Jak vypočítat skutečný příkon elektromotoru?

[vochca12]

Potřeboval bych si ověřit hodnoty které udává výrobce našeho zařízení?
Námi naměřené hodnoty asynchroního elekrotomotoru třídy IEE 2 štítková hodnota 110 kW jsou 161 A. Jedná se 380 V, tři fáze.
Je možné spočítat skutečný příkon elektrické energie v kW?

[Tomáš Spočtený]

P=1,73*U*I*cosfí

kde 1,73 je odmocnina ze tří
U je efektivní hodnota sdruženého napětí. (to je potřeba změřit protože přesně 400V tam nejspíš není)
I efektivní hodnota proudu
cosfí je účinník stroje, který je pro jmenovitou zátěž napsan na štíku
účinnost není potřeba. však chce příkon a ne výkon.

[Martin Kurka]

Vážený pane Vochcale 2,
Příkon elektromotoru se vypočítá z klasického vzorce

P = 3*Uf*I*cos(fi)= SQRT(3)*Usdr*I*cos(fi)  

Pro 110kW čtyřpólový motor Siemens IE2 a plné zatížení jsou typické hodnoty U=400V I=230A cosfi = 0,87 účinnost = 0,945

Příkon 110kW IE2 čtyřpólového motoru Siemens je tedy v maximu zátěže až
P = 1,73*400*230*0,87)=139kW

Ve Vašem případě proudu 161A není motor plně zatížený, avšak uvedený cosfi a účinnost není lineární se zatížením.
Pro 161A tj cca 70% jmenovitého proudu je zátěž 110kW motoru asi 65%. V tom místě podle přiloženého grafu bude účinník v oblasti maxima = 0,94

Takže přikon tohoto motoru ve Vašem zatěžovacím bodě bude P = SQRT(3)*Usdr*I*cos(fi)=1,73*400 *161*0,94 = 105kW   ( 112kVA)

Předpokládám co jste neuvedl - symetrická zátěž, napětí ve všech fázích shodné, čtyřpólový motor odpovídající příkladu.
Pokud ze štítku odečtete jiné údaje, je nutné vše přepočítat. Co se týče napětí viz příspěvek předešlý.
Účinnost i účiník je dobré odečítat najednou též, protože je-li jeden z obou údajů nečitelný, pak lze druhý  při známém štítkovém proudu a výkonu dopočítat. Nebo lze dopočítat nečitelný proud z obou těchto údajů a z výkonu na hřídeli.

[Rozmahel Vladimír]

Příkon motoru závisí na zátěži na hřídeli. Bylo by dobré vědět jak je provedena kompenzace jalového proudu motoru. Pokud by byla individuální, naměřený proud by se mohl blížit činnému.

[Martin Kurka]

Příkon motoru závisí na zátěži na hřídeli. Bylo by dobré vědět jak je provedena kompenzace jalového proudu motoru. Pokud by byla individuální, naměřený proud by se mohl blížit činnému.

Neblížil by se ani náhodou.
Individuální kompenzace motoru je věc velmi nešťastná, protože se účinník motoru se zátěží  značně mění (viz výše uvedený graf).
Nebezpečí překompenzace není jen v penalizaci, ale hlavně je tu nebezpečí přebuzení magnetizační složky vlastního motoru. A přebuzení nesmí nastat v celém rozsahu možné zátěže a ani při rozběhu motoru.
Takže i když motor v příkladu  pana Vochcala 2 při plném zatížení dodává 77kVAr indukčního výkonu a v uvedeném pracovním bodě 39kVAr, pak se 110kW motor z výše uvedených důvodů pevně kompenzuje na pouhých praxí ověřených 90% výkonu motoru naprázdno. Takže jen o 24kVAr.
A 24kVAr k potřebné kompenzaci 39kVAr má hodně daleko.
Proto je u motorů vždy lepší skupinová automatická kompenzace.

[Rozmahel Vladimír]

...Takže i když motor v příkladu  pana Vochcala 2 při plném zatížení dodává 77kVAr ...

Ten motor bude odebírat ze sítě 77 kVAr. Dodával by pouze v případě překompenzování pomocí kondenzátoru.
O tom není sporu. Tabulky jsou orientační s ohledem na štítkové zatížení motorů. Nebylo uvedeno jak je motor zatěžován. Předpokládal jsem stacionární zátěž. Bez změření účiníku s jakým ten motor běží je to hádání, protože proud nám neřekne nic. Byl ale uveden pouze proud, proto jsem předpokládal, že účiník je neznámý.
U větších motorů bývá individuální kompenzace výhodná i z důvodu proudového odlehčení přívodních kabelů.

[Martin Kurka]

Buď v těch volupsijích k večeřích byl také methyl, nebo jsem už spal, když jsem odčítal graf.

Pro 161A tj cca 70% jmenovitého proudu je zátěž 110kW motoru asi 65%.V tom místě podle přiloženého grafu bude účinník v oblasti maxima účinnosti a to cosfi_161A= 0,94 0,78

Takže přikon tohoto motoru ve Vašem zatěžovacím bodě bude
P_161A = SQRT(3)*Usdr*I*cos(fi)=1,73*400 *161*0,94 0,78 =105kW 87kW  ( 112kVA)

Za svou chybu se omlouvám.

Tabulky jsou orientační s ohledem na štítkové zatížení motorů.

Tabulky nejsou orientační, jsou návodné a z praxe ověřené. Jinak motor individuálně překompenzujete a přetížíte (zničíte).

Nebylo uvedeno jak je motor zatěžován.

Bylo 161A. A z obecně platného nomogramu motorů (u "klasických" motorů platí obecně a křivky cosfi a účinnosti se jen mísrě posouvají podle velikosti motoru a třídy účinnosti) je to vidět.  V pracovním bodě 161A  (červený puntík) je  I/In=161A/230A=0,7.Odsud modrou šipkou dostanete poměr výkonů na hřídeli Pz/Pn=0,6. Jelikož Pn podle štítku je 110kW, pak Pz=Pn*0,6=110*0,6=66kW. To je  pracovní bod motoru výkonu, který řídí celý tento nomogram.  Nyní se pohybujete po svislici pro určený poměr výkonů na hřídeli 0,6.
Zátěž motoru je teda změřeným proudem přesně určena.
Ostatně této závislosti výkonu motoru na změřeném proudu se odjakživa využívá a větší pohony mají na panelech ampérmetr. Všimněte si, že od poloviny výkonu je křivka I/In lineární, to znamená že od poloviny výkonu motoru nárůst proudu odpovídá nárůstu zátěže motoru. Pod polovinou výkonu se křivka již značně ohýbá a pro uřčení zátěže motoru pod polovinou výkonu motoru je lepší měření reálného příkonu - Wattmetr místo Ampérmetru. V oblasti nad polovinou zátěže až do do plné zátěže na křídeli je Wattmetr neekonomický, stačí Ampérmetr.

Byl ale uveden pouze proud, proto jsem předpokládal, že účiník je neznámý.

Opět omyl. Z momogramu z pracovního bodu stačí vyjít vzhůru po zelené na křivku cosfi a tam odečíst 0,78. Je to jednoznačně určeno velikostí proudu.
Všimněte si, že křivka účiníku je strmá do poloviny výkonu motoru, nad polovinou je již značně plochá. Toho se využívá například pro hlídání čerpadel při běhu na sucho. Běží-li čerpadlo na sucho (nebo ventilátor se zavřeným sáním), je zatížení malé a většinou pod polovinou výkonu a účinník strmě klesne. Protože pod polovinou výkonu proud klesá málo, ale účinník hodně, je lepší sledovat účinník, než proud. Ovšem nad polovinou výkonu je určení zátěže motoru z účinníku velmi velmi nejisté a to je příčina, proč jej mnozí po praktických zkušenostech zatracují. Například přetažené ucpávky čerpadla způsobí, že motor čerpadlo nevypne, nebo nejde podle cosfi nastavit hlídač čerpadla na vypnutí.
Z grafu však vyplývá, že o zátěži motoru vám vždy nejvíce řekne wattmetr - měření skutečného příkonu. A stačí měřit v jedné fázi.  

[Martin Kurka]

Samozřejmě, že pak je chyba i následně ve výpočtu jalového výkonu:

Takže i když motor v příkladu  pana Vochcala 2 při plném zatížení dodává 77kVAr indukčního výkonu a v uvedeném pracovním bodě 39kVAr70kVAr, pak se 110kW motor z výše uvedených důvodů pevně kompenzuje na pouhých praxí ověřených 90% výkonu motoru naprázdno. Takže jen o 24kVAr.
A 24kVAr k potřebné kompenzaci  39kVAr70kVAr má hodně daleko.
Proto je u motorů vždy lepší skupinová automatická kompenzace.

U větších motorů bývá individuální kompenzace výhodná i z důvodu proudového odlehčení přívodních kabelů.

Spíše u velkých, nad 100kW  a automatická. Podle povahy pohonu nejlépe rychlá. Ale to je ekonomická otázka a přínos a návratnost individuální kompenzace motoru je nutné spočítat.
Rozhodně v průmyslu se skupinová kompenzace u každého halového rozvaděče vyplatí spíše, než až ve vzdálené rozvodně.
Překompenzování malého motoru může mít fatální důsledek, třeba při vypínání motoru nebo vypnutí pojistek v přívodu . Motor se dostane se do generátorického režimu (stejný případ jako generátor vodní elektrárny v ostrovním režimu) zátěž na straně sítě žádná a napětí vzroste na vinutí až do průrazu motoru, pokud se dříve neproseknou kompenzační kondenzátory...A pohon je odstaven.

[Rozmahel Vladimír]

...Tabulky nejsou orientační, jsou návodné a z praxe ověřené...

Je to uvedeno pod tabulkami s hodnotami kondenzátorů. Kompenzuje se na běh naprázdno, kdy je účiník nejhorší.
Souhlasím bez výhrad. Platí taková "poučka". Jeden kW motoru je asi 2A. Podle  Vašeho nového výpočtu se to teď docela potvrdilo. O té kompenzaci jsem psal z toho důvodu, že ten motor mohl mít na svých svorkách připojený kondenzátor. Potom by ten proud měřený např. v rozvaděči byl jiný než bez kompenzace.

[jiří luboš]

Omlouvám se všem jelikož jsem zadal mylná data.

Jedná se o elektromotor pohánějící kompresor a my jsme prováděli měření abychom mohli porovnat dodané tabulky spotřeb s naším měřením. Bohužel tabulky jsou v kW a naše měření vyšlo v A. Bohužel nejsem schopný dopočítat se převodu.

štítková hodnota elektromotoru 90 kW,
otáčkách 1500 1/min
naměřené hodnotě 161 A
podle tabulky skutečný příkon 105 kW
Účiník bohužel momentálně nezjistím jelikož je zařízení mimo naši společnost.

Je výrobcem uvedená hodnota 105 kW realná? Kompresor nestlačuje na plný tlak tudíž chápu že jeho účinnost nebude 100%.

Je možné mě laicky (ale opravdu laicky) vysvětlit jak je možné že jmenovitá hodnota je 90 kW a skutečná 105 kW?

[jiří luboš]

Jiří Luboš = vochca 12

Omlouvám se ale bohužel jsem se nemohl přihlásit pod stejným jménem.

[Tomáš Spočtený]

štítková hodnotu elektromotoru je mechanický výkon na hřídeli. TO co by chcete vypočítat a změřit je elektrický příkon. Žádný motor není dokonalý stroj a nemá účinnost 100% proto je výkon na hřídeli menší než elektrický příkon.
Pmech=Pel*účinnost/100

[Milan Illek]

Vážený pane Vochcale...

Vy jste to předem tušil. Viz odpověď #9.  (jednicka)

[jiří luboš]

VOCHCA 12 :  jak jsem psal znam teoretickou hodnotu z tabulek vyrobce kompresoru, ale z potrubuji je porovnat s vysledky z našeho měření. Proto mě zajímá zda u 90 kW motoru je možné aby jeho realná spotřeba byla okolo 105 kW?

[Tomáš Spočtený]

Samozřejmě, že je to možné. 105 kW odebírá ze sítě. 90kW přemění na mechanický výkon a 15kW jsou ztráty. To je účinnost 85.7%

[kubik-ufik]

Co je to za motor?
takovej výkon!