导线,两个等级的线号为一组,安全电流减0.5安培,依次往上推算;高温九折,铜线升级,裸线加一半,导线穿管二、三、四、八、七、六折勿忘记是指导线穿管两条线应乘系数0.8,导线穿管三条线乘以系数0.7,导线穿管4条线乘以系数0.6。

注意:以上口诀(一)、(二)是以铝绝缘导线,温度25度为准。

口诀(一)导线截面安全电流系数表:

口诀(二)导线截面安全电流系数表:

七、380V三相电动机导线截面选择计算

口诀:电动机选导线,截面系数加减算,二点五,二、四为三,六上均五,往上算,百二返百,升级减,线大容小一级选。

说明:380V三相异步电动机选择导线截面是电工工作中经常遇到的问题,可根据此口诀选择导线截面。口诀是以铝绝缘导线为准,使用铜绝缘导线时可按同截面的铝导线小一线号的截面为铜导线的载流量,考虑导线穿管及高温场所的使用。

二点五,二是指2.5平方毫米导线加上系数2为电动机容量,即2.5+2=4.5(千瓦),2.5平方毫米的绝缘铝导线可供4.5千瓦及以下的电动机使用。若使用铜绝缘导线时可选1.5平方毫米的铜绝缘导线;四二为三是指4平方毫米的导线加系数3为电动机容量,即4+3=7(千瓦),可供7千瓦电动机使用;六上均五,是指6平方毫米以上的截面导线加系数均为5。

例如:6平方毫米加系数5=6+5=11(千瓦),10平方毫米+5=15(千瓦),16平方毫米+5=21(千瓦),25平方毫米+5=30(千瓦),35平方毫米+5=40(千瓦),50平方毫米+5=55(千瓦),70平方毫米+5=75(千瓦),95平方毫米+5=100(千瓦)。

百二返百,升级减,线大容小一级选是指导线截面120平方毫米可供100千瓦三相380伏供电电动机使用,导线截面在120平方毫米以上,按线号截面小一等级计算电动机容量。

例如:120平方毫米绝缘铝导线可供100千瓦电动机容量;150平方毫米绝缘铝导线可供120千瓦电动机容量;185平方毫米绝缘铝导线可供150千瓦电动机容量;240平方毫米绝缘铝导线可供185千瓦电动机容量使用;由于电动机集肤效应,导线截面越大,其电流系数越小。

八、低压380V/220V三相四线架空导线截面选择计算

口诀:

架空线路选截面,荷距系数相乘算,

三相荷距系乘四,单相荷距二十四,

得数除以1.7,即得铜线截面积。

说明:低压架空线路安装选择导线截面是电工工作中经常遇到的实际问题,导线截面选择大了造成浪费,投资高,导线截面选小了,不能满足于供电安全和供电电压质量要求,导线截面按口诀选择能满足于电压损失5%的供电安全要求。

口诀中,架空线路选截面,荷距系数相乘算是指导线截面,求出送电员荷距,再乘以系数即为应选择的导线;三相荷距系乘四,单相荷距二十四是指三相四线制供电,三相380伏,求出员荷距再乘以系数4为应选择的导线截面,单相220伏供电,求出员荷距再乘以系数24为应选择的导线截面,选用铜线时,可按求出的导线截面除以1.7即为铜线截面。

例1:有一三相四线制供电,380伏架空线,长度200米,输电功率为30千瓦,允许电压损失5%,求导线截面?

解:三相四线制供电

S=P×系数×M=30×4×0.2

=24平方毫米

铜线S=铝线S/1.7=24/1.7=16平方毫米

S——导线截面

M——员荷距(千瓦/公里)

答:导线截面选用铝导线25平方毫米,选铜导线为16平方毫米。

例2:三相四线制供电,380伏架空线,长度350米,输送功率为30千瓦,求导线截面?

解:S=4

S=4×40×0.35

S=56平方毫米,整定为70平方毫米

铜线=70/1.7=41.1平方毫米,整定为50平方毫米

答:选70平方毫米铝导线或50平方毫米铜线

例3:有单相220V照明电路长100米,输送功率20千瓦,电压允许损失5%,选择导线截面?

解:S=系数×P×M

S=24×20×0.1

S=48平方毫米,整定为50平方毫米

铜线=50/1.7=29.4平方毫米,整定为35平方毫米

注:根据上述经验口诀,基本符合,按导线选择原则的按电压损失系数,按经济密度选择系数基本达到供电技术的要求,要达到完整理想选择,请查阅有关资料。

根据不同的额定电压推荐不同的输出容量输电距离:

铝芯纸绝缘、聚氯乙烯绝缘铠装电缆和交联聚乙烯绝缘电缆

在空气中(25℃)长期允许载流量

注:

1、铜芯电缆的载流量为表中数值乘以系数1.3倍;

2、本表格载流量为单根电缆容量;

3、单芯塑料电缆为三角形排列,中心距等于电缆外径。

电缆长期允许载流量及其校正系数铝芯绝缘、聚氯乙烯绝缘、铠装电缆和交联聚氯乙烯绝缘电缆长期允许载流量直接埋在地下时(25℃)土壤热阻系数为80℃ cm/w

二、三相异步电动机 效率

三相异步电动机功率因数

异步电动机的功率因数不是一个定数,它与制造的质量有关,还与负载率的大小有关。为了节约电能,国家强制要求电机产品提高功率因数,由原来的0.7到0.8提高到了现在的0.85到0.95,但负载率就是使用者掌握的,就不是统一的了。过去在电机电流计算中功率因数常常取0.75,现在也常常是取0.85。

2.实际功率和额定功率

三相异步电动机的实际消耗功率计算公式就是1.73(根号3)*线电压*线电流。很明显它实际功率与实际电流电压有关,功率因数=有功功率/实际功率,上面说实际功率指实际消耗电能功率,但真正做工的才是有功功率,电机消耗了电能并不全部都用来做工(转化为机械能),一部分发热等,明显功率因数与负载有关,

如果是空载,功率因数还要小,功率也就还要少,消耗电能也就少。

实际功率和额定功率都没有考虑效率,效率也是要消耗电能的,所以标注额定功率比计算出来的要小。

三、变频调速三相异步电动机

 鼠笼型电机和变频型电机的区别:   

1.鼠笼式电机:转子绕组不是由绝缘导线绕制而成,而是铝条或铜条与短路环焊接而成或铸造而成。   

2.变频型电机:转子是铜线绕制的线圈,线圈末端是通过滑环引到启动控制设备上,因此变频型电机具有启动电流小、并可以控制,启动转矩大等特性。   鼠笼型电机和变频型电机的优缺点如下:   1.鼠笼式异步电动机:   优点:结构简单,启动方便,运行可靠,体积小,坚固耐用,便于维护、检修和安装,成本低等。   缺点:启动转矩较小, 功率因数较低,转速不易调节,直接启动时启动电流大。   2.变频式异步电动机:   优点:通过在转子回路中串入外加电阻可以改善电动机的启动和调速性能。   缺点:结构复杂,维护较麻烦,运行可靠性较差,价格较贵。

四、高效率三相异步电动机多少钱

1、三相异步电动机接线6个接头,只接3个就可以运转,是由于采用了星形接法。

2、星形接法就是 把三相绕组的尾和尾接到一起,三个头做为星点或者把头和头接到一起,三个尾做为星点,三个星点分别接电源,所以你看到的只接了三个。

3、三相异步电动机,内部的线圈共有三组,每一组两个头,共六个电源接头,这三组线圈是不通的,三相异步电动机有星形和三角形两种接法。

4、三相分别为U相、V相、W相,六个接头的编号为U1、U2、V1、V2、W1、W2。

5、把U2、V2、W2接到一起,U1、V1、W1分别接电源的三相,就是星形接法,也叫Y形接法;

6、把V1W2——W1V2——V1U2依次出来的三个接点分别接电源,就是三角形接法,也叫△接法。

五、三相异步电动机工作效率

作个例子:输出功率a,输出功率b,损耗a,损耗b,耗电量a,耗电量a

输出功率a+损耗a=耗电量a,输出功率b+损耗b=耗电量b,

可以看出,只有在损耗a等于损耗b时,才成立

深入的请看:

1、三相交流异步电动机的效率:η=P/(√3*U*I*COSφ)

其中,P—是电动机轴输出功率

U—是电动机电源输入的线电压

I—是电动机电源输入的线电流

COSφ—是电动机的功率因数

2、电动机的输出功率:指的是电动机轴输出的机械功率

3、 输入功率指的是:电源给电动机输入的有功功率 :

P=√3*U*I*COSφ(KW)

其时,这个问题有些含糊,按说电动机的输入功率应该指的是电源输入的视在功率:S==√3*U*I 这个视在功率包括有功功率(电动机的机械损耗、铜损、铁损等)、无功功率

六、高效三相异步电动机接线

1.低速:当接触器KM1、KM2闭合时,电动机的绕组端头U1、V1、W1(逆时针)接到电源的U、V、W相上,作“三角”连接,电动机低速运行;

2.中速:当接触器KM3闭合时,电动机的绕组端头U、V、W接到电源的U、V、W相上,作单“Y”连接,电动机中速运行;

3.高速:当接触器KM4、KM5闭合时,电动机的绕组端头U1、V1、W3经KM5短接,而端头U2、V2、W2(顺时针)接到电源的U、V、W相上,作双“Y”连接,电动机高速运行。

七、三相异步电动机效率一般是多少

三相异步电动机铭牌上标示的额定功率是:电动机在额定状态下运行时,其轴上所能输出的机械功率称为额定功率,也就是电机可以长时间输出的功率。

电动机运行时因线圈发热、轴承摩擦等很多损耗为电动机损耗。将额定功率和所有的损耗加起来,就为电动机从电网中吸收的有功功率。

有效功率:----又叫平均功率。交流电的瞬时功率不是一个恒定值,功率在一个周期内的平均值叫做有效功率。它是指在电路中电阻部分所消耗的功率,有功功率的符号用P表示,单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。有效功率是保持用电设备正常运行所需的电功率,也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。

八、单相电机调速器

原理如下

       其原理是在电动机控制回路中串入双向可控硅,控制可控硅的导通角,从而控制电动机的端电压。当外接电源电压或负载波动引起转速变动时,与电动机同轴联接的测速发电机输出信号,通过积分器与转速给定信号比较。其误差放大后,和过零触发信号经驱动移相触发器,实现电压自动调整。从而使转速稳定在给定值,需要改变转向时,只需将电动机正反转接头对换即可。

九、三相异步电机的效率

三相异步电动机的输出功率P2与输入功率P1的比值称为三相异步电动机的效率,一般用η表示,即

从使用的观点来看,三相异步电动机的效率越高,说明三相异步电动机的损耗越小,越节约电能。但过高的效率要求将使电动机的材料和成本增加,同时使得制造工艺的难度增大,因此在产品技术条件中应合理地兼顾这两方面。

三相异步电动机在运行中,效率是变化的,其大小与负载大小有关。空载时效率为零,负载增加,效率随之增大。一般三相异步电动机在额定负载时的效率通常在73%~94%之间,对常用的中小型三相异步电动机,效率约在75%~10O%时,额定负载范围内达到最大值,而且在此范围内效率变化不大,运行最经济

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