电机启动校核算什么
一台电机启动的瞬间要吃进额定电流的 6~8 倍,这股电流在供电变压器的阻抗上造成电压降, 把整条母线的电压拉下去 —— 同一母线上的灯会闪、接触器可能释放、别的设备可能停机。 本工具按电机铭牌参数(功率、电压、功率因数、效率、堵转电流倍数)与变压器铭牌参数 (容量、短路阻抗 Uk%)计算额定电流 In、启动电流 Ist、启动视在功率 Sst、 变压器出口短路容量 Sd,以及全压直接启动时的母线电压降 ΔU%,并与你填的允许值比较。
注意电压降合格与「电机转得起来」是两件独立的事:降压启动能压低启动电流从而改善电压降, 但启动转矩按端电压的平方下降。下方专业段会把五种启动方式的电流、电压降、端电压、 启动转矩并列算出,并在不满足时由公式反解给出改哪个参数、改到多少。
合格与否、以及不合格时改哪个参数改到多少(抽头比至少取多少、变压器至少多大), 在下方专业段。上面这个 ΔU 还是估算式:阻抗按代数相加使它偏大, 忽略上级电网与电缆阻抗使它偏小,两个方向相反。 另外启动转矩是否足以带动负载是一条完全独立的判据,本页不算。
| 启动方式 | 电网侧启动电流 | 电机端电压 | 启动转矩 | 系数怎么来的 |
|---|---|---|---|---|
| 全压直接启动 | 1 | 1 | 1 | 电网侧电流 = 堵转电流本身(系数 1);端电压 = 母线电压,转矩系数 1 |
| Y-Δ(星-三角)降压启动 | 1/3 | 1 | 1/3 | Y 接时相电压降到 U/√3,故相电流降到 Δ 接的 1/√3;而 Y 接线电流 = 相电流、Δ 接线电流 = √3×相电流,两者相除得电网侧电流系数 (1/√3)/√3 = 1/3。转矩 ∝ 端电压²,相电压降 1/√3 ⇒ 转矩系数 1/3 |
| 自耦变压器降压启动 | k² | k | k² | 电机端电压降到 kU ⇒ 电机侧电流降到 k 倍;自耦变压器把电流按变比再折算一次到电网侧 ⇒ 电网侧电流系数 k²。转矩 ∝ 端电压² ⇒ 转矩系数 k² |
| 串电抗器 / 软启动器限流启动 | k | k | k² | 电抗器分压使电机端电压降到 kU,电机与电网串联同一条回路 ⇒ 电网侧电流系数就是 k(不再折算一次)。转矩 ∝ 端电压² ⇒ 转矩系数 k²。软启动器的限流启动同式,把 k 当成限流比 α |
| 变频器启动 | 样本填 | — | 样本填 | 变频器闭环调压调频,启动电流由变频器设定,不服从降压启动的 V² 律 —— 所以电流倍数与可输出转矩倍数都由你按变频器样本填,本工具不推算 |
三列系数都是相对全压直接启动的倍数: 电网侧启动电流 = 全压启动电流 × 该系数,启动转矩 = 全压启动转矩 × 该系数。
k 是降压比(自耦变压器的抽头比,或电抗器 / 软启动器的降压限流比), 由你选定的产品决定,代进式子即可 —— 本站不内置任何产品的抽头系列。 软启动器的限流启动与串电抗器同式,故不单列一行。
表里是理想系数,还差一层:启动转矩 ∝ 端电压², 而端电压在启动瞬间又被启动电流拉低(母线电压降),转矩要再乘一次 (1 − ΔU/100)²。这一层与「这台电机到底起不起来」的判定见下方专业版。
上面算的是「全压直接启动会不会把母线拉垮」。真正的问题是「这台电机到底该用哪种方式起动、起不起来」—— 降压启动能把启动电流压下去,但启动转矩按端电压的平方掉,而且掉两次:除了启动方式本身的降压,母线电压降也在同一时刻拉低端电压,转矩要再乘一次 (1 − ΔU/100)²。这里把五种启动方式并列算全,校核转矩够不够带动负载,不够时由公式反解出「抽头比至少取多少 / 变压器至少多大 / 负载转矩至多多少」,并把每个建议值再走一遍完整校核印出余量;两条约束互相冲突时明说「此路不通」。
电机铭牌参数
这一组全部查铭牌 —— 本站不内置任何厂商的电机数据。
供电与限值
启动方式
电网侧电流 = 堵转电流本身(系数 1);端电压 = 母线电压,转矩系数 1
启动时的负载转矩
电机启动时母线电压降怎么算?
把变压器看成一个内阻、电机启动电流看成一个负载,用标量的电压分压式估算:ΔU% = Sst / (Sst + Sd) × 100,其中 Sst 是电机启动时的视在功率(kVA),Sd 是供电变压器出口的短路容量。Sd 由变压器的额定容量 ST 与短路阻抗百分数 Uk% 得出:Sd = 100·ST / Uk%(这就是短路阻抗百分数的定义 —— Uk% 表示额定电流下变压器阻抗上的电压占额定电压的百分比,倒过来即额定容量的多少倍会造成满压短路)。这个式子把阻抗按代数相加(实际是相量相加),算出来偏大,落在偏保守那一侧;但它同时忽略了上级电网的阻抗与变压器到电机之间的电缆阻抗,这两项会让实际电压降更大。
启动视在功率为什么不乘启动功率因数?
这是最常见的一个错。视在功率的定义就是 S = √3·U·I / 1000(kVA),它与功率因数无关 —— 功率因数只决定这份视在功率里有多少是有功。启动时功率因数确实很低(0.2~0.3 量级),但那不意味着视在功率要打折;恰恰相反,低功率因数说明这份视在功率几乎全是无功,而电压降主要就是无功电流在阻抗上造成的。如果按 √3·U·I·cosφst 去算 Sst,会把启动视在功率算小 3~5 倍,母线电压降跟着被低估同样的倍数,那是严重偏乐观的错误。
额定电流和铭牌上的电流不一致,用哪个?
用铭牌上的。本页按 In = 1000P / (√3·Un·cosφ·η) 反算是为了在你手上只有功率和效率时也能继续算下去,但铭牌电流是厂家实测标定的,优先级更高。如果两者差得多(超过百分之几),先检查填进去的 cosφ 与 η 是不是取自同一个工作点 —— 有些样本给的是最高效率点而不是额定点。启动电流则按 Ist = In × (Ist/In) 得出,其中的倍数(堵转电流倍数)必须查你自己的铭牌或样本,本页不内置任何厂商数据。
母线电压降限值取多少?
本页把限值做成输入项,下拉里的 10% / 15% / 20% 是工程上常见的取值档位,不是本站引用的标准条文 —— 具体工程该取多少,取决于同一母线上有没有照明、有没有对电压敏感的设备、启动是否频繁,应以你所在行业/项目的设计规定为准。通常的经验是:同母线带照明或启动频繁时从严(母线电压不低于额定的 90%),电机由专用回路供电、同母线无其他负载时可放宽。把限值填 0 表示「只算不判」,此时连专业段也不校核这一项。
电压降合格就代表电机能起动吗?
不代表,这是两件独立的事。电压降合格说的是「别人不受影响」,电机能不能转起来说的是「启动转矩够不够带动负载」。而且这两者互相拉扯:降压启动(Y-Δ、自耦、串电抗器)能把启动电流压下去从而改善电压降,但启动转矩按端电压的平方下降,压得太狠电机就转不起来了。更容易被忽略的是转矩其实被削了两次 —— 除了启动方式本身的降压,母线电压降也在同一时刻拉低了电机端电压,转矩要再乘一次 (1 − ΔU/100)²。本页基础段不含转矩校核,下方专业段会把五种启动方式的电流、电压降、端电压、启动转矩并列算出来,并在不满足时由公式反解给出「改哪个参数、改到多少」。
电机启动与供配电相关工程知识
启动方式选择、母线电压降控制与变压器容量匹配
- 自动控制
伺服电机与步进电机怎么选?松下 A6 台达 B3 汇川 SV660N 对比
伺服与步进是自动化设备最常用的两类电机。本文从结构(开环 vs 闭环编码器)、扭矩转速特性、定位精度、发热噪声、价格五个维度对比两者差异,并针对国内三大主流伺服品牌——松下 MINAS A6、台达 ASDA-B3、汇川 SV660N,给出 0.4kW / 0.75kW / 1kW 三档功率的市场价格与选型建议,帮助设备工程师在贴片机、雕刻机、包装机、注塑机等典型应用里做出正确选择。
350 - 机械设计
联轴器种类完全指南:刚性/弹性/膜片/十字滑块怎么选
联轴器连接电机与负载,核心考量补偿能力与传扭精度。刚性套筒扭矩最大但零补偿;梅花弹性 GR/GS 兼顾成本;膜片联轴器伺服首选无背隙;十字滑块补偿径向 0.4mm 但有背隙;波纹管专供编码器。本文按 DIN 740 讲清选型判据。
250 - 电气工程
3 分钟讲透 PWM:为什么 LED、电机、舵机都离不开它?
PWM精讲
190 - 电气工程
接地电阻 <4Ω 和 <1Ω 什么区别?TN / TT / IT 系统到底怎么选?
接地电阻不同数值背后是不同保护逻辑:4Ω 是重复接地要求、1Ω 是变压器中性点接地要求。TN/TT/IT 三种接地系统适用场景完全不同。本文用一张图讲清中国工程标准的接地要求。
160 - 光伏储能
光伏电站升压站设计:箱变、SVG无功补偿与集电线路
升压站是光伏电站并网送出的枢纽。本文依据 GB 50797、GB/T 19964、NB/T 32004,系统讲解从 0.8kV 逆变器到 110kV 送出的主电气架构,详解 35kV 箱变选型与容量配置、集电线路截面与线损分级设计、SVG 无功补偿容量计算与功率因数电压调节能力,并对 SVG/SVC/电容器方案做多维对比,配三图两表给出安全高效的升压站设计要点与建议。
130
电气工程 · 同类还有 3 个
配电侧的校核:电缆、电机启动、短路电流、功率因数补偿。