Если вы работаете с электродвигателями или собираетесь с ними иметь дело, то необходимо знать, как по шильдику двигателя определить его потребляемую электрическую мощность от сети. Разберем для примера один из шильдиков. Если посмотреть, то среди прочих параметров можно, казалось бы, найти и значение мощности Р. Как видно, напротив буквы Р стоит значение 13кВт. Однако, как могут думать некоторые, это вовсе не его электрическая мощность. На шильдике двигателей указывается их полезная механическая мощность на валу, которая также обозначается киловаттами. Так как же найти потребляемую электродвигателем мощность из сети. Для этого надо обратить внимание еще на другие величины, указанные на шильдике двигателя - это его КПД и cosφ. Причем КПД может быть обозначен как и просто буквами КПД, так и буквой η, что и видно на шильдике. Конечно, можно сразу написать искомую формулу со всеми значениями, но мы разберем всё по порядку. Для начала необходимо учесть связь между полезной механической мощностью на валу Р, указанной на шильдике электродвигателя и указанным КПД. Через эти величины можно найти его активную мощность, которую потребляет двигатель от сети. Находится она из соотношения: Ра=Р/η. Т.е. в нашем случае потребляемая электродвигателем из сети активная мощность равна Ра=13кВт/0,9=14,44кВт. Но это не все. Теперь надо учесть тот факт, что в общем случае каждое устройство потребляет из сети не только активную, но и реактивную энергию. И двигатель тому не исключение. И чтобы найти потребляемую им полную мощность(не реактивную, а именно полную), необходимо воспользоваться соотношением из треугольника мощностей (см.рис.3 в разделе Мощность переменного тока): S=Pa/cosφ=14,44/0,9=16кBA. Реактивная мощность обозначается, как известно, через Q и в данном случае
. Подставив значения, получим, что реактивная мощность, потребляемая электродвигателем из сети равна S=6,98квар(киловольт-ампер реактивный). Ну, а если отбросить все вышеоговоренное, то в конечном итоге потребляемая двигателем мощность определяется по формуле
, где Р - механическая полезная мощность на валу, указанная на шильдике, η - КПД электродвигателя, φ - угол между активной и полной мощностью. В левой части выражения формула для определения полной мощности конкретно двигателя, а в правой - формула полной мощности любой трехфазной системы. И двигатель тому не исключение. Посчитав полную мощность электродвигателя для случая соединения звездой с применением правой части, получим, что:
. Т.е. мощность электродигателя можно считать по любой понравившейся формуле.
Теперь обратим внимание на тот факт, что асинхронные 3-х фазные двигатели можно включать как звездой, так и трегольником, но на разные линейные напряжения. Именно по этой причине на шильдике и указаны параметры для обоих способов включения.
Причем, как нетрудно заметить, ток, указанный при включении звездой на линейное напряжение 380В, меньше тока при включении треугольником на линейное напряжение, но уже не 380В, а 220В. Почему так? Потому что при таком включении в обоих случаях на обмотках двигателя будет расчетное фазное напряжение 220В, на которое и мотались обмотки электродвигателя. Т.е. как бы вы не включали двигатель, звездой ли на линейное напряжение 380В или треугольником на линейное напряжение 220В, в обоих вариантах на каждой из обмоток будет 220В. Однако, электрическая мощность электродвигателя при этом останется, что и требуется в таких случаях, неизменной - 16кВА.