Máy tính dòng chạy và tải khởi động làm gì
Động cơ và máy nén tiêu thụ hai loại dòng điện rất khác nhau. Khi chạy ổn định, chúng kéo dòng chạy (còn gọi là dòng đầy tải, hay FLA). Ngay tại thời điểm khởi động, rotor vẫn đứng yên và cuộn dây gần như hoạt động giống một mạch ngắn, nên chúng kéo trong chốc lát một dòng khởi động lớn hơn nhiều (dòng rotor bị khóa, hay LRA). Máy tính này biến hai giá trị ampe đó, cùng với điện áp nguồn, thành tải điện mà chúng đặt lên một mạch điện, bộ nghịch lưu, UPS hay máy phát, cho biết cả công suất chạy ổn định lẫn đột biến khởi động tức thời.
Cách sử dụng
Nhập điện áp nguồn (ví dụ 120 V hoặc 240 V ở Bắc Mỹ, hoặc 230 V ở châu Âu), dòng chạy của thiết bị tính bằng ampe, và dòng khởi động hoặc dòng rotor bị khóa tính bằng ampe. Cả hai giá trị ampe thường được in trên nhãn động cơ hoặc bảng thông số của thiết bị. Tùy chọn đặt hệ số công suất (một giá trị từ 0 đến 1) để công suất thực khi chạy tính bằng watt được chính xác; nếu bỏ trống, giá trị điển hình của động cơ là 0,9 sẽ được dùng. Máy tính sau đó báo công suất chạy, công suất biểu kiến khi chạy, công suất biểu kiến khi khởi động, và tỉ số giữa dòng khởi động và dòng chạy.
Giải thích công thức
Với nguồn một pha, công suất biểu kiến đơn giản là điện áp nhân với dòng điện, còn công suất thực nhân thêm hệ số công suất:
$$S_{run} = V \times I_{run}$$ $$P_{run} = V \times I_{run} \times PF$$Đột biến khởi động dùng dòng khởi động lớn hơn nhiều, và vì dòng xung kích chủ yếu là phản kháng nên nó được định cỡ theo công suất biểu kiến tính bằng vôn-ampe:
$$S_{start} = V \times I_{start}$$Tỉ số đột biến cho thấy thiết bị kéo gấp bao nhiêu lần dòng chạy tại thời điểm khởi động:
$$\text{Surge ratio} = I_{start} \div I_{run}$$Ở đây V là điện áp nguồn tính bằng vôn, I_run là dòng chạy tính bằng ampe, I_start là dòng khởi động tính bằng ampe, và PF là hệ số công suất.
Ví dụ minh họa
Giả sử một máy bơm giếng chạy ở 8 A trên mạch 120 V và nhãn của nó ghi dòng rotor bị khóa là 40 A. Công suất biểu kiến khi chạy là 120 x 8 = 960 VA, và với hệ số công suất 0,9 thì công suất thực khi chạy là 120 x 8 x 0,9 = 864 W. Khi khởi động, tải biểu kiến vọt lên 120 x 40 = 4.800 VA, một tỉ số đột biến là 40 chia 8 = 5. Vậy nên dù máy bơm chỉ cần khoảng 864 watt để tiếp tục chạy, nguồn điện phải có khả năng cung cấp khoảng 4.800 VA trong một phần nhỏ của giây để làm nó quay.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao tải khởi động được hiển thị bằng VA thay vì watt? Dòng xung kích khi khởi động phần lớn là dòng phản kháng, nên phần watt thực của nó nhỏ nhưng công suất biểu kiến (vôn-ampe) lại lớn. Máy phát, bộ nghịch lưu và UPS bị giới hạn bởi công suất biểu kiến, nên VA mới là con số đúng để so với định mức đột biến của thiết bị.
Nếu tôi chỉ biết dòng chạy thì sao? Nhiều động cơ cảm ứng kéo dòng khởi động khoảng 3 đến 8 lần dòng chạy, nên ước lượng thô là 5 đến 6 lần dòng chạy. Để định cỡ chính xác, hãy dùng dòng rotor bị khóa in trên nhãn thay vì phỏng đoán.
Cách này có dùng được cho động cơ ba pha không? Không. Các công thức này dành cho nguồn một pha. Với tải ba pha, hãy nhân công suất biểu kiến với căn bậc hai của ba, tức là S bằng căn ba nhân V nhân I dùng điện áp dây.
