Что делает калькулятор рабочего тока и пусковой нагрузки
Двигатели и компрессоры потребляют два очень разных тока. При установившейся работе они потребляют рабочий ток (его также называют током полной нагрузки, или FLA). В момент пуска ротор ещё неподвижен, и обмотка ведёт себя почти как короткое замыкание, поэтому кратковременно потребляется гораздо больший пусковой ток (ток заторможенного ротора, или LRA). Этот калькулятор преобразует эти два значения тока вместе с напряжением питания в электрическую нагрузку, которую они создают для цепи, инвертора, ИБП или генератора, и показывает как установившуюся рабочую мощность, так и мгновенный пусковой пик.
Как пользоваться
Введите напряжение питания (например, 120 В или 240 В в Северной Америке или 230 В в Европе), рабочий ток прибора в амперах и его пусковой ток или ток заторможенного ротора в амперах. Оба значения тока обычно указаны на заводской табличке двигателя или на паспортной табличке прибора. При желании задайте коэффициент мощности (значение от 0 до 1), чтобы рабочая активная мощность в ваттах была точной; если оставить поле пустым, используется типичное для двигателя значение 0,9. Затем калькулятор выдаёт рабочую мощность, рабочую полную мощность, пусковую полную мощность и отношение пускового тока к рабочему.
Разбор формулы
Для однофазного питания полная мощность равна просто напряжению, умноженному на ток, а активная мощность дополнительно умножается на коэффициент мощности:
$$S_{run} = V \times I_{run}$$ $$P_{run} = V \times I_{run} \times PF$$Пусковой пик использует гораздо больший пусковой ток, а поскольку пусковой ток в основном реактивный, его оценивают по полной мощности в вольт-амперах:
$$S_{start} = V \times I_{start}$$Кратность пуска показывает, во сколько раз больше рабочего тока прибор потребляет в момент пуска:
$$\text{Surge ratio} = I_{start} \div I_{run}$$Здесь V — напряжение питания в вольтах, I_run — рабочий ток в амперах, I_start — пусковой ток в амперах, а PF — коэффициент мощности.
Разобранный пример
Предположим, скважинный насос работает при 8 А в цепи 120 В, а на его табличке указан ток заторможенного ротора 40 А. Рабочая полная мощность составляет 120 x 8 = 960 ВА, а при коэффициенте мощности 0,9 рабочая активная мощность равна 120 x 8 x 0,9 = 864 Вт. При пуске полная нагрузка подскакивает до 120 x 40 = 4 800 ВА, кратность пуска — 40 делить на 8 = 5. Таким образом, хотя насосу для продолжения работы нужно всего около 864 ватт, источник питания должен быть способен выдать порядка 4 800 ВА на долю секунды, чтобы раскрутить его.
Часто задаваемые вопросы
Почему пусковая нагрузка показана в ВА, а не в ваттах? Пусковой ток в основном реактивный, поэтому его активная составляющая в ваттах невелика, а полная мощность (вольт-амперы) велика. Генераторы, инверторы и ИБП ограничены полной мощностью, поэтому именно ВА — правильная величина для сравнения с пусковой характеристикой устройства.
Что делать, если известен только рабочий ток? Многие асинхронные двигатели потребляют пусковой ток примерно в 3–8 раз больше рабочего, поэтому грубая оценка — в 5–6 раз больше рабочего тока. Для точного расчёта используйте ток заторможенного ротора, указанный на табличке, а не догадку.
Подходит ли это для трёхфазных двигателей? Нет. Эти формулы предназначены для однофазного питания. Для трёхфазной нагрузки умножьте полную мощность на квадратный корень из трёх, то есть S равно корень из трёх, умноженный на V и на I, при использовании линейного напряжения.
