Какая мощность генератора кВА требуется для двигателя мощностью 7,5 л.с.? Полное руководство по выбору размеров

Если вы пытаетесь выяснить, какой мощности должен быть генератор, чтобы запустить двигатель мощностью 7,5 л.с., вы, вероятно, уже заметили, что в Интернете можно найти полдюжины разных ответов. В одной ветке форума написано 20 кВА. В таблице поставщика насосов указано 3 кВА на лошадиную силу, что соответствует 22,5 кВА. Кто-то еще клянется, что его установка на 10 кВА запускает аналогичный двигатель без сбоев. Все эти ответы могут быть верными одновременно, поскольку мощность двигателя является лишь одним из входных данных. Что действительно решает ответ, так это то, как запускается двигатель и что еще потребляет мощность от установки.

Для стандартного трехфазного двигателя мощностью 7,5 л.с. (5,5 кВт), запускаемого непосредственно от сети, практический диапазон составляет от 20 до 25 кВА. Добавьте устройство плавного пуска или преобразователь частоты, и мощности от 10 до 15 кВА может быть достаточно. В оставшейся части статьи объясняется, откуда взялись эти цифры, чтобы вы могли сверить их с паспортной табличкой вашего двигателя, а не доверять эмпирическому правилу, написанному для чужой машины.

Краткий ответ: около 20–25 кВА для прямого запуска.

Большинство таблиц размеров, включая те, которые наши инженеры используют при цитировании, сводятся к трем простым соотношениям:

• Рабочая нагрузка: трехфазный асинхронный двигатель потребляет примерно 1 кВА на лошадиную силу, когда он набирает скорость, поэтому двигателю мощностью 7,5 л.с. требуется от 7,5 до 8 кВА просто для того, чтобы продолжать вращаться.
• Пусковой скачок: двигатель, запущенный непосредственно от сети, в течение секунды или двух потребляет в шесть-восемь раз больше тока полной нагрузки, поэтому широко используемый плановый показатель составляет около 3 кВА на лошадиную силу, или в данном случае 22,5 кВА.
• Запас мощности: дизельный генератор лучше всего работает при мощности от 60% до 80% своей мощности, поэтому установка мощностью от 20 до 25 кВА комфортно переносит рабочую нагрузку в 8 кВА и ей все равно есть куда деваться при перезапуске двигателя.

Вот и весь ответ в миниатюре. В следующем разделе показана арифметика, а последующие разделы посвящены ситуациям, когда мощность 20 кВА слишком мала или слишком велика.

Работа с числами шаг за шагом

Шаг 1: Лошадиные силы в Киловатты

Одна механическая лошадиная сила равна 0,746 кВт, поэтому двигатель мощностью 7,5 л.с. выдает на валу 5,6 кВт механической мощности. Это мощность, исходящая от двигателя, а не электрическая мощность, которую должен вложить генератор.

Шаг 2: Мощность на валу в электрическую кВА

Стандартный трехфазный асинхронный двигатель преобразует электричество в мощность на валу с КПД примерно от 85% до 90%. Разделив 5,6 кВт на 0,87, получим около 6,4 кВт потребляемой электроэнергии при полной нагрузке. Коэффициент мощности при полной нагрузке обычно близок к 0,8, поэтому:

6,4 кВт разделить на 0,8 равно примерно 8 кВА.

Это постоянный спрос, и его стоит помнить, потому что именно этот показатель поддерживает работу съемочной группы в течение долгой рабочей смены. И эффективность, и коэффициент мощности падают, когда двигатель слегка нагружен, поэтому двигатель, работающий на холостом ходу при половинной нагрузке, потребляет пропорционально больший ток, чем можно предположить при прямолинейном расчете.

Шаг 3: Добавление стартового всплеска

Принятие настоящего решения по размеру начинается именно с этого момента. Двигатель мощностью 7,5 л.с., запускаемый непосредственно от сети, требует в шесть-восемь раз больше тока полной нагрузки в течение доли секунды, пока ротор ускоряется. Дизель-генераторная установка может подавать ток, примерно в два с половиной-три раза превышающий номинальный, в течение нескольких секунд, прежде чем напряжение упадет, что ограничено реактивным сопротивлением генератора и тем, насколько быстро двигатель воспринимает внезапную нагрузку. Если исходить из рабочей потребности в 8 кВА, то рекомендуемый набор составит около 24 кВА, что соответствует эмпирическому правилу 3 кВА на лошадиную силу.

Рекомендуемый размер генератора в зависимости от метода запуска

Почему метод запуска имеет большее значение, чем номинал двигателя

Таблица выше иллюстрирует момент, который удивляет многих новичков: для одного и того же двигателя мощностью 7,5 л.с. может потребоваться комплект мощностью 25 кВА или комплект мощностью 10 кВА, в зависимости от прикрученного к нему стартера. Устройства плавного пуска и плавного пуска «звезда-треугольник» постепенно увеличивают ток, поэтому генератор никогда не достигает полного броска. Частотно-регулируемый привод идет еще дальше и ограничивает ток чуть выше рабочего значения, хотя и вносит гармоники, поэтому для этой задачи лучше всего подходит установка с ЧРП с генератором переменного тока.

Если у вас нет данных паспортной таблички, есть полезный ярлык. Запросите ток запертого ротора двигателя, умножьте его на напряжение сети и на квадратный корень из трех для трехфазного двигателя, и вы получите пусковую мощность, которую генератор должен обеспечить в течение секунды или двух.

Что еще меняет ответ

Высота над уровнем моря и температура окружающей среды

Номинальные характеристики генератора указаны для стандартных условий, обычно при температуре окружающей среды 40 градусов Цельсия и высоте до 1000 метров над уровнем моря. Установка, установленная в тепличном помещении или на высоте 2000 метров, теряет мощность. В качестве приблизительного ориентира можно ожидать потери около 1% на каждые 100 метров высоты и несколько процентов на каждые 5 градусов выше эталонного значения, поэтому установка мощностью 20 кВА, работающая в этих условиях, может вести себя только как установка на 17 или 18 кВА.

Другое оборудование на том же генераторе

Мотор редко бывает один. Освещение, небольшой компрессор, сварочный агрегат, конвейер или перекачивающий насос — все это увеличивает рабочую нагрузку, и каждый из них может вызвать свой собственный пусковой импульс. Сложите рабочую мощность всех устройств, которые могут работать одновременно, а затем убедитесь, что самый мощный одиночный пуск двигателя не выводит установку за пределы ее кратковременной мощности. Если два двигателя могут запуститься одновременно, оба скачка напряжения происходят одновременно.

Однофазные двигатели ведут себя по-разному

Однофазный двигатель мощностью 7,5 л.с., работающий от напряжения 230 В, потребляет примерно от 30 до 35 А, а его коэффициент мощности ниже, часто между 0,6 и 0,7, а также с меньшим КПД. Практический эффект заключается в том, что однофазному двигателю может потребоваться в 1,3–1,5 раза больше мощности генератора, чем эквивалентной трехфазной машине, что увеличивает рекомендацию до 30 кВА или более. Там, где выбор все еще открыт, трехфазный двигатель почти всегда представляет собой более легкую нагрузку.

Выбор правильного типа генераторной установки

Наборы открытых рамок

При стационарной установке в мастерской или производственном помещении, где двигатель относится к стационарному оборудованию и шум не является решающим фактором, комплект с открытой рамой дает вам максимальную мощность генератора за ваши деньги и самый простой доступ для текущего обслуживания.

Открытые дизель-генераторные установки для стационарных установок Установки с открытой рамой подходят для стационарных мастерских или машинных помещений, где шум не имеет решающего значения, обеспечивая легкий доступ и высокую ценность; клиникам и гостиницам нужны бесшумные вольеры. Просмотреть продукт →

Бесшумные наборы типов

Когда двигатель работает рядом с домами, офисами, гостиницей или клиникой, именно корпус делает установку приемлемой. Бесшумный навес также защищает устройство от пыли и дождя, что увеличивает интервалы обслуживания на открытых площадках.

Дизельные генераторные установки бесшумного типа для чувствительных к шуму объектов Звукоизолированный и непромокаемый корпус подходит для резервного копирования в больницах, отелях, торговых центрах и жилых районах, что позволяет снизить затраты на генераторное помещение. Просмотреть продукт →

Когда мотор вращается

Передвигаются моторы мощностью 7,5 л.с.: строительный насос, временный конвейер, оборудование, перемещающееся между дворами. В этой ситуации мобильную бесшумную установку на прицепе легче оправдать, чем стационарную установку, и ее можно перемещать по мере продвижения работ, а не перемонтировать каждый раз.

Изготовленные на заказ мобильные бесшумные дизель-генераторные установки Звукоизолирующие комплекты, монтируемые на прицепах, для насосов или конвейеров, перемещающихся между дворами; настраиваемая мощность и запас топлива поддерживают временное или удаленное питание. Просмотреть продукт →

Распространенные ошибки при выборе размеров, которые мы видим

1. Определение размеров только с учетом рабочей нагрузки. Установка запускает двигатель только один раз за смену, но она должна пережить этот момент каждый раз при включении двигателя.
2. Игнорирование стартера. Цитата, в которой ни разу не упоминается метод начала, является неполной цитатой.
3. Забываем о снижении номинальных характеристик из-за жары и высоты, что незаметно снижает емкость устройства, размер которого на бумаге выглядит правильно.
4. Увеличение размера из осторожности. Установка мощностью 100 кВА с нагрузкой 8 кВА сжигает топливо неэффективно и может пострадать от мокрого штабелирования, когда несгоревшее топливо накапливается в выхлопных газах.
5. Не обращая внимания на автоматический перезапуск. Многие машины перезапускаются после сбоя питания, поэтому генератору приходится выдерживать этот скачок неоднократно, а не один раз.

Выбор номера, подходящего для вашей установки

Если вы можете предоставить поставщику четыре части информации: номинальную мощность двигателя, его ток полной нагрузки, метод запуска и то, что еще будет работать от того же генератора, он сможет правильно подобрать комплект, а не гадать. Это почти всегда первые четыре вопроса, которые задают наши инженеры, и после 26 лет строительства и настройки дизель-генераторных установок они стали надежным фильтром, позволяющим получить правильный ответ с первого раза. Если вы хотите выполнить арифметику самостоятельно, наш Пошаговое руководство по выбору дизельного генератора описывает весь метод, включая то, как превратить данные паспортной таблички в пусковую кВА.

Для большинства двигателей мощностью 7,5 л.с., запускаемых непосредственно от сети, честным ответом является дизельный генератор мощностью 20–25 кВА: достаточно большой, чтобы поглотить пусковой импульс, и достаточно маленький, чтобы эффективно работать, когда двигатель набирает скорость. Если в вашем двигателе используется устройство плавного пуска или привод, вы можете смело смотреть ниже. Если он однофазный, установлен на высоте или используется совместно с другим оборудованием, планируйте более высокий уровень и пусть окончательное решение будет зависеть от фактического пускового тока, а не от значения мощности на табличке.