Почему пусковой ток больше номинального

Пусковой ток

Почему пусковой ток больше номинального

  1. Пусковые токи электродвигателей
  2. Пусковой ток аккумуляторной батареи

При работе с различными электротехническими устройствами довольно часто возникает вопрос, что такое пусковой ток. В самом простом варианте ответа это будет такой ток, который потребен при запуске электродвигателя или другого устройства.

Его значение может в несколько раз превышать номинальное, требующееся в нормальном устойчивом режиме работы. Таким образом, для того чтобы раскрутить ротор, электродвигатель должен приложить гораздо больше энергии по сравнению с работой при постоянном числе оборотов.

Снизить пусковые токи можно с помощью специальных систем гашения и устройств плавного пуска.

Пусковые токи электродвигателей

В каждом приборе, устройстве или механизме возникают процессы, называемые пусковыми. Это особенно заметно при начале движения, когда необходимо тронуться с места. В этот момент для первоначального толчка требуется значительно больше усилий, чем при дальнейшей работе данного механизма.

Точно такие же явления затрагивают и электрические устройства – электродвигатели, электромагниты, лампы и другие. Наличие пусковых процессов в каждом из них зависят от того, в каком состоянии находятся рабочие элементы. Например, нить накаливания обычной лампочки в холодном состоянии обладает сопротивлением, значительно меньшим, чем при нагревании в рабочем режиме до 10000С.

То есть, у лампы, мощностью 100 Вт сопротивление нити во время работы составит около 490 Ом, а в выключенном состоянии этот показатель снижается до 50 Ом. Поэтому при высоком пусковом токе лампочки иногда перегорают. От всеобщего перегорания их спасает сопротивление, возрастающее при нагревании.

Постепенно оно достигает постоянного значения и способствует ограничению рабочего тока до нужной величины.

Влияние пусковых токов в полной мере затрагивает все виды электродвигателей, широко применяющихся во многих областях. Для того чтобы правильно эксплуатировать электроприводы нужно знать их пусковые характеристики. Существует два основных параметра, оказывающих влияние на пусковой ток.

Скольжение является связующим звеном между частотой вращения ротора и скоростью вращения электромагнитного поля. Снижение скольжения происходит от 1 до минимума по мере набора скорости. Пусковой момент является вторым параметром, определяющим степень механической нагрузки на валу.

Эта нагрузка имеет максимальное значение в момент пуска и становится номинальной после того, как произошел полный разгон механизма.

Следует учитывать особенности асинхронных электродвигателей, которые при пуске становятся эквивалентны трансформатору с короткозамкнутой вторичной обмоткой. Она обладает совсем небольшим сопротивлением, поэтому величина пускового тока при скачке может достичь многократного превышения по сравнению с номиналом.

В процессе дальнейшей подачи тока в обмотки, сердечник ротора начинает по нарастающей насыщаться магнитным полем. Возникает ЭДС самоиндукции, под действием которой начинает расти индуктивное сопротивление цепи. С началом вращения ротора происходит снижение коэффициента скольжения, то есть наступает фаза разгона двигателя.

При росте сопротивления пусковой ток снижается до нормативных показателей.

В процессе эксплуатации может возникнуть проблема, связанная с увеличенными пусковыми токами.

Причиной их возникновения, чаще всего, становится перегрев электродвигателей, перегруженные электрические сети в момент пуска, а также ударные механические нагрузки в подключенных устройствах и механизмах, таких как редукторы и другие.

Для решения этой проблемы предусмотрены специальные приборы, представленные частотными преобразователями и устройствами плавного пуска. Они выбираются с учетом особенностей эксплуатации того или иного электродвигателя.

Например, устройства плавного пуска используются в основном для агрегатов, соединенных с вентиляторами. С их помощью достигается ограничение пускового тока до двух номиналов. Это вполне нормальный показатель, поскольку во время обычного пуска ток превышает номинальное значение в 5-10 раз. Ограничение достигается за счет измененного напряжения в обмотках.

Обычные двигатели переменного тока получили широкое распространение в промышленном производстве, благодаря очень простой конструкции и низкой стоимости. Их серьезным недостатком считается тяжелый запуск, который существенно облегчается частотными преобразователями.

Наиболее ценным качеством этих устройств является способность к поддержке пускового тока в течение одной минуты и более. Самые современные приборы позволяют не только регулировать пуск, но и оптимизировать его по заранее установленным эксплуатационным характеристикам.

Пусковой ток аккумуляторной батареи

Аккумулятор не зря считается одним из важных элементов автомобиля. Его основная функция заключается в подаче напряжения на имеющееся электрооборудование. В основном это стартер, автомагнитола, освещение и другие устройства. Для того чтобы успешно решать эту задачу, в аккумуляторе должно происходить не только накопление, но и сохранение заряда в течение длительного времени.

Одним из основных параметров батареи является пусковой ток. Данная величина соответствует параметрам тока, который протекает в стартере в момент его пуска. Пусковой ток непосредственно связан с режимом работы автомобиля.

Если транспортное средство эксплуатируется очень часто, особенно в холодных условиях, в этом случае батарея должна иметь большой пусковой ток. Его номинальный параметр обычно находится в соответствии с мощностью источника питания, выдаваемой в течение 30 секунд при температуре минус 180С.

Он появляется в тот момент, когда ключ поворачивается в замке зажигания и начинает работать стартер. Измерение токового значения производится в амперах.

Пусковые токи могут быть совершенно разными у аккумуляторов, одинаковых по своему внешнему виду и основным характеристикам. На этот фактор существенное влияние оказывают физические свойства материалов для изготовления и конструктивные особенности каждого изделия.

Например, возрастание тока может наблюдаться, если свинцовые пластины становятся пористыми, повышается их количество, используется ортофосфорная кислота.

Завышенная величина тока не оказывает негативного влияния на оборудование, она лишь способствует повышению надежности пуска.

Пусковой ток. Типы и работа. Применение и особенности

Почему пусковой ток больше номинального

Пусковой ток – представляет ток, который необходим для запуска электрического или электротехнического устройства. Он больше номинального тока в разы, вследствие чего при подборе оборудования так важно учитывать данный параметр.

В качестве примера можно привести ситуацию, когда при разгоне автомобилю нужно на порядок больше топлива, чем при движении на автомагистрали с одинаковой скоростью.

Таким же образом электрический двигатель потребляет больше электрического тока при «разгоне».

Подобные явления могут наблюдаться и в ином электрическом оборудовании: электрических магнитах, лампах и так далее. Пусковые процессы в устройствах определяются параметрами рабочих органов: намагниченностью катушки, накаливающейся нитью и тому подобное. Весьма часто производители ограничивают ток пуска при помощи пускового сопротивления.

Типы

Пусковой ток появляется на небольшой период времени, что в большинстве случаев составляет доли секунд. Однако по своему значению он может быть в несколько раз выше номинального значения. Этот параметр также зависит от вида применяемого оборудования. В различных приборах указанные токи могут составлять в 2-9 раз больше номинального.

Для примера можно привести следующее оборудование:

В большинстве случаев производители практически не указывают данный параметр в спецификациях. Поэтому часто приходится довольствоваться ориентировочными параметрами.

Измерительные приборы бытового значения выделяются инерционностью, поэтому при помощи них затруднительно измерить кратковременный всплеск тока пуска.

Лучше всего уточнить параметр тока пуска у прибора непосредственно у дилера.

Работа

При запуске любого вида электрического двигателя появляется пусковой ток, который может достигать 9 кратного значения от номинального тока. Характеристика тока пуска определяется типом двигателя, присутствием нагрузки на валу двигателя, схемы подключения, скорости вращения и тому подобное.

Ток пуска появляется вследствие того, что в период запуска требуется довольно сильное магнитное поле в обмотке, чтобы перевести ротор из статичного положения и раскрутить его. То есть это ток, который требуется, чтобы запустить электрический двигатель в рабочий режим. Именно поэтому его значение на порядок превышает рабочий ток.

В период включения мотора на обмотках наблюдается малое сопротивление, вследствие чего растет ток при постоянном напряжении. Как только двигатель начинает раскручиваться, то в обмотках появляется индуктивное сопротивление, вследствие чего ток начинает стремиться к номинальному значению.

Принцип действия

Электрические двигатели обширно применяются в разных сферах промышленности. В результате этого знание параметров пусковых характеристик важно для правильного применения электрических приводов. Основными параметрами, которые влияют на ток пуска, являются момент и скольжение на валу.

При подаче тока в обмотки наблюдается рост насыщения сердечника ротора магнитным полем, появлению эдс самоиндукции. В результате растет индукционное сопротивление в цепи. При раскручивании ротора уменьшается степень скольжения. В результате ток пуска с ростом сопротивления уменьшается до рабочего параметра.

Ток пуска важен не только для электродвигателей, но и для источников питания. В частности, это касается аккумуляторных батарей. Параметры тока пуска характеризуют мощность в наивысшем значении, которую аккумулятор может выдавать в течение некоторого времени без значительной просадки напряжения.

Ток пуска в большинстве случаев определяется емкостью батареи, в том числе условий климата. Так как при запуске движка летом требуется меньше энергии, чем зимой, то ток пуска при первом варианте будет несколько раз ниже, чем во втором.

К примеру, для запуска современной машины аккумулятору в соответствии со стандартами необходимо выдавать ток на уровне 250-300 А минимум в течении 30 секунд.

Применение

Для правильной эксплуатации электрических приводов важно учитывать их пусковые характеристики. Если этого не учитывать и не пытаться нивелировать минусы тока пуска, то возможны неприятные последствия.

Так ток пуска может негативно сказываться на другом оборудовании, которое одновременно работает с указанным электродвигателем на одной линии.

При больших значениях ток пуска может приводить к падению напряжения сети и даже вызывать поломку оборудования.

Для снижения негативного воздействия подобных процессов, могут применяться специальные приспособления или методы, позволяющие снизить ток пуска:

  • Электродвигатель запускается в холостом режиме. Только потом к нему прикладывают нагрузку, чтобы вывести на рабочий режим. К примеру, этот метод можно использовать для насосов и вентиляционного оборудования, в которых можно выполнять регулирование нагрузки на двигатель.
  • Подключение двигателя по схеме звезда – треугольник.
  • Использование автотрансформаторного запуска. В результате напряжение подается плавно через автотрансформатор.
  • Использование пусковых резисторов либо реакторов, которые позволяют ограничить пусковой ток. Здесь ток, который превышает установленное значение, тратится на выделение тепла на гасящих резисторах.
  • Использование частотных регуляторов позволяет уменьшить ток пуска двигателя. Но такой метод подходит лишь для двигателей мощностью не более 10–30 КВт. Оборудование большей мощности потребует частотных регуляторов, которые стоят очень дорого.
  • Устройства плавного пуска, выполненные на тиристорах. Снижение влияния тока пуска обеспечивается фазовым управлением.

Пусковой ток аккумулятора

  • Если известен пусковой токсвоего старого аккумулятора, и хотите поменять его на новое устройство, то важно, чтобы его величина не была ниже. Также не нужно покупать аккумулятор с меньшим параметром электрической емкости.
  • При приобретении аккумулятора необходимо учесть, что параметры тока пуска могут указываться в разных стандартах. Немцы используют DIN, американцы SAE, а европейцы EN. Чтобы не ошибиться, стоит попросить у продавца специальный лист соответствия, который позволит определить ток пуска батареи.
  • Если Вы часто эксплуатируете автомобиль в зимний период, то выбирайте аккумулятор с большим значением тока пуска при прочих равных параметрах. Благодаря этому в морозы Вы сможете без проблем запустить свой автомобиль.

Пусковой ток аккумулятора, каким он должен быть, как определить, таблица

Почему пусковой ток больше номинального

Аккумуляторная батарея — одна из наиболее важных составляющих автомобиля. Ее функция — подача напряжения на оборудование транспортного средства (стартер, освещение, магнитолу и далее).

Для решения данной задачи АКБ должна уметь не только накапливать, но и сохранять заряд в течение продолжительного времени.

При этом немаловажное значение имеет и ряд характеристик источника питания, таких как емкость, номинальное напряжение, пусковой ток и прочие.

В данной статье мы подробно остановится на одном из главных показателей, от которых зависит качество пуска транспортного средства — пусковой ток.

Что такое пусковой ток аккумулятора

А еще мы рассмотрим, когда он возникает и в чем измеряется?

Пусковой ток — один из ключевых параметров аккумулятора. Эта величина характеризует параметр тока, протекающего в стартере автомобиля в момент пуска силового узла.

Считается, что описываемый нами ток непосредственным образом связан с режимом работы машины.

Так, при частой эксплуатации транспортного средства в условиях холодов рекомендуется покупать АКБ с большим пусковым током.

Номинальный параметр пускового тока соответствует мощности источника питания, которую тот способен выдавать на протяжении 30 секунд при температуре -18 градусов (по Цельсию).

Пусковой (стартерный) ток возникает в момент поворота ключа в замке зажигания и начале проворачивания стартера. Единица измерения данного параметра — Ампер.

На что он влияет?

Описываемый нами показатель характеризует еще одну величину АКБ — пусковую мощность.

Данный показатель имеет ключевое значение для регионов с низкими среднегодовыми температурами и холодными зимами.

По мощности источника питания можно судить, насколько батарея может справиться с пуском мотора в критически низких температурах.

Во время испытания используется специальная нагрузка, схожая по своим характеристикам со стартером.

Разряд током производится до тех пор, пока напряжение не опустится до шести вольт. При этом в паспортные данные АКБ вносятся интервалы, при которых осуществлялись измерения и съем показаний.

По времени стартерного разряда можно судить о состоянии аккумуляторной батареи и ее энергетическом запасе (емкости). При этом чем больше номинальная емкость АКБ, тем большее число попыток придется сделать хозяину для заводки силового узла.

Результаты тестов и балы – таблица 1.

Важно учитывать, что параметр пускового тока может различаться у абсолютно идентичных по внешнему виду АКБ.

Как правило, данный параметр зависит от свойств материалов, которые использовались в процессе создания аккумулятора, а также от ряда конструктивных особенностей.

Так, пусковое значение тока может возрастать в случае роста пористости применяемых свинцовых пластин, повышения их числа, применения ортофосфорной кислоты и так далее.

Результаты тестов – таблица 2.

На практике наибольший пусковой ток выдают АКБ, выпускаемые для дизельных моторов.

К примеру, при емкости в 55 А/ч источник питания для бензинового мотора может достигать 255 Ампера. В то время как аналогичная батарея для дизельного мотора будет тянуть 300 Ампер.

Если во время покупки вы увидели, что при идентичных основных параметрах пусковой ток источника питания больше, то можно смело выбирать данное устройство.

В холодную погоду такой аккумулятор может выручить и позволит без особых сложностей завести мотор.

Результаты тестов – таблица 3.

При этом не нужно бояться, что завышенная величина как-то негативно скажется на оборудовании автомобиля или определенных его параметрах. Все, на что имеет действие параметр пускового тока, так это на надежность пуска.

Заводские характеристики АКБ, которые влияют на ее работу

Каждая АКБ имеет ряд параметров, которые стоит учитывать при выборе.

К ним можно отнести:

  • Тип аккумулятора. Здесь можно выделить гелевые, свинцово-кислотные, литиево-ионные, никелево-металлогидридные, литиево-полимерные и прочие АКБ;
  • Пусковой ток (мощность) источника питания, А;
  • Минимальный уровень напряжения, Вольт;
  • Емкость, А/ч;
  • Рабочее напряжение, Вольт;
  • Номинальная температура работы, 0С.

От чего зависит мощность АКБ, и как на это влияет пусковой ток?

Как уже упоминалось выше, мощность источника питания зависит от параметра разрядного тока и среднего показателя напряжения.

Все показатели измеряются через идентичные временные промежутки. При этом расчет мощности осуществляется по простой формуле:

P = I*U,

где параметр P — мощность аккумулятора В*А; I — разрядный ток, А; U — напряжение разряда, Вольт.

Во время пуска силового узла и работы стартера номинальный параметр напряжения снижается, ток заряда, наоборот, возрастает.

Если говорить простым языком, то повышение потребляемой мощности источником питания во время пуска приводит к падению уровня напряжения на его клеммах.

При этом чем меньше уровень напряжения, тем хуже стартер будет выполнять свою работу и проворачивать коленвал.

Несложно сформировать и обратную зависимость — чем большую мощность имеет АКБ, тем больше оборотов сделает стартер во время пуска силового узла. Это, в свою очередь, позволит быстрее завести мотор.

Как определить и проверить ток при запуске двигателя?

А еще мы рассмотрим какие методики определения существуют в разных странах?

На корпусе аккумулятора указывается масса параметров. Один из наиболее важных — ток холодной прокрутки.

К примеру, если на источнике питания нанесена надпись 300 А (DIN), то аккумулятор способен выдать 300 Ампер.

Условия выдачи такого тока — температура минус 18 градусов Цельсия и непродолжительная разрядка АКБ с учетом стандартов DIN (характерны для Германии).

Если говорить простыми словами, то на 1-й секунде напряжение может составлять 12 Вольт. Но уже через полминуты данный показатель снизится до уровня 9 Вольт.

Через 2,5 минуты уровень напряжения может опуститься еще ниже — до шести вольт. Данные измерения производятся с учетом требования стандарта Германии DIN 43539.

Что касается Соединенных Штатов, то здесь стандартов ГОСТ или DIN нет вовсе.

В стране, как правило, работают нормы SAE, применяемые ОАИ (обществом автомобильных инженеров).

Особенность этих стандартов — максимальная приближенность к нормам Европейского союза ЕN 60095-1 и Российской Федерации (ГОСТ 959-2002). Из-за этого и появляется определенная путаница у автолюбителей.

Так, покупая АКБ производства Соединенных Штатов, необходимо соотносить его параметры со стандартными нормами ЕС.

Для этого существует специальная таблица, позволяющая подобрать нужные характеристики по току холодной прокрутки с учетом разных методик исследования.

Так, в отношении пускового тока и его измерений можно выделить следующие стандарты:

  • в странах ЕС работает стандарт Europa Norm, когда АКБ разряжается до 7,5 Ампер на протяжении десяти секунд. Температура замеров –18 градусов мороза;
  • в Германии работает стандарт Deutsche Industrie Norm (DIN). В данном случае источник питания разряжается до уровня 9,0 Вольт в течение полуминуты (температура аналогична);
  • В США действует стандарт SAE, когда разряд батареи продолжается в течение полуминуты до момента достижения напряжения 7,2 Вольта. Температурные условия аналогичны.

Какой стартерный ток лучше, и каким он должен быть в цифрах?

Немаловажный вопрос для автолюбителей — выбор АКБ по условиям стартерного тока. Здесь все просто.

К примеру, для прокрутки стартера на вашем авто необходимо 200 Ампер. В таком случае АКБ нужно брать с запасом — его пусковой ток должен быть от 300 Ампер и более.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ:  Дворники с подогревом, устанавливаем своими руками

Если не следовать данному совету, то батарея быстро выйдет из строя. При этом не забывайте, что пусковой ток подразумевает непродолжительное прокручивание стартера (в течение 30-40 секунд).

Если «насиловать» аккумулятор дольше, то высок риск его перегрева.

Также при выборе аккумулятора важно учитывать и тип автомобиля (грузовой или легковой, дизельный или бензиновый).

Рассмотрим несколько примеров:

1. Пусковой ток для дизельных моторов.

Имеет ключевое значение, ведь на прокручивание силового узла и его запуск уходит больше энергии.

Нельзя забывать, что на дизелях установлены предпусковые подогреватели. Как следствие, величина тока при запуске мотора должна быть от 320 Ампер и выше.

Аналогичное требование можно выдвинуть и в отношении грузовых автомобилей.

В качестве примера выделим несколько АКБ:

  • Viking Gold 190Ah L+ 1200A — хороший аккумулятор с емкостью в 190 А/ч и пусковым током в 1,2 кА. Такой источник питания подойдет все всех типов автомобилей (в том числе и грузовиков);
  • MUTLU SEALED SILVER CALCIUM — источник питания, отличающийся уникальной работоспособностью и большим пусковым током (720 А/ч).

2. Для бензиновых моторов.

Подойдут батареи с меньшей емкостью (от 36 А/ч) и пусковым током (от 100 Ампер). К примеру, можно выделить следующие варианты:

  • TOP CAR EXPERT — аккумулятор с емкостью в 60 Ампер/часов и пусковым током в 480 Ампер;
  • аккумулятор VOLT — батарея с аналогичной емкостью и пусковым током.

Как маркируются АКБ

Как и где указывается маркировка батареи в разных странах – стандарты маркировки.

Маркировка аккумулятора (в зависимости от страны-производителя) может различаться.

Рассмотрим основные варианты:

1. По отечественному стандарту ГОСТ батарея может маркироваться так — 6СТ-55ПМ. Каждая цифра отражает определенную информацию:

  • 6 — параметр, который указывает на количество элементов в источнике питания. Здесь речь идет о шести банках с напряжением по два Вольта каждая;
  • СТ — назначение самого аккумулятора (стартерный);
  • 55 — емкость источника питания, выражается в Ампер-часах;
  • П — материал, из которого изготовлен блок изделия (в данном случае — полипропилен);
  • М — мирпласт (материал, используемый для сепаратора).

2. В стандарте DIN приято немного другое обозначение, к примеру — 574 012 068. Здесь каждая цифра (группа цифр) имеет свое значение:

  • 5 — цифра, которая указывает на порядок значения емкости. Так, для «5» — это 100 Ампер-часов, для «6» — от 100 до 200 Ампер-часов, для «7» — более 200 Ампер-часов;
  • 74 — параметр, отражающий точную емкость источника питания в Ампер-часах;
  • 012 — обозначение кожуха, из которого можно судить по типу крепежа, габаритах корпуса, позиции выводов и так далее;
  • 068 — параметр пускового тока (в данном случае — 680 Ампер).

3. Стандарт JIS (Япония) имеет следующий вид — 60D27R, где:

  • 60 — параметр, который отражает объединенный показатель пускового тока и емкости аккумулятора;
  • 27 — длина АКБ, выражается в см;
  • R — непосредственная популярность АКБ;
  • D — параметр, показывающий площадь и высоту АКБ.

Кроме этого, на аккумулятор должен прописываться вес, производитель, номинальное напряжение и так далее.

Более подробно про маркировку аккумуляторов читайте тут.

Выбор АКБ для автомобиля

Выбираем аккумулятор исходя из основных параметров, включая и пусковой ток.

От правильности выбора аккумулятора во многом зависит способность силового узла заводиться в любых условиях эксплуатации.

Вот основные параметры, которым нужно уделить внимание:

1. Емкость АКБ.

К примеру, если емкость источника питания составляет 35 А/часов, то это значит, что при подаче тока в 35 А батарея проработает 1 час. Для бензиновых моторов достаточно аккумуляторов с емкостью 35-55 А/ч, а для дизелей — от 80 А/ч и более.

2. Пусковой ток.

Здесь стоит ориентироваться на рекомендации производителя и стараться не брать источники питания с показателем ниже рекомендуемого значения. Чем больше этот показатель, тем выше скорость проворачивания стартера и тем дольше сможет работать батарея.

3. Позиция клемм (плюса и минуса).

Учтите, что правостороннее расположение клеммы характерно для европейских производителей, а левостороннее — для отечественных.

4. Габариты.

При покупке АКБ не забывайте измерить габариты аккумулятора. В противном случае батарея может попросту не поместиться на свое место.

5. Срок годности.

Старайтесь покупать «свежие» устройства, которые были выпущены не позднее, чем за 2-3 месяца до момента продажи.

6. Гарантия.

Поинтересуйтесь, какую гарантию дает производитель и будет ли производиться замена в случае брака. Если таких гарантий нет, то лучше отдать предпочтение другому бренду.

Более подробно про выбор аккумуляторной батареи по марке автомобиля можно узнать здесь.

Итоги

При выборе аккумулятора не бывает мелочей. Не исключением является и пусковой ток, который отражает возможности устройства и его способность выполнять самую главную функцию — запускать двигатель автомобиля.

Надеемся мы помогли вам разобраться с данным показателем аккумуляторной батареи. Удачи.

Пусковые токи

Почему пусковой ток больше номинального

Вы хотите, чтобы стабилизатор напряжения, источник бесперебойного питания или генератор служили безотказно? Тогда эта статья будет для вас полезна.

Одна из основных характеристик бытовых приборов — электрическая мощность на выходе. Она отражает возможность питания подключённой нагрузки. Для правильного выбора стабилизатора напряжения переменного тока, ИБП или генератора нужно знать мощность устройства. Для ее расчета следует подсчитать сумму электрической мощности всех приборов, которые могут быть единовременно подключены.

Одно из основных условий долгой и стабильной работы стабилизатора, генератора и ИБП: мощность техники не должна превышать их возможности по выходной мощности. Лучше, чтобы суммарная электрическая мощность электроприборов, которые функционируют одновременно, была на 20 % меньше выходной мощности питающего прибора. Чем меньше стабилизатор или ИБП работает с перегрузкой, тем дольше он служит.

В расчете суммарной мощности и состоит основная трудность. В паспорте любого устройства указана мощность в кВт. Вроде бы всё просто: нужно сложить мощность приборов. Но в этом кроется основная ошибка.

Приборы, в конструкции которых есть электродвигатели, насосы или компрессоры, в момент запуска дают нагрузку на сеть, превышающую номинал в 2–7 раз. Такое явление обусловлено наличием пусковых токов.

Это же правило относится к приборам, в состав которых входят инерционные компоненты или элементы, физические свойства которых в момент запуска отличаются от их обычных значений при эксплуатации. Классический пример — изменение сопротивления у обыкновенной лампы накаливания.

В конструкции таких ламп есть вольфрамовая нить, при включении электрическое сопротивление вольфрама меньше (нить холодная), чем при работе. Сопротивление увеличивается с ростом температуры, следовательно, при включении лампы её мощность намного больше, чем во время работы. При включении лампы накаливания присутствуют пусковые токи.

Мощность любого прибора рассчитается как произведение напряжения (в вольтах) и силы тока (в амперах).

По мере увеличения силы тока растет мощность, а значит, возрастает нагрузка на стабилизатор, генератор и источник питания.

Определение пусковых токов можно сформулировать так: электроприборы или их элементы, имеющие инерционные свойства, в момент запуска дают большую нагрузку на электрическую сеть или питающий прибор, чем в процессе работы.

Значение пусковых токов зависит не только от усилия по раскрутке ротора двигателя или насоса до номинальных оборотов, но и от изменения сопротивления проводника. Чем меньше сопротивление, тем больше величина силы тока, который может протекать по нему. При нагреве уменьшается сопротивление и снижается возможность проводника пропускать большие токи.

Помимо вращающего момента и электросопротивления дополнительную электрическую мощность в момент старта прибору придаёт индуктивная мощность. В момент включения люминесцентной лампы у индуктивной катушки сопротивление мало. Также действует мощность для поджига разряда, что увеличивает силу тока.

Влияние пусковых токов особенно важно для стабилизаторов напряжения и источников бесперебойного питания on-line типа. Стабилизаторы работают в одном из двух режимов работы: номинальном или предельном.

В номинальном режиме работы сохраняется мощность, но при ухудшении качества электроснабжения в сети наблюдается очень низкое или, напротив, очень высокое напряжение.

В таком случае стабилизатор переходит в предельный режим работы, его выходная мощность снижается примерно на 30 %. Если при этом происходит перегрузка по пусковым токам, то он выключится, сработает система защиты.

Если это будет повторяться часто, срок службы качественного стабилизатора будет небольшим (что уж говорить о китайской технике).

С ИБП типа on-line дела обстоят сложнее. Если на такой прибор дается нагрузка, превышающая номинальную (а у пусковых токов очень большая скорость, и они проходят любую защиту), предохранители не успевают сработать, и источник питания может сгореть. Это негарантийный случай и ремонт будет стоить значительных средств.

Единственный вид ИБП, который может выдерживать пусковые токи, в 2–3 раза превышающие номинал, — системы резервного электропитания линейно-интерактивного типа.

Максимальные пусковые токи дают компрессоры холодильников (однокамерные — до 1 кВт, двухкамерные — до 1,8 кВт), а также глубинные насосы. Их мощность во время запуска превышает номинал в 5–7 раз.

Самый маленький коэффициент запуска (равный 2) отмечается у насосов Grundfos с системой плавного пуска.

При выборе источников электроснабжения или стабилизатора напряжения нужно учитывать временной фактор влияния пусковых токов. При первом включении стабилизатора или генератора все электроприборы начнут работу одновременно и суммарная нагрузка будет большая.

При дальнейшей работе потребитель должен оценить вероятность одновременного запуска приборов с большими пусковыми токами (к примеру, холодильника, насоса и стиральной машины).

Если стабилизатор или ИБП имеет небольшую мощность, то следует самостоятельно контролировать включение техники с пусковыми токами.

Выводы:

  • При подсчёте суммарной мощности электротехники мощность приборов с пусковыми токами нужно рассчитывать не по номиналу, а с учётом пусковых токов (в Вт либо в А).
  • Пусковые токи даёт техника, в конструкции которой есть электродвигатель, насос, компрессор, нить накаливания или катушка индуктивности.
  • Чем хуже напряжение в магистральном проводе (ниже 150 В или выше 250 В), тем более высокий номинал должен быть у стабилизатора или ИБП (примерно на 30 % больше суммарной мощности работающей техники).

Пусковые токи можно ассоциировать с началом движения велосипеда: в момент начала движения нужно большое усилие, чтобы раскрутить колёса, но когда велосипед приходит в движение, требуется меньше сил для поддержания скорости.

Примеры номинальной мощности и мощности при запуске бытовой техники

Тип техникиНоминальная мощность, ВтПродолжительность пусковых токов, сКоэффициент во время начала работыПример модели стабилизатора, ВАПример модели ИБП
Холодильник250–35043«Штиль» R1200  / Progress 1500TN-Power Pro-Vision Black M 3000 LT
Стиральная машина25001–33-5Progress 3000T
Микроволновая печь16002«Штиль» R2000
Кондиционер2500–30001–33-5Progress 5000L
Пылесос150021.2–1.5Progress 3000T
Кухонный комбайн1500–20002–47Progress 2000T
Посудомоечная машина22001–33Progress 3000L
Погружные скважинные насосы, глубинные насосы500–100023–7Progress 3000LДПК-1/1-3-220-М
Циркуляционные насосы80–1001–72–4«Штиль» R 600 STInelt Intelligent 500LT2
Лампа накаливания1000,155–13высокоточная серия L

В таблице не отражены точные значения электрических приборов, предоставлены лишь ориентировочные цифры для понимания алгоритма выбора стабилизатора напряжения и ИБП.

Все о пусковых токах

Почему пусковой ток больше номинального

Одной из ключевых технических характеристик бытовых электроприборов является мощность вырабатываемого электротока (т. н. выходная мощность). Чем она больше – тем больше пользователей одновременно может получать питание от такого агрегата.

Поэтому при выборе оборудования резервного энергоснабжения необходимо подсчитать суммарную мощность всех электроприборов, которые вы планируете подключать при прекращении подачи тока в центральной сети.

В идеале мощность ГУ должна соответствовать суммарной мощности предполагаемых пользователей + 20 % (стратегический запас на случай возможного увеличения нагрузки).

Грамотный расчет этого показателя – важное условие безотказной работы оборудования автономного энергообеспечения. Чем меньше двигатель функционирует в режиме перегрузки, тем больше он в итоге прослужит.

Итак, вроде все просто: сложить номинальную мощность подключаемых приборов и сделать 20-процентный запас. Зная эти цифры, можно отправляться в магазин и выбирать понравившуюся модель с соответствующими техническими характеристиками. Но, оказывается, эта формула не учитывает еще один важный момент – пусковые токи.

Пусковые токи: определение понятия

Дело в том, что бытовые приборы с электрическими двигателями (стиральные машинки, глубинные насосы, кондиционеры и т.д.) во время пуска двигателя дают краткосрочную нагрузку, многократно превышающую номинал. Это явление и называется пусковыми токами.

Их сравнить с ездой на велосипеде: вначале приклаывается максимум усилий для раскрутки колес, а после набора скорости остается лишь ее поддерживать.

Так, пусковые токи 1-камерных холодильников составляют до 1 кВт, 2-камерных – до 1, 8 кВт, электронасосов – до 5-6 раз от номинала. Отметим, что последние модели насосов известных производителей снабжаются функцией плавного пуска, не допускающей более чем двукратного увеличения напряжения.

К числу электроприборов, дающих высокие пусковые токи, относятся также самые обычные лампы накаливания: в них есть нить из вольфрама, сопротивление которого при включении (в холодном состоянии) в несколько раз меньше, чем в ходе работы.

Резкое увеличение величины электротока связано не столько с определенными усилиями, которые прилагаются в ходе раскрутки ротора до нужного количества оборотов, сколько с изменением показателей сопротивления проводника (с уменьшением силы сопротивления увеличивается сила электротока). В процессе нагрева сопротивление падает, а вместе с ним снижается способность проводника к пропусканию высоких токов.

Кроме вращающего момента и показателя сопротивления, на повышение напряжения при старте влияет также индуктивная мощность. Так, при включении лампочки накаливания сопротивление индуктивной катушки небольшое. На увеличение пусковой силы влияет мощность розжига разряда.

О важности правильного расчета пусковых токов для UPS-online и стабилизаторов

Стабилизаторы могут функционировать в 2-х режимах: номинальном либо предельном. При номинальном режиме мощность прибора сохраняется, а с ухудшением качества электротока (значительных перепадах напряжения) происходит переход на предельный режим.

При этом его мощность уменьшается в среднем на 30 %. При выходе показателей напряжения за предельные значения срабатывает автоматическая система защиты и стабилизатор отключается.

В случае частого повторения такой ситуации срок эксплуатации даже самого качественного стабилизатора может оказаться весьма недолгим.

Что касается ИБП, то с ними все еще сложнее: при превышении предельно допустимых норм нагрузки предохранители зачастую не успевают срабатывать и оборудование просто выходит из строя. Связано это с большой скоростью пусковых токов, которые легко преодолевают защиту ИБП. Случаи таких поломок оборудования не относятся к числу гарантийных и стоят немалых денег.

Есть только один вид ИБП, выдерживающий пусковую нагрузку до 3-х раз превышающую номинал – линейно-интерактивные.

В ходе первого включения нового оборудования все подключенные пользователи начнут работать в одно время и нагрузка может оказаться чрезмерной. Возможно, вам придется следить за использованием техники с высокими пусковыми токами и чередовать включение таких бытовых приборов, как насос, холодильник, компрессор, стиральная машинка и т. д.

Подытоживая вышесказанное, отметим:

  • при расчете мощности ГУ, стабилизатора или ИБП следует учитывать не только номинал, но и величину пусковых токов ваших электрических приборов;
  • высокие пусковые токи дает оборудование, снабженное электрическим двигателем, имеющее в своей конструкции вольфраовую нить или индуктивную катушку;
  • чем больше отклонения от номинального напряжения в сети (- 150 В, +250 В), тем большим номиналом должен обладать агрегат резервного энергообеспечения (приблизительно + 30 % общей мощности подключенных потребителей).

Таблица номинальной мощности и мощности пусковых токов некоторых бытовых электроприборов:
Вид техники Номинальная мощность, кВт Время действия пусковых токов, сек. Коэффициент в начале работы
Стиральная машинка 2,5 1-3 3-5
Холодильник 2,5-3,5 4 3
Микроволновая печка 1,6 1 2
Пылесос 1,5 2 1,2-1,5
Кондиционер 2,5-3,0 1-3 3-5
Посудомоечная машина 2,2 1-3 3
Кухонный комбайн 1,5-2,0 2-4 7
Насосы погружные для колодцев, скважин 0,5-1,0 2 3-7
Циркуляционные насосы 0,08-0,1 1-7 2-4
Лампы накаливания 0,01 0,15 5-13

В данной таблице нет точных значений мощности электроприборов, представлены лишь приблизительные цифры, дающие возможность понять принцип выбора источника бесперебойного питания либо стабилизатора.

Что такое пусковой ток двигателя

Почему пусковой ток больше номинального

Если взять любой технический паспорт к двигателю, то там кроме рабочего тока, мощности, оборотов, типа соединения полюсов и напряжения можно найти такой параметр как пусковой ток. В этой статье я хочу подробно остановиться именно на этом параметре и рассказать, что это такое и каким образом можно измерить пусковой ток у реального двигателя. Итак, начнем.

Трехфазный двигатель АИР80А2У2

Пусковой ток и его кратность

Итак, для начала давайте дадим определение. Пусковой ток – это ток, потребляемый электродвигателем в момент его запуска (раскручивания). В большинстве случаев этот ток больше рабочего в 6-8 раз. Величина, показывающая во сколько раз больше пусковой ток, называется кратностью и записывается как коэффициент:

Получается, если известен коэффициент, то пусковой ток найти крайне легко по этой формуле:

Примечание. Пожалуйста, не путайте номинальный и рабочий токи. Номинальный – это такой ток, при котором двигатель способен работать продолжительное время и ограничивается только температурным нагревом статора.

А рабочий – это реальный ток, протекающий по обмоткам в процессе работы агрегата и он всегда равен или несколько меньше номинального тока.

Кратность пусковых токов имеет прямую зависимость от мощности самого движка и от того сколько пар полюсов в нем реализовано.

То есть при меньшей мощности будет меньший пусковой ток. А в случае с парами полюсов, чем их меньше, тем пусковой ток больше.

Получается, что, наибольшим пусковым током обладают двигатели с оборотами 3000 об/мин, двумя полюсами и мощностью более 10 кВт (7-9 крат от номинала).

Почему так происходит

Все дело в том, что потребление тока и инерционный момент при запуске зависит от конструктивных особенностей двигателя и от того, каким образом произведена намотка обмоток.

Мало полюсов – это минимальное сопротивление обмоток. Такое низкое сопротивление – это автоматически большой ток. А еще высокооборотистым движкам для полного выхода на рабочие параметры необходимо больше времени, а это автоматически тяжелый пуск.

Если сказать более грамотным языком, то в статичном положении любой двигатель имеет степень скольжения равной S = 1. Во время цикла раскручивания этот параметр стремится к нулю, но никогда его не достигает, так как в двигателе присутствуют потери, и скорость вращения ротора никогда не достигнет скорости вращения электромагнитного поля статора (поэтому двигатель и асинхронный).

Помимо этого сердечник ротора проходит стадию насыщения магнитным полем, в результате этого возрастает ЭДС самоиндукции и индукционное сопротивление и ток уменьшается.

Как выяснить величину пускового тока

Если информации по кратности пускового тока конкретного двигателя недоступна, то его можно измерить следующими способами:

1. Первый способ, самый точный, но при этом требуется много оборудования. Для этого подключаем шунт и с помощью осциллографа смотрим осциллограмму на шунте в момент пуска двигателя.

Затем максимальное амплитудное значение делим на корень из 2 (получаем действующее значение), затем по закону Ома производим расчет.

Клещами измеряем рабочий ток и умножаем полученное значение на разницу токов на экране осциллографа. Данный способ хорош всем.

2. Второй способ. Для этого подаем на двигатель напряжение ниже номинального в 5 – 10 раз и производим измерение тока. Зачем нужно использовать пониженное сопротивление. Да все для того.

чтобы зафиксировать ротор, то есть не допустить его перегрева. Полученное значение тока просто пересчитываем и получаем пусковой.

Именно такой способ применяют сами производители и получают табличные значения.

3. Третий способ. Измеряем пусковой ток токоизмерительными клещами.

Это самый простой вариант измерения, но при этом наиболее грубый, так как во время такого измерения клещи не учитывают всех переходных процессов, протекающих при запуске, да и сам прибор довольно инерционный.

Но они хорошо подходят для измерений, когда запускаются двигатели с повышенным моментом инерции (вентиляторы, насосы с большими крыльчатками и т.д.), когда пусковой момент длится больше 10 секунд.

Хочу так же отметить, что реальный пусковой ток всегда будет несколько меньше табличного значения, потому что ток КЗ реальной сети всегда меньше бесконечности и провода сети обладают своим сопротивлением в процессе запуска двигателя на них падает напряжение (до 50 %). Учитывая эти ограничения, пусковой ток будет меньше расчетного, а длительность разгона всегда больше.

На этом моменте я хочу закончить сегодняшний материал, а в следующем я обязательно расскажу какой вред несет пусковой ток, как его уменьшить и как нивелировать негативное воздействие пускового тока, так что подписывайтесь, чтобы не пропустить следующие выпуски и ставьте лайки если материал вам понравился!

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.