Расчет домашней сети, определение мощности

Современная внутренняя система электроснабжения дома или квартиры обязана удовлетворять нескольким требованиям. Она должна быть:

• Рассчитана на длительную безаварийную эксплуатацию
• Обеспечена устройствами защиты от перегрузки, короткого замыкания, поражения человека электрическим током и значительных скачков напряжения
• Обеспечена различными приборами, позволяющими повысить комфортность проживания
• Рассчитана на возможность подключения самых различных устройств

Создание такой системы — непростая задача, требующая вдумчивого и системного подхода. Она предполагает реализацию следующих этапов: расчет, комплектация и монтаж.

В процессе расчета в помещениях выявляются определенные функциональные зоны, требующие подключения каких-либо электрических приборов. Эту работу удобнее всего выполнять с использованием плана квартиры или дома.

На плане можно «расставить» предполагаемую мебель, «разместить» люстры и светильники, «установить» электроплиту, холодильник, стиральную машину и т. д. Это позволит определить расположение розеток, а также их тип. Размещение люстр, светильников и подсветок позволит, в свою очередь, найти удобные места для соответствующих выключателей. На этом же плане следует указать мощность оборудования, планируемого к установке.

Разделение всех потребителей на группы

Расчет домашней электрической сети, как правило, начинается с разделения всех потребителей на группы. Под группой понимается несколько потребителей, подключенных параллельно к одному питающему проводу, идущему от распределительного щита. Это группы освещения, группы розеток и т. д. Отдельными линиями запитываются агрегаты большой мощности (стиральные машины и электрические плиты). В отдельную группу выделяются розетки кухни, где подключаются микроволновые печи, электрические духовки, посудомоечные машины, электрические чайники и многое другое.

Результат разделения потребителей на группы вначале лучше отобразить в таблице, дополняя ее в дальнейшем новыми данными (табл. 1).

Группы потребителей электрической энергии с отдельными устройствами защиты могут формироваться тремя способами:

• По помещениям в квартире (каждому помещению предоставляют отдельную линию)
• По видам потребителей: освещение, розетки, электроплиты, стиральные машины и т. д
• Для каждого потребителя, будь то розетка или светильник, проводится отдельная линия электропитания с устройствами защиты (европейский вариант)

Как показывает практика, любая разводка в доме или квартире является комбинацией вышеназванных вариантов в зависимости от конкретных потребностей и условий.

Определение установленной мощности и тока нагрузки

Важным этапом проектирования является определение суммарной потребляемой мощности установленного оборудования в каждой группе.

Величина установленной мощности позволяет рассчитать номинальный ток нагрузки на данную цепь. Номинальный ток — это тот максимальный ток, который будет протекать по фазному проводу. Во внутренней сети квартиры или дома с напряжением 220 В он легко определяется по максимальной потребляемой мощности.

При однофазной нагрузке номинальный ток I_n ~ 4,5P_m, где P_m — максимальная потребляемая мощность в киловаттах. Например, при P

m = 5кВт I_n = 4,5 * 5 = 22,5 А.

При распределении потребителей по группам необходимо исходить из следующих условий:

• Кондиционер, теплые полы, электроплита, стиральная машина и другие мощные потребители с открытыми токопроводящими элементами должны подключаться к отдельным линиям, каждая из которых защищается автоматом защиты и УЗО
• В отдельную группу выделяются розетки зон с повышенной влажностью (кухни и ванные комнаты)
• Розетки жилых комнат можно объединить в одну группу
• Систему освещения жилых комнат желательно разделить на две (или более) группы

Разделение на группы выполняется в распределительном шкафу, где на каждую группу устанавливается автоматический выключатель, а в некоторых случаях и УЗО.

Таким образом, каждая из групп за пределами распределительного щита представляет собой отдельную электрическую цепь.

Значение номинального тока нагрузки позволяет определить и характеристики защитных устройств, и сечение жил провода.

Самым простым является расчет группы с одним прибором, например электрической духовкой. Ее потребляемая мощность 2 кВт (определяется по паспорту). Номинальный ток нагрузки I_n = 4,5 * 2 = 9 А. Таким образом, в цепь питания духовки должен устанавливаться автоматический выключатель с номинальным током не менее 9 А. Ближайшим по номиналу является автомат 10 А.

Расчет токовой нагрузки и выбор автоматического выключателя для группы с несколькими потребителями усложняется введением коэффициента спроса, определяющего вероятность одновременного включения всех потребителей в группе в течение длительного промежутка времени.

Конечно, величина коэффициента спроса зависит от множества объективных и субъективных факторов: типа квартиры, назначения электрических устройств и т.

д. Например, коэффициент спроса для телевизора обычно принимается за 1, а коэффициент спроса для пылесоса — 0,1. Существуют даже целые системы расчета коэффициента спроса как для отдельных квартир, так и для многоэтажных домов.

Понятно, что одновременное включение и работа всех электроприборов в квартире или частном доме маловероятны. Поэтому в нашем случае коэффициент спроса для каждой группы можно определить по таблице усредненных значений (табл. 2).

Для расчета розеточной группы кухни примем, что там будут включаться следующие приборы:

• Электрический чайник — 700 Вт
• Овощерезка — 400 Вт
• Микроволновая печь — 1200 Вт
• Холодильник — 300 Вт
• Морозильник — 160 Вт
• Прочее — 240 Вт

Суммарная номинальная мощность этих приборов в группе составляет 3000 Вт.

С учетом коэффициента спроса (равного 0,7) номинальная мощность будет равна 3000 * 0,7 = 2100 Вт.

Номинальный ток нагрузки в цепи этой розеточной группы будет равен 4,5 х 2,1 = 9,45 А.

После аналогичных расчетов дополним табл. 3 полученными значениями потребляемой мощности и номинального тока для остальных групп.

Выбор сечений жил и типа провода

Сечение жил провода для каждой группы рассчитывается в зависимости от предполагаемой суммарной мощности устанавливаемых в ней приборов и расчетных значений силы тока (конечно, с некоторым запасом). Необходимые рекомендации можно получить в «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ) — главном документе электрика.

Табл. 4 отражает соответствие нагрузочных токов и допустимых сечений проводов, регламентированных ПУЭ (применяется для медных проводов, потому что использование алюминиевых в электропроводке жилых помещений в настоящее время запрещено).

Для более точного расчета нужных сечений жил проводов необходимо не только руководствоваться мощностью нагрузки и материалом изготовления жил, но и учитывать способ их прокладки, длину, вид изоляции, количество жил в проводе, условия эксплуатации и другие факторы.

Поэтому опытные электрики считают оптимальным вариантом применение жил сечением 1,5 мм2 — для осветительной группы (4,1 кВт и 19 А), 2,5 мм2 — для розеточной группы (5,9 кВт и 27 А) и 4—6 мм2 — для приборов большой мощности (свыше 8 кВт и 40 А). Такой вариант выбора сечений для проводов является, пожалуй, наиболее распространенным при монтаже электропроводки квартир и домов. Он позволяет повысить надежность скрытой проводки, а также создать некоторый «резерв» в случае увеличения мощности нагрузки, например при подключении дополнительных устройств В табл. 5 приведены сечения жил проводов, выбранные для нашего примера.

При выборе типа и марки провода необходимо исходить, прежде всего, из соображений надежности и долговечности. Также следует учитывать допустимое напряжение пробоя изоляции. Особенно это актуально при скрытой проводке. Сегодня для внутренней проводки в доме или квартире лучше всего использовать электрические провода с однопроволочными медными жилами (плоские или круглые) марки ВВГ, ВВгнг и NYM.

Выбор устройств защиты

Дальнейшая работа заключается в проектировании многоуровневой защиты внутренней электрической сети и оборудования от различных аварийных ситуаций. Эта важная и ответственная задача требует определенной подготовки и включает в себя выбор защитных устройств по типу и характеристикам, а также способ их подключения. Для защиты внутриквартирной сети используются, как правило, автоматические выключатели, устройства защитного отключения (УЗО), дифференциальные автоматы, реле напряжения.

Для сети частного дома кроме указанных устройств используются стабилизаторы, а также устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). В квартирной проводке устройство защиты от импульсных перенапряжений и грозовых разрядов не требуется, так как она, как правило, входит в защитную систему всего дома.

Для выбора характеристик защитных устройств используются значения установленной мощности и номинальных токов, полученные в предыдущих расчетах, и принятые сечения проводов. Более подробные сведения о защитных устройствах приведены в разделе «Защитные устройства».

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель служит для защиты проводки от токов перегрузки и короткого замыкания. УЗО является эффективным средством защиты от поражения электрическим током и возникновения пожаров, связанных с нарушением проводки. Включение в схему реле напряжения позволяет обеспечить надежную защиту дорогостоящего оборудования от аварийных скачков напряжения.

Выбор автоматического выключателя выполняется в первую очередь по допустимой величине номинального тока для проводки. При этом следует иметь в виду, что автоматический выключатель служит для защиты от сверхтоков именно электропроводки, идущей к розетке, а не подключенного к ней оборудования. Любая техника, как правило, имеет свою встроенную защиту от перегрузок или замыканий. Не защищает автоматический выключатель и людей от поражения электрическим током. Поэтому номинальный ток автоматического выключателя выбирается, прежде всего, исходя из возможностей проводки и ни в коем случае не должен превышать максимально допустимый ток для данного сечения провода. Для бытовых сетей изготавливаются автоматические выключатели с номинальными токами 6; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 А

При выборе автомата необходимо учитывать также класс прибора, его отключающую способность и класс токоограничения.

Автоматические выключатели класса В необходимо применять для защиты цепей с лампами накаливания и нагревательными приборами. Для всех остальных бытовых нагрузок используют автоматы с характеристикой С. Отключающая способность автоматического выключателя должна быть не менее 4,5 кА и не менее 6 кА для медной проводки сечением 2,5 мм2 и выше. Класс токоограничения следует выбирать не ниже 2, а лучше 3.

Итак, исходя из табл. 6, для нашего примера подойдут автоматические выключатели ВА 63 класса С с током короткого замыкания от 4000 до 6000 А и номинальными токами, соответствующими сечению жил по каждой группе. При этом следует помнить, что номинальный ток автомата должен быть на один порядок меньше значения допустимого тока для защищаемого провода.

Технические характеристики автоматических выключателей отражены в маркировке, имеющейся на корпусе. На рисунке изображен автоматический выключатель на 16 А, класса С с отключающей способностью до 4500 А.

Среди автоматических выключателей различных производителей наибольшее распространение получили устройства серии ВА фирм IEK, ДЭК, ИНТЭС, EKF. Они достаточно надежны и вполне удовлетворяют критерию цена/качество. К более дорогим устройствам премиум класса относятся автоматические выключатели серий ABB, Legrand, Siemens. Они имеют перегрузочную способность по току около 6—8 кА, механическую износостойкость и наработку на отказ, а также дополнительный сервис (крышечки, индикаторы и т. д.). Однако выбор дорогих автоматов предполагает использование и других элементов электрической системы той же ценовой категории.

Устройство защитного отключения (УЗО)

Для правильного выбора УЗО вначале нужно определиться с его конструктивными особенностями (электромеханическое или электронное). Электромеханические УЗО стоят гораздо дороже, но они отличаются высокой степенью надежности и способны гарантированно срабатывать при любом уровне напряжения в сети. Электронные УЗО на порядок дешевле, но их работоспособность (в силу конструктивных особенностей) зависит от стабильности напряжения в сети, что в редких случаях не исключает возникновение аварийной ситуации. Однако чаще всего они работают вполне стабильно, поэтому предпочтение отдается электронным УЗО в силу их доступности и дешевизны. Следует отметить, что их использование вполне оправданно при дополнительной установке стабилизатора напряжения.

Основными характеристиками УЗО являются ток утечки (ток срабатывания), время срабатывания и максимальная величина тока короткого замыкания. Расчетный ток утечки для бытовой сети, как правило, выбирается в пределах от 10 до 30 мА При этом время срабатывания должно составлять в среднем от 10 до 30 мс Максимальная величина тока короткого замыкания I_nc — характеристика, определяющая способность прибора выдерживать сверхтоки, возникающие в цепи при коротком замыкании. Понятно, что автоматический выключатель, соединенный в цепи последовательно с УЗО, сработает на отключение, но это произойдет через 10 мс, а за это время УЗО будет находиться под воздействием сверхтока. И если оно сохраняет при этом работоспособность, то его качество считается высоким. Значения максимального тока короткого замыкания для различных УЗО лежат в пределах от 3000 до 10 000 А, а минимально допустимое значение I_nc — 3000 А.

При выборе типа УЗО (АС, А, В, S, G) следует учитывать характер нагрузки в защищаемой группе. Если в цепь включаются современные стиральные машины, микроволновки, телевизоры, компьютеры, кондиционеры и т. д, имеющие в своем составе импульсные блоки питания, выпрямители, тиристорные регуляторы, то предпочтительнее устанавливать УЗО типа А. Применение УЗО типа АС допускается в случаях, когда заведомо известно, что в зону защиты УЗО не будут входить устройства с выпрямительными элементами. Селективное УЗО типа S устанавливается, как правило, на вводе после главного автоматического выключателя при организации многоуровневой защиты. Они служат для защиты всей сети дома или квартиры и должны срабатывать с задержкой во времени по отношению к УЗО, защищающим отдельные группы потребителей.

Окончательный выбор УЗО можно выполнить с достаточной точностью, используя значение номинального тока в цепи конкретной группы. Номинальный ток УЗО выбирается из следующего ряда; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 63; 80; 100; 125 А

В нашем примере (табл. 7) на группы № 1, 2, 3, 5 устанавливается УЗО с током утечки 30 мА и номинальными токами, на порядок превышающими токи автоматических выключателей.

Кроме того, после главного автомата устанавливается общее УЗО с током утечки 300 мА.

Для защиты УЗО от токов короткого замыкания и токов перегрузки перед ним обязательно устанавливается автоматический выключатель. При этом номинальный ток УЗО должен быть на ступень больше. Смысл такого требования заключается в следующем. Если УЗО и автоматический выключатель имеют равные номинальные токи, то при протекании тока, превышающего номинальный, например на 45 % , т. е. тока перегрузки, автоматический выключатель может сработать в течение одного часа. Это означает, что УЗО длительный период времени будет работать в режиме перегрузки.

Наиболее вероятными местами поражения электрическим током в квартирах и домах являются помещения с повышенной влажностью — кухня и ванная комната. Здесь достаточно много электробытовых приборов с открытыми токопроводящими элементами и естественных заземлителей (водопроводные, газовые трубы). Группы розеток таких помещений требуют установки УЗО в первую очередь.

Все важнейшие характеристики УЗО должны содержаться в маркировке прибора на его лицевой панели и в сопроводительной технической документации.

Эффективная работа УЗО в значительной степени зависит от правильной его установки. Устройство, как правило, подключается в распределительных щитах после главного (вводного) автомата. Допускается установка одного УЗО с током утечки 30 мА на всю квартиру или дом. Недостатками данного решения являются трудность обнаружения места утечки и полное отключение напряжения в квартире при срабатывании устройства.

Приобретая защитные устройства, необходимо обратить внимание не только на параметры приборов, но и на качество их изготовления, подтвержденное соответствующими сертификатами. В любом случае предпочтение следует отдавать фирме-изготовителю, которая предлагает полный ассортимент защитных устройств.

Вместо комбинации из двух устройств — УЗО + автомат — можно использовать дифференциальный автомат, сочетающий в себе функции обоих приборов. Такое решение в значительной степени упрощает их подбор и последующий монтаж.

Для наглядности полученные результаты можно изобразить в виде однолинейной схемы, где хорошо видны взаимосвязи всей электрической сети, а также характеристики ее элементов. Такая схема поможет избежать возможных сшибок при сборке распределительного щита. Следует отметить, что на этой схеме отсутствует система защиты от скачков напряжения (реле напряжения). В ней также не отражены тип электропитания (трехфазный или однофазный) и способ заземления.

В случае деления энергопотребителей на группы рекомендуется устанавливать по одному УЗО 30 мА на группу розеток и на группу освещения, а также по одному УЗО 30 мА на каждую линию, питающую энергоемкие приборы. Такой вариант позволяет избежать неудобств при срабатывании устройства и локализовать аварийную зону. Кроме того, рекомендуется установка одного УЗО с током утечки в 300 мА — на вводе.

Оно устанавливается после автоматического выключателя, а его номинальный ток будет зависеть от расчетной нагрузки и номинального тока автомата. В этом случае лучше применить не обычное, а так называемое селективное УЗО, время срабатывания которого составляет 0,3—0,5 с. Более длительное время срабатывания даст возможность среагировать на возникшую утечку устройствам, защищающим отдельные электроприборы или группы. Только в том случае, если они не сработают, оно отключит всю схему электроснабжения целиком.

Реле напряжения (PH)

Реле напряжения (PH) предназначено для отключения внутренней сети при недопустимых колебаниях напряжения с последующим автоматическим включением после его восстановления. Оно, как правило, оснащается устройством регулировки верхнего и нижнего порога срабатывания

Главным параметром реле напряжения является быстродействие. Это весьма эффективное устройство для защиты оборудования при аварийных ситуациях, которые возникают в результате обрыва нейтрали, перегрузки, перекоса фаз и т. п.

В зависимости от нагрузки устройства могут быть рассчитаны на номинальные токи в 16; 30; 40; 60; 80 А. Эта характеристика обозначает силу тока, которую реле способно пропустить без выхода из строя. Реле напряжения выбирают по значению номинального тока в цепи с 20—30%-ным запасом. То есть, если главный автоматический выключатель имеет номинальный ток в 25 А, то реле напряжения должно быть рассчитано на 32 или 40 А Обычно в домах и квартирах достаточно 30 или 40 А, что соответствует мощности примерно 6 и 8 кВт.

На трехфазном вводе чаще всего устанавливают по однофазному реле напряжения на каждую фазу (при отсутствии трехфазных потребителей).

Схемы вводно-распределительных устройств

Результаты расчетов и подбора защитных устройств, как правило, отражаются в схемах, которые становятся основным документом, позволяющим выполнить правильный монтаж распределительного щита. По схеме можно еще раз проверить правильность выбора защитных устройств и наметить последовательность их монтажа.

Схема распределительного щита. Однофазное питание приходит от вводного устройства с разделенными проводниками РЕ и N. На вводе установлены два вводных однополюсных автомата защиты на 50 А. На схеме они спаренные и вместо них можно использовать один двухполюсный автомат. Далее электропитание поступает на счетчик учета электроэнергии, а затем распределяется по группам. Проводник защитного заземления соединяется с шиной РЕ, от которой осуществляется разводка по помещениям. Рабочий нуль соединяется с шиной N и затем распределяется по группам.

Недостаткам этой схемы является отсутствие после электросчетчика дифференциального автомата защиты, объединяющего в себе функции устройства защитного отключения (УЗО) и автомата защиты электропроводки от сверхтоков (токов короткого замыкания) и перегрузки. Номинал этого дифференциального автомата должен быть 50 А, номинал по току утечки — 30 мА, его время отключения при коротком замыкании должно быть меньше времени отключения вводных автоматов.

На группе розеток кухни и стиральной машины установлен автомат защиты на 16 А и УЗО на 20 А, так как номинал УЗО должен быть больше номинала автомата защиты, установленного с ним в паре.

Схема вводно-распределительного устройства трехфазного тока для среднего частного дама с хозяйственной постройкой. В пластиковый или металлический шкаф вводится кабель с проводниками L1, L2,L3, и PEN. Проводник PEN расщепляется (на главной заземляющей шине) на проводники N (рабочая нейтраль) и РЕ (защитное заземление), которые присоединяются к двум медным шинам. К шине N приходят рабочие нейтрали от всех групп, к шине РЕ подключаются провода защитного заземления, приходящие от устройств большой мощности.

Фазные провода через главный трехфазный автоматический выключатель приходят к счетчику. К нему же подключается и рабочая нейтраль. Затем устанавливается трехфазное УЗО, которое защищает всю электрическую цепь дома. Далее электрический ток распределяется по линиям, защищенным, в свою очередь, автоматами или УЗО.

Первые три автоматических выключателя предназначены для защиты осветительных цепей от перегрузки и короткого замыкания. Отдельная линия, защищенная дифференциальным автоматом, выделена для розеточной группы кухни. Далее следует группа розеток для других помещений, защищенная УЗО и тремя автоматическими выключателями. Последняя линия, состоящая из одного УЗО и двух автоматических выключателей, предназначена для защиты цепей отдельно стоящего помещения. Все группы запитываются от разных фаз L1, L2,L3, а защитные приборы подбираются в соответствии с предварительно разработанной схемой с учетом нагрузок на каждую группу и условиями эксплуатации оборудования.

Схема квартирного распределительного щита, оснащенного (наряду с другими защитными устройствами) реле напряжения. В ней указаны номиналы всех автоматов защиты и сечений электрических кабелей. Энергопотребители разделены на отдельные группы с учетом их функциональных особенностей. Ввод выполнен по трехпроводной системе (с PE-проводником защитного заземления).

Для электропроводки здесь принят кабель марки ПВС. Это круглый гибкий кабель с двойной изоляцией и многопроволочными токопроводящими жилами, который не рекомендуется для скрытой проводки. Кроме того, концы жил такого кабеля в многочисленных соединениях требуют лужения. Разумнее использовать кабель марки ВВГ или NYM. Подобная схема вполне может быть полезна для организации электропитания небольшого частного дома.

Схема распределительного щита может быть выполнена с использованием условных обозначений, принятых правилами ПУЭ. На такой схеме указываются типы и характеристики защитных устройств, а также установка их на конкретные группы.

Тип ввода на приведенной схеме однофазный, с защитным проводником РЕ. Марка и сечения проводов здесь приняты в соответствии с номиналами защитных устройств и типом нагрузки.

Простейшая электрическая схема распределительного щита в квартире при однофазном вводе. Она не предусматривает установку счетчика энергии. В квартиру входят три провода — L, N и РЕ. На фазный провод установлен автоматический выключатель. Далее следует УЗО, которое защищает всю систему от возможности поражения человека электрическим током. Система разделена на девять групп потребителей, защищенных автоматами. Каждая группа подключена к проводнику защитного заземления РЕ.

Схема распределительного щита частного дома с сауной с трехфазным вводом без защитного проводника заземления РЕ, что является ее основным недостатком. В этом случае замыкание фазного провода на любой открытый токопроводящий корпус не вызывает короткого замыкания, необходимого для отключения автомата защиты. Кроме того, на линиях сауны, стиральной машины и группы розеток кухни установлены УЗО, что не защищает цепи от сверхтоков, вызванных перегрузкой или коротким замыканием (УЗО на короткое замыкание не реагирует). Здесь должны быть установлены УЗО + автомат или дифференциальные автоматы, совмещающие функции автомата и УЗО.

Для квартир различной планировки и степени комфортности можно предложить несколько электрических схем распределительных щитов с подбором номиналов устройств защиты.

Примеры оформления схем электропроводки

Каждый проект электроснабжения квартиры составляется с учетом особенностей жилья, типов электропитания, а также индивидуальных запросов. В общем случае для качественного последующего монтажа электрику необходимы:

• Схема распределительного щита
• План с размещением осветительных приборов, выключателей и регулирующих устройств
• План размещения розеток и распределительного щита
• Планы и схемы могут быть выполнены в достаточно упрощенном виде с использованием условных графических обозначений конкретных устройств. Их наличие поможет подобрать провода, а также электромонтажные и алектроустановочные изделия, необходимые для монтажа

Схема подключения дифференциального автомата, выполняющего функции УЗО и автоматического выключателя.

Схема подключения общего УЗО с выводом нулевого проводника на нулевую шину. Номинал УЗО принят на порядок выше номинала общего защитного автомата.

Однолинейная электрическая схема. Представляет собой систему электропитания однокомнатной квартиры с трехфазным вводом и защитным проводником РЕ. Она включает в себя результаты расчетов сети и наиболее полно отражает все ее особенности. Здесь указаны типы и характеристики защитных устройств, марка и сечения проводов, мощность потребителей. Такая схема позволит правильно укомплектовать и качественно смонтировать распределительный щит.

Смотрите также:

Пример расчета для электрощитка / Хабр

Домашняя электросеть Part Deux

В этой статье я хочу привести пример выбора оборудования для щитка в квартире, условное продолжение

предыдущей статьи

(некоторые теоретические моменты были там рассказаны более полно). Потому такой подзаголовок.

Исходные данные

Так как есть, по сути, множество возможных условий, то здесь я введу ряд ограничений, чтобы пример был более конкретный. Кому-то может повезти больше, кому-то меньше, но такова жизнь.

Итак, имеется однофазное электроснабжение, в щитке установлен счетчик с номинальным током 50 А. Энергокомпания разрешает максимальную мощность входного устройства с защитой от перегрузок 40 А. Вся проводка меняется полностью. Заменить проводку можно от исходных клемм счетчика (для этого следует вызывать монтера для снятия пломб). Если дом нормально спроектирован и построен, то уже от счетчика до щитка проложено что-то нормальное, вроде 4 мм² меди.

Как и в предыдущей статье, я исхожу из напряжения согласно нормам МЭК в 230 В.

Потребление

Важно определить, что будет потреблять и какие токи могут ожидаться. Для этого нужно составить список потребителей с их максимальным потреблением для определения сечения кабеля. Нужно понимать, что максимальная мощность подключения в приведенном выше случае составит всего 9200 Вт, потому одновременно включать все в электроплите (от 8800 до 10200 Вт) и потом еще утюг (до 2400 Вт) и пылесос (900-2000 Вт) не стоит. Здесь необходимо соблюдать баланс между удобством и возможностью и чем-то жертвовать.

В принципе нужно понимать, что как работает и с какой мощностью. Та же стиральная машина потребляет полную мощность первые 15-20 минут, пока идет нагрев воды и полоскание с порошком, далее мощность составляет 10-15% от заданной в паспорте. Так как это все очень индивидуально, то примем следующее для дальнейших расчетов крупных потребителей (из собственного опыта):

• стиральная машина 2300 Вт (загрузка 6 кг, новые модели)
• плита 9200 Вт
• электрочайник 2000 Вт
• утюг 2400 Вт
• пылесос 1600 Вт

Это было то, что касалось нагрузки. Теперь перейдем к токам короткого замыкания.

Токи короткого замыкания

Щиток

Как я упоминал в предыдущей статье, расчет покажет какую-то величину, которая в реальной жизни малоприменима, особенно, если сети, к которым подключен дом, уже не новые. В любом случае для получения данных, от которых можно отталкиваться для расчета, являются измерения. Существуют специальные устройства, которые по сути своей включаются в розетку и измеряют сопротивление сети до этой точки. Также устройство показывает расчетное значение тока короткого замыкания в месте измерения, но данную величину можно всего лишь использовать для общей оценки, так как она высчитывается исходя из текущих параметров (например, напряжения в сети). Потому за основу следует брать только измеренное сопротивление.

Само же измерение также не является окончательным ответом, так как токи короткого могут изменяться вследствие модификаций в сети, вроде ремонтов или замен оборудования, или изменения режимов в сетях среднего напряжения. Потому измеренной значение следует «ухудшить», чтобы гарантировать защиту даже на потом.

Есть ряд факторов, которые можно учесть, пересчитав измеренную величину.

Во-первых, измерение проходит в нормальных условиях, а при коротком замыкании провода разогреваются и из-за этого увеличивается их электрическое сопротивление.

Во-вторых, есть погрешность измерений самого прибора, которая в отдельных случаях могут быть до 30%.

В-третьих, влияние сети среднего напряжения. Максимальное изменение токов короткого замыкания в сети низкого напряжения из-за изменений в сети среднего напряжения составляет 10-12%.

Все эти факторы приводят к тому, что измеренное значение сопротивления следует увеличить в 1,6-1,7 раз.

Допустим, прибор показал величину 0,74 Ом и ток короткого замыкания 308 А при подключении на входных клеммах нашего щитка. Цифра довольно большая, теперь пересчитаем для худшего варианта.

Корректируем сопротивление сети:

Далее, считаем согласно МЭК 60038 минимальный ток короткого замыкания для сети до 1000В с изменением напряжения плюс-минус 10%

Как видно, минимальный возможный ток короткого замыкания почти в 2 раза меньше расчетного.

Примечание

Для обычного бытового потребителя важен именно минимальный ток, так как для него время отключения критично. Если отключит минимальный, то максимальный проблем не составит.

Конечные потребители

Итак, у нас есть ток короткого замыкания на входе в щиток. Но встраиваемое там оборудование должно защищать провода по всей их длине, а не только возле щитка. Дальше есть два варианта: измерение или расчет. Так как я исхожу из полной замены проводки, то и токи короткого можно высчитать. В случае, если меняется щиток и только часть проводки, то советуют провести измерения и расчеты, как указано выше.

Итак, расчет. Имеет смысл его проводить перед началом работ и покупки проводов для оценки параметров в любом случае. Как исходные величины для сопротивлений возьмем максимальные допустимые величины сопротивлений из тех же стандартов МЭК (ниже приведены данные только по меди):

Сечение, мм²	Сопротивление, Ом/км
1,5	12,2
2,5	7,56
4	4,70
6	3,11

Далее расчет. Примем следующее: до нашей розетки нужно проложить 50 м кабеля от щитка. Допустим, что мы выбираем кабель сечением 2,5 мм² с сопротивлением 12,2 Ом/км.

Сопротивление сети в точке подключения данной розетки составит:

Здесь есть несколько моментов, которые важно отметить. Сопротивление кабеля следует умножать на 2, так как сопротивление имеет два проводниках в проводе, и, хотя измеренное сопротивление является комплексной величиной, для расчета можно пренебречь реактивной составляющей. Также величины приведены в Ом/км в таблице, потому требуется пересчет в метры.

С помощью ранее приведенной формулы высчитываем минимальный ток короткого замыкания:

И из этого результата видно, что для гарантированного отключения нужно брать максимум С-автомат на 8 А или В-автомат на 16А.

Интересный факт

Стандартными являются выключатели на 10 и 16 А (в общем-то неважно, какой тип). И если брать автоматы на 8 или меньше ампер, то может оказаться, что их цена в 1,5-2 раза выше. Это следует учитывать при планировании, так как исключить поломку выключателя нельзя, а искать потом тот же С4А на замену может быть дорого и банально сложно из-за их редкости. У некоторых производителей есть автоматы на 13А, но тут тяжело говорить о ценовой политике, кто-то делает, как и 10А, кто-то дороже.

Здесь важно вновь отметить –

автоматы защищают только кабель, они не защищают от короткого замыкания то, что подключено в розетку

.

Какие главные недостатки такого расчета? Мы не учитываем сопротивления клемм, например, или сопротивление устройств защиты. Их сопротивление маленькое, и в принципе добавив 0,1-0,15 Ом к расчету можно скомпенсировать эту неточность ( в примере выше ток короткого будет 83А, что для данного случая роли уже не играет).

К сожалению реальны случаи (в постсоветском пространстве, по крайней мере), когда покупаешь кабель, а его реальное сечение меньше, чем написанное (например, 2,1 вместо 2,5 мм²). И если на одножильном проводе это еще проверить можно (штангенциркулем, например), то для многожильного провода можно забыть об этом. Здесь поможет только измерение.

Кабель продается большими отрезками, можно увечить длину, соединив последовательно все проводники. Так можно будет измерить и высчитать реальное сопротивление провода и в дальнейшем использовать эту величину для расчета и выбора автоматов.

Подбор устройств защиты по токам короткого и нагрузке

Вначале выполним расчет для подключения ряда потребителей, чтобы пример был более конкретный и начнем от более крупных потребителей к более мелким:

Электроплита

Проложен медный кабель 6 мм², от щитка до розетки 15 метров.

Ток короткого замыкания:

Возможен В-автомат на 32А или С-автомат на 16А (для плиты вполне нормально подойдет В-автомат, да 16А С-автомат маловат). Как я ранее писал, полная мощность плиты 9200 Вт, что означает 40А. Так как максимально возможный автомат 32 А, то нужно исходить из того, что все сразу включать нельзя. Что именно – зависит от потребления. В принципе для некоторых плит комбинация 2 конфорки и духовка дает 25 А, можно и так сделать.

Стиральная машина

Проложен кабель 2,5 мм², от щитка до розетки 30 метров.

Ток короткого замыкания:

Так как в машинке встроен электромотор, стоит выбрать С-автомат, в данном случае С10А.

Электрочайник

Проложен кабель 2,5 мм², от щитка до розетки 20 метров.

Ток короткого замыкания:

Так как электрочайник обычно не один там включен (это кухня), то здесь бы я советовал выбрать что-то вроде В16А-В20А.

Прочие электроприборы

Здесь речь идет в первую очередь об утюге или пылесосе (из упомянутых мною ранее крупных потребителей). В принципе их могут включить в любую розетку, потому в общем случае достаточно посчитать ток для самой отдаленной розетки (пример выше с 88,2 А и В16А именно тот случай). Если не выходит – нужно брать большее сечение, сделать надписи на розетках и предусмотреть специальные розетки для того же утюга (у пылесосов провода бывают достаточно длинные).

С одной стороны можно подобрать автомат под каждую розетку, с другой – иногда хочется унификации, да и проще при покупке кабелей и выключателей, здесь каждый решает для себя сам.

Для освещения расчет аналогичный, но тут чаще используется провод сечением 1,5 мм², так как клеммы в комплекте могут подходить для многожильного 2,5 мм² и то со скрипом. Но там и не такие большие токи, особенно если речь о светодиодном освещении.

Дополнение на основе комментариев от 27.11.18

Речь идет исключительно об осветительных приборах и их питании. В данном случае физически может быть так плохо спроектирован светильник, что туда 2,5 мм² просто не влезут по причине недостаточного места для нормального сгибания провода (я сам с таким сталкивался).
Выключатель в таком случае следует также выбирать по токам короткого замыкания, так как сопротивление проводника будет больше, то и токи короткого выйдут меньше, а значит и выключатель потребуется меньшего тока (В10А вместо В16А, например).

Координация устройств в щитке

Итак, есть следующие важные данные:

• Вводное устройство максимум 40А
• Ток короткого замыкания в щитке 173,7 А
• Электроплита – максимум В32А
• Стиральная машина – С10А
• Розетки – В16А

Остальные устройства на данный момент не важны.

Итак, в первую очередь выберем вводное устройство. Для начала возьмем несколько различных типов выключателей на 40А (здесь и далее будет использоваться программа Siemens Simaris Curves, детальнее про программы я написал в конце статьи) и рассмотрим ситуацию для системы заземления TN.

На этом графике представлены ток короткого замыкания на входе в щиток и кривые выключателей типов В, С и Е. Последний еще известен, как «селективный автоматический выключатель» (селективный к ниже расположенным выключателям, так как отключает даже большие токи короткого с задержкой во времени). В данной системе (TN) время 0,4 секунды определяется для кабелей к розеткам, в то время как для распределительной сети (чем является сеть между вводным выключателем и выключателями на отдельные ветви) это время составляет 5 секунд. Во всех случаях время отключения слишком высокое, а именно более 5 секунд.

Маленькое напоминание

Временно-токовый график выключателя и предохранителя (в примере ниже рассмотрен выключатель) имеет 3 зоны: в зоне 1 он не должен срабатывать, в зоне 2 — должен сработать обязательно, зона 3 — допуск по нормам, «серая зона»:

Решением в данном случае может стать использование разъединителя с плавкой вставкой. По сути обычный плавкий предохранитель, но с внешним видом, как автоматический выключатель.

Выглядит следующим образом:

Взял для примера первую попавшуюся картинку из интернета, разъединитель от Hager со встраиваемыми предохранителями типа D02 («пробки»). На нем написано 63А, но так как типоразмер одинаковый, то в этот разъединитель можно установить любой предохранитель D02.
Итак, временно-токовая характеристика выглядит следующим образом (gG обозначает плавкий предохранитель общего назначения):

Максимальное время отключения 3,2 секунды, что соответствует нормам. Теперь посмотрим по селективности ниже, а именно сравним с В32, В16 и С10 с соответствующими, рассчитанными выше токами. Вначале В32 и плавкий предохранитель:

Здесь все хорошо, из графика явно видно время срабатывания каждого из защитных устройств. Естественно, что ситуация для маленьких выключателей будет лучше:

В16 и предохранитель

С10 и предохранитель

В целом существуют для каждого производителя таблицы селективности устройств защиты, например, как приведенная ниже.

Маленькая таблица для выключателей с характеристикой В, большая — С. Синим выделен номинальный ток выключателя, черный на светлом фоне — граничный ток селективности. Обе таблицы представляют селективность автоматических выключателей от Siemens к его же плавкому предохранителю 40А. Недостаток подобных таблиц — проверить все комбинации очень сложно, потому некоторые случаи даже не рассмотрены, хотя и не исключена селективность.

Ситуация для системы заземления ТТ

В данной ситуации отключение в распределительной сети должно произойти за 1 секунду, у конечных потребителей — за 0,2 секунды (исторически сложились такие величины). И если мы примем, что токи короткого замыкания соответствуют рассмотренным ранее, то потребители будут отключены вовремя (время срабатывания выключателя до 0,1 секунды), то для вводного устройства ситуация похуже. Тот же плавкий предохранитель на 40А сработает за целых 3,2 секунды. В общем нужно идти вниз по номиналу:

Как видно, предохранитель даже на 32А не отвечает нормам по времени отключения, но все устройства на 25А можно использовать. В данном случае имеет смысл остановиться на селективном выключателе и в целом получиться следующая картинка:

Автоматы В16А и С10А селективны, В20А — только для случая короткого замыкания, но не в случае длительной работы. Последнее в принципе можно применить, нужно только помнить, что если выбило селективный выключатель, то вполне могла быть проблема на нагрузке за В20А.

Дополнительная информация

Устройство дифференциального тока УДТ

Согласно рекомендации норм отдельные УДТ стоит ставить к каждому устройству защиты от токов короткого замыкания и перегрузок. Обязательными по требованию норм являются розетки, особенно там, где есть контакт электроприборов с водой или где высокая влажность.

Рекомендованы автоматические выключатели, управляемый дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока (дифференциальные автоматы, RCBO), как универсальное и компактное решение. Хотя цена на них выше, чем на комбинацию выключатель+УДТ. Также существует обоснованное требования применения подобных устройств в ТТ-системах. Причина такого для ТТ-систем в том, что есть одна особенность замыканий по сравнению с TN-системами. Так как в случае ТТ-системы заземление выполняется не от источника питания, а в месторасположении потребителя, то фактически ток замыкания между фазой и корпусом может (и чаще всего бывает) меньше, чем между фазой и нейтралью (в TN-системах эти величины практически идентичны). Фактически это очень большой дифференциальный ток, но иногда недостаточно большой, чтобы сработал выключатель, но вполне достигающих величин, слишком высоких для простого УДТ.

Примечание. УДТ ранее в нормах называлось УЗО, согласно МЭК правильное название устройство дифференциального тока.

Размер щитка

Актуально для тех, у кого в квартире (энергокомпания может требовать основной выключатель возле счетчика, но иногда им все равно, тогда можно все дома держать). Здесь не нужно экономить место. Лучше взять щиток, который будет полупустой, но с ним будет и удобнее работать и всегда будет возможность для расширения.

Программы

Известные мне программы я привел ниже. Единственный естественный недостаток – использование исключительно собственного оборудования для сетей низкого напряжения. Все приведенные ниже программы бесплатны, но иногда требуют бесплатной регистрации для скачивания или первого запуска. Расположены они в порядке личных предпочтений.

• Siemens Simaris Curves – использованная выше программа, уже много лет неизменная, хотя сравнение той же ограничивающей функции можно и улучшить (тут много нужно делать вручную).
• ABB Curves – последнее время сильно улучшилась, количество функций выше, чем у предыдущей программы, но иногда немного заморочена. Также есть возможность использовать плавкие предохранители по МЭК для сравнения, не только собственные, пусть и довольно ограничено.
• Eaton CurveSelect – Excel-файл с кривыми срабатывания защит. Увы, только с кривыми обязательного срабатывания, но не минимальных, потому применимость довольно ограничена в вопросе селективности.
• Онлайн-ресурс от Schneider Electric не работает под Мозиллой, в целом не очень удобная. Здесь вставил ссылку, так как ее очень сложно найти и чаще перебрасывает на неработающую нынче отдельную программу.

Ссылки

Выбор автоматического выключателя — правила выбора автоматического выключателя по мощности

Автоматические выключатели предназначены для защиты электропроводки от перегрузок и короткого замыкания. Ошибочно полагать, что при выборе электроприбора нужно руководствоваться показателями нагрузки на сеть. Автомат защищает именно кабели и провода, а не подключенную бытовую технику.

При повышении нагрузки на электрическую сеть возрастает сила тока, из-за которой начинают греться провода, и происходит оплавление изоляции. В этот момент срабатывает автоматический выключатель. Ток перестает поступать на данный участок цепи, т.к. электроприбор ее размыкает. Автоматические выключатели ставят на вводе.

Типы автоматов

Типы автоматических выключателей различают по расцепителям. Расцепитель – это конструктивный элемент автомата, на который возложена основная функция по разрыву электросети в случае увеличения напряжения.

• Электромагнитные расцепители – моментальное реагирование и срабатывание автомата. Принцип работы: при увеличении силы тока сердечник в сотые доли секунды втягивается, тем самым напрягая пружину, которая заставляет срабатывать расцепители
• Тепловые биметаллические расцепители – разрыв сети происходит, только если нарушаются предельные значения параметров кабеля. Принцип действия заключается в изгибе пластины при ее нагреве. Она толкает рычаг в автомате, и он отключается
• Полупроводниковые расцепители – используют на сети переменного/постоянного тока на вводе. Работу по разрыву линии осуществляет блок реле трансформатора

Характеристики чувствительности к перегрузкам

Для начала нужно обратить внимание на основные характеристики срабатывания:

• Характеристика А – для электропроводки с особо чувствительным оборудованием. Расчет на мгновенную реакцию автомата на перегрузку
• Характеристика В – для защиты электропроводки (розетки и освещение) от нагрузки в жилых домах. Небольшая задержка в срабатывании автомата при увеличении силы тока в 3-5 раз от номинального значения
• Характеристика С – для защиты электропроводки от нагрузки в жилых домах и для сетей с большим пусковым током. Наиболее распространенная характеристика. Автомат не реагирует на небольшие скачки напряжения, а срабатывает только при серьезных перегрузках – увеличении силы тока в 5-10 раз от номинального значения
• Характеристика D – для защиты электропроводки от нагрузки с большим пусковым током. Устанавливают на вводе для контроля электрической сети всего здания. Отключает сеть при увеличении тока в 10-50 раз от номинального значения

Выбор автомата по количеству полюсов

В зависимости от цели применения автомата выбирают количество полюсов автомата:

• Однополюсный – для защиты освещения и розеток
• Двухполюсный – для защиты мощной бытовой техники (стиральная машина, электрическая плита и т.д.)
• Трехполюсный – для защиты генераторов, скважинных насосов и т.д.
• Четырехполюсный – для защиты четырехпроводной сети

Выбор автомата по мощности

Выбор автоматического выключателя осуществляется по номинальному току. Для его расчета нужно использовать общепринятую формулу:

I = P / U

Где: I – это величина тока

P – мощность всех электроприборов в Вт

U – напряжение в сети в В (обычно 220В)

Чтобы рассчитать мощность электроприборов, показатель кВт нужно перевести в Вт.

Помимо выбора автоматического выключателя по мощности необходимо учитывать расчет максимального рабочего тока. Номинальный ток должен быть больше или равен максимальному. Для расчета нужно суммировать мощность всех приборов и разделить ее на напряжение в сети, умноженное на понижающий коэффициент.

В зависимости от типа проводки расчет предельных значений:

• Для алюминиевых проводов – до 6А на 1 квадратный миллиметр
• Для медных проводов – до 10А на 1 квадратный миллиметр

При установке автоматического выключателя нужно еще учитывать и повышающие коэффициенты. Они рассчитываются от количества потребителей электроэнергии:

• Количество потребителей 2 -0,8
• Количество потребителей 3 – 0,75
• Больше 5 потребителей – 0,7

Помимо повышающих, для расчета используют и понижающие коэффициенты: отличие суммарной и потребляемой мощности. Значение 1 – для одновременного подключения нескольких бытовых приборов и 0,75 – если бытовые приборы есть, но из-за отсутствия розеток одновременно их включить нельзя.

После расчета нужно сверить по таблице максимально допустимое значение тока для проводника:

Сечение жилы, мм2	Для меди	Для алюминия
0,75	11	8
1	15	11
1,5	17	13
2,5	25	19
4	35	28
6	42	32
10	60	47
16	80	60

 

Основные правила выбора автоматов

Есть ряд рекомендаций, которые помогут сделать выбор автоматического выключателя.

• Покупать автомат нужно в специализированных магазинах
• При выборе производителя отдавать предпочтение наиболее известному и надежному
• Нельзя приобретать автоматы с поврежденным корпусом
• Выбор автомата должен соответствовать параметрам электропроводки после расчета мощности
• Для старой электропроводки, в которой были использованы алюминиевые провода, можно использовать автомат не больше 16А, либо два по 16А при наличии двух отходящих проводов. Включать одновременно несколько видов бытовой техники нельзя

Советы по выбору мощности стабилизатора

КАК ПРАВИЛЬНО ПОДОБРАТЬ МОЩНОСТЬ СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ?

Одним из главных критериев при выборе стабилизатора  является его мощность. Есть несколько способов выяснить, какая необходима мощность стабилизатора. В этой статье мы попытаемся доступно объяснить как выбрать стабилизатор напряжения.

 

СПОСОБ 1 – ПОДБОР СТАБИЛИЗАТОРА ПО ТОКУ ВВОДНОГО АВТОМАТА

В электрощите Вашего дома есть автоматический выключатель, который отключает весь дом. Такой автомат называется вводным. Как правило, вводной автомат расположен рядом с прибором учета электроэнергии (счетчиком) и ограничивает выделенную мощность, которую Вы можете потреблять.

Даже если в настоящее время Вы не потребляете всю выделенную мощность, то в будущем, Вы наверняка добавите оборудование. Стабилизатор, подобранный по току вводного автомата, не будет Вас ограничивать в мощности потребления.

Для наглядного примера выбора мощности стабилизатора предлагаем воспользоваться следующей таблицей:

таблица расчета мощности стабилизатора

Для однофазной сети			Для трехфазной сети
ток вводного автомата	максимально возможная мощность		ток вводного автомата	максимально возможная мощность
16А	4 кВА		16А	12 кВА
25А	6,4 кВА		25А	19,2кВА
32А	8 кВА		32А	24 кВА
40А	9,1 кВА		40А	27,3 кВА
50А	12 кВА		50А	36 кВА
63А	14 кВА		63А	42 кВА
			80А	54 кВА
			100А	72 кВА
			125А	91 кВА
			150А	108 кВА
			200А	144 кВА
			300А	216 кВА
			400А	288 кВА
			500А	375 кВА

Если номинал Вашего вводного автомата меньше, стабилизатор все равно можно установить, но при этом необходимо помнить, что при понижении напряжения, входной ток будет увеличиваться из-за потребляемого, т.е. если чайник без стабилизатора потреблял ток 10 А, то теперь во входной сети будет 15А (для соседей это будет выглядеть так, как будто Вы докупили еще пол-чайника). 

Если ток превысит значение номинала вводного автомата, то автомат отключится.

ПОЛЕЗНЫЙ СОВЕТ: При замене автомата на более мощный, убедитесь, что сечение проводов позволяет это сделать.

Для простоты выбора стабилизатора напряжения по току вводного автомата, Вы можете посетить специализированный сайт СНПТО  на котором доступно и интуитивно понятно реализован выбор стабилизаторов по необходимой мощности (по номиналу тока вводного автомата).  

 

СПОСОБ 2 — ПОДБОР СТАБИЛИЗАТОРА ПОД МОЩНОСТЬ НАГРУЗОК

Как выбрать стабилизатор напряжения под мощность нагрузок — берем калькулятор и подсчитываем, какую мощность потребляют Ваши электроприборы в кВА (киловольт амперах).
При переводе потребляемой мощности из кВт в кВА ее номинал делится на специальный коэффициент cos ф.

Для потребителей, имеющих обмотки индуктивности (двигатели, компрессоры, дроссельные преобразователи и т. п.) этот коэффициент:
cos ф = 0,8;
в этом случае 1 кВА = 0,8 кВт.

Для потребителей, преобразующих электроэнергию напрямую в тепло (ламп накаливания, обогревателей, чайника, электроплиты, духовки и т.п.):
cos ф = 1;
тогда 1 кВА = 1 кВт.

В некоторых случаях для электроприборов с двигателями коэффициент может составлять:
cos ф = 0,65;
и тогда 1 кВА = 0,65 кВт.
Таких нагрузок, как правило, немного. Обычно двигатели этих приборов часто работают на холостых оборотах. Типичным примером является рабочий инструмент (электродрели, шлифовальные машины и др.)

Пример расчета мощности оборудования дачного дома

электроприборы	мощность в Вт	коэффициент (cos ф)	мощность в ВА
лампы накаливания по 100 Вт (5 шт.)	500	1	500
скважинный насос	1000	0,8	1250
электроплита	2000	1	2000
чайник	2000	1	2000
холодильник	200	0,8	250
телевизор	50	1	50
стиральная машина:   тэн нагрева воды                                двигатель	1500 400	1 0,8	1500 500
водонагреватель	1200	1	1200
обогреватели 1500 Вт (3 шт.)	4500	1	4500
газонокосилка триммер	600	0,65	750
ИТОГОВАЯ МОЩНОСТЬ ПОТРЕБЛЕНИЯ			14 500

 

Рекомендуемая мощность стабилизатора: не ниже 14 500 ВА (14 500 ВольтАмпер, 14,5кВА), подходит стабилизатор СНПТО-18.

 

СПОСОБ 3 — ВЫЗОВ СПЕЦИАЛИСТА ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ СЕТИ

Если Вы не хотите загружать себя калькулятором и расчетами для подбора мощности стабилизатора напряжения, — Вы можете вызвать нашего специалиста.
Опытный специалист не только подсчитает мощности нагрузки, но и оценит состояние местной электросети, произведет замеры потребляемого тока и напряжения, проведет осмотр электропроводки, подберет стабилизатор напряжения исходя из состояния местной электросети и характера нагрузки. 

Для вызова специалиста магазина Электрокапризам – НЕТ!™, пожалуйста, обращайтесь по телефону: 044-587-94-49

 

 

Расчет нагрузок электродвигателей — Центр электротехники

В моем последнем посте я обсуждал, почему нам нужно определять нагрузки и КПД двигателя. Поэтому в этом посте я хочу поделиться тем, как получить значение нагрузки двигателя, используя простую электрическую формулу расчета.

Прежде чем идти дальше, я хочу объяснить о мощности. Что такое мощность? Конечно, этот термин важен для нашей темы обсуждения. Мощность оценивается как энергия в электрической цепи.

Это комбинация значений силы тока и напряжения.Основная формула для расчета мощности: P (ватт) = I (ампер) x V (вольт). Мощность также измеряется в лошадиных силах (л.с.). Для обычного преобразования из электрической мощности в ватт 1 л.с. = 746 Вт.

Как рассчитать нагрузку на двигатель

Нагрузки электродвигателя рассчитываются исходя из мощности в кВт, и полной номинальной нагрузки в кВт . Ниже приводится формула для расчета нагрузок двигателя.

Пример:

У нас есть 1 асинхронный двигатель мощностью 30 лошадиных сил (л.с.), работающий с мощностью 34.9 ампер для нагрузки по току и 460 вольт 3 фазы, коэффициент мощности 0,75 и КПД двигателя 85%

ШАГ 1

По этой формуле определяем значение мощности в кВт (Пи).

ШАГ 2

Нам нужно определить полную номинальную нагрузку в кВт

ШАГ 3

Мы можем количественно оценить частичную нагрузку двигателя, сравнив измеренную входную мощность под нагрузкой с мощностью, необходимой, когда двигатель работает с номинальной мощностью, используя эту формулу.

Расчет: —

Первый шаг для определения фактического значения напряжения и силы тока, я предлагаю собрать данные измерений с двигателя с помощью вольтметра и клещей на измерителе. Пример следующий: —

а) НАПРЯЖЕНИЕ

В красный = 462 В V синий = 461 В V желтый = 460 В

В всего = (462 + 461 + 460) / 3 = 461 В

б) АМПЕР

Красный = 34,5 А Синий = 33,8 А Желтый = 34,2 А

Всего = (34.5 + 33,8 + 34,2) / 3 = 34,1 А

c) Коэффициент мощности: 0,75

г) КПД двигателя: 85%

Формула 1:

Pi = (V xI x PF x 1,732) / 1000

Pi = (461 x 34,1 x 0,75 x 1,732) / 1000

Pi = 20,4 кВт

Формула 2

Pir = (л.с. x 0,7457) / КПД

Pir = (30 x 0,7457) / 0,85

Pir = 19 кВт

Формула 3

НАГРУЗКА = (Pi / Pir) x 100%

НАГРУЗКА = (20.4/19) x 100%

Выходная мощность в% от номинальной мощности = 107,4%

* Из этого примера значения мы можем определить нагрузку нашего электродвигателя в хорошем состоянии. Это 100% с выходной мощностью для привода оборудования. Это эффективность, а не работа с перегрузкой.

Что такое коэффициент нагрузки? Определение, значение и расчет

Определение : Коэффициент нагрузки определяется как отношение средней нагрузки за данный период к максимальной нагрузке (пиковой нагрузке), возникающей в этот период.Другими словами, коэффициент нагрузки — это отношение энергии, потребляемой за определенный период времени в часах, к пиковой нагрузке, которая произошла в течение этого конкретного периода.

Коэффициент нагрузки означает, насколько эффективно мы используем энергию. Это мера использования электрической энергии в течение данного периода до максимальной энергии, которая была бы использована в этот период. Коэффициент нагрузки играет важную роль в стоимости производства на единицу (кВтч). Чем выше коэффициент нагрузки, тем меньше будет стоимость генерации при тех же максимальных потребностях.Коэффициент нагрузки по энергии,

В зависимости от количества часов в днях, неделях, месяцах или годах мы определяем различные коэффициенты нагрузки. Для суточного коэффициента нагрузки период T принимается равным 24 часам; аналогично для недель, месяцев и лет берутся разные значения T.

Математически,

Для расчета коэффициента нагрузки требуется следующая информация;

1. Фактическое использование киловатт-часов (кВтч)
2. Пиковая потребляемая мощность (кВт)
3. Количество дней

Например, :

Пусть общее количество кВтч = 36,0000 кВтч
Потребление = 100 кВт
Количество дней = 30 дней
Часов в день = 24 часа

Решение

Аналогичным образом мы можем рассчитать годовой, недельный и дневной коэффициент загрузки.Значение коэффициента нагрузки всегда меньше 1, потому что значение средней нагрузки всегда меньше максимальной нагрузки.

Если коэффициент нагрузки высокий (выше 0,50), это показывает, что потребление энергии относительно постоянное; если он низкий, значит установлен высокий спрос. Для повышения коэффициента нагрузки электрическую нагрузку, работающую в пиковое время дня, следует перенести на непиковое время.

Например, пусть 12 машин работают в 10:00, вместо этого было бы полезно, если бы 4 машины работали в 9:00, 5 машин работали в 10:00 и 3 машины работали в 23:30.Итак, 12 машин все еще работают, но не одновременно.

онлайн-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов. «

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Он укрепил мои текущие знания и научил меня еще нескольким новым вещам

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.»

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и их было

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей роте

имя другим на работе. «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком.

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на изучение

материал «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что разрешили просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнают больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.э., позволяя

студент для ознакомления с курсом

материалов до оплаты и

получает викторину. «

Arvin Swanger, P.E.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие «

Mehdi Rahimi, P.E.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал во многом оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

.

обсуждаемых тем »

Майкл Райан, П.Е.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам »

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании каких-то неясных раздел

законов, которые не применяются

до «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы использовать свой медицинский прибор.

организация «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн формат был очень

доступный и удобный для

использовать. Большое спасибо «.

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признать, я действительно многому научился. Помогает иметь печатный тест во время

Обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев «

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.Модель

тест действительно потребовал исследований в

документ но ответов были

в наличии. «

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, П.Е.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать еще

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

приходится путешествовать. «

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время искать, где на

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теорий. «

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утро

до метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад помочь финансово

по ваш промо-адрес который

сниженная цена

на 40% «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

коды и Нью-Мексико

регламентов. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

при необходимости дополнительных

аттестат. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материалы были краткими и

хорошо организовано. «

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

корпус курс и

очень рекомендую .»

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлены. «

Юджин Брэкбилл, П.Е.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загрузить учебные материалы на номер

.

обзор где угодно и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Поддерживаю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, без всякой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Полная

и комплексное ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили этот курс

поможет по телефону

работ.»

Рики Хефлин, П.Е.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, P.E.

Монтана

«Легко выполнить. Никакой путаницы при прохождении теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Luan Mane, P.E.

Conneticut

«Мне нравится, как зарегистрироваться и читать материалы в автономном режиме, а затем

вернись, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродская, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайтом легко пользоваться, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график. «

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Dennis Fundzak, P.E.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

Сертификат

. Спасибо за изготовление

процесс простой. »

Fred Schaejbe, P.E.

Висконсин

«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и прошел

одночасовое PDH в

один час «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея для оплаты

материал .»

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, требующий

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу

свидетельство. «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по номеру

.

многие различные технические зоны за пределами

своя специализация без

надо ехать.»

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Основы определения размеров двигателя Часть 1: Момент нагрузки

Для правильного выбора двигателя необходимо выполнение трех критериев: крутящий момент, инерция нагрузки и скорость. В первой части этой серии статей об основах определения размеров двигателя я объясню, что такое крутящий момент нагрузки, как его рассчитать для конкретных примеров применения и как он соответствует требованиям к крутящему моменту для данного приложения.

Крутящий момент определяется как сила вращения на расстоянии от оси вращения.Он измеряется в таких единицах, как фунт-дюйм (фунт-дюйм) в британской системе мер или Нм (ньютон-метр) в метрической системе. Крутящий момент не менее важен, если не более важен, чем мощность двигателя. Лошадиная сила — это скорость, с которой работа может быть выполнена, и рассчитывается как крутящий момент, умноженный на скорость. Другими словами, крутящий момент — это способность выполнять работу, а мощность — это скорость, с которой работа может быть выполнена.

Крутящий момент состоит из двух основных компонентов: момента нагрузки и момента ускорения. Момент нагрузки — это величина крутящего момента, постоянно требуемая для приложения, включающая в себя фрикционную и гравитационную нагрузку. Момент ускорения — это крутящий момент, необходимый только для максимального ускорения и замедления нагрузки. Чем быстрее груз должен разогнаться, тем выше момент ускорения. Иногда момент нагрузки выше; иногда момент ускорения мог быть выше. Важно рассчитать и то, и другое; особенно для профилей быстрого движения.

На изображении выше мы показываем несколько стрелок, которые показывают направление сил, взаимодействующих в этом приложении.Как вы думаете, что такое момент нагрузки? Ответ — оба.

Момент нагрузки — это сумма нагрузок трения и гравитации. Сила тяжести определяется весом или массой x ускорением свободного падения ( г ). Сила трения, действующая в направлении, противоположном направлению движения конвейера, рассчитывается путем умножения массы груза на коэффициент трения двух поверхностей: м x µ .

Расчет момента нагрузки различается для разных приложений.Давайте рассмотрим несколько распространенных примеров, чтобы увидеть, как рассчитывается момент нагрузки.

Для приложения с приводом шкива расчет момента нагрузки довольно прост. Нам нужно создать силу на некотором расстоянии от вала двигателя (определение крутящего момента). Это можно вычислить, умножив силу ( F ) на радиус вращения ( r ). Чтобы переместить нагрузку (синий прямоугольник), двигатель должен генерировать больший крутящий момент, чем это значение.

Для расчета момента нагрузки умножьте силу ( F ) на расстояние от оси вращения, которое является радиусом шкива ( r ) . Если масса груза (синий прямоугольник) составляет 20 Ньютонов, а радиус шкива составляет 5 см, то требуемый крутящий момент для приложения составляет 20 Н x 0,05 м = 1 Нм. Обычно используется коэффициент безопасности, чтобы двигатель генерировал больший крутящий момент, чем требуется, чтобы учесть любые неточности в переменных, используемых для расчета.

Вот формула для расчета момента нагрузки для шкивного привода со всеми переменными:

Приведенная выше формула работает для приложений с нагрузкой трения или без нее. Если вы удалите трение из системы (коэффициент трения скользящей поверхности µ = 0; внешняя сила FA = 0; передаточное число i = 1), вы, по сути, получите ту же базовую формулу силы ( F ) x радиус ( r ).

Теперь давайте попробуем применить эту концепцию в другом приложении, которое имеет дело с трением.

В конвейере, где груз поддерживается поверхностью, трение постоянно и пропорционально массе груза. Степень скольжения на контактной поверхности или коэффициент трения ( µ) , необходима для определения силы трения ( F ).

Следующая формула используется для расчета момента нагрузки для ременных приводов (конвейеров), а также реечных и шестеренчатых передач.

Для этого типа применения нам нужно сначала рассчитать силу ( F ), прежде чем мы сможем рассчитать крутящий момент нагрузки ( TL ). Это требует от нас определения переменных внешней силы ( FA ), массы ( м, ) и угла наклона ( Θ ). Как только у нас есть значение F , мы можем включить его в формулу момента нагрузки ( TL ).

Пример: поворотный индексный стол

При расчете крутящего момента

для поворотных столов используются те же формулы, что и для ременной передачи, но для определения необходимых переменных требуется несколько иной мыслительный процесс.В этом случае трение возникает в точках контакта шариковых роликов (опорных подшипников) и стола, поэтому радиус ( r ) будет расстоянием от центра вала двигателя до точки контакта между столом и его опорой. подшипники. Масса ( м ) будет массой стола плюс груз (и). Коэффициент трения ( µ) обычно указывается в технических характеристиках подшипников.

СОВЕТ: Советы по выбору двигателя

1.Будьте осторожны, не смешивайте и не сопоставляйте британские и метрические единицы в одной формуле. 2. Если вам нужно преобразовать единицы, убедитесь, что они преобразованы правильно; особенно десятичная точка. * 3. Используйте соответствующий коэффициент (-и) безопасности. Вы бы предпочли увеличить размер двигателя, чем уменьшить его. 4. Полезно иметь еще один свежий взгляд, чтобы перепроверить свои расчеты. * Используйте.

Однако момент нагрузки — это лишь одна из двух составляющих полного крутящего момента, необходимого для данного приложения.Для правильного выбора двигателя нам все еще необходимо рассчитать ускоряющий момент, инерцию нагрузки и скорость.

В следующих нескольких публикациях я рассмотрю расчеты инерции нагрузки, момента ускорения, скорости и осевых / радиальных нагрузок. Лучше устраивайся поудобнее.

Анализ нагрузки и расчет приводной мощности (4-валковая гибочная машина)

Листогибочная машина — это своего рода универсальное формовочное оборудование для прокатки листового металла в цилиндрические, дуговые и другие общие формы заготовок.

Он широко используется в котельной, судостроительной, нефтяной, химической промышленности, металлоконструкциях и машиностроении.

Четырехвалковый листогибочный станок

отличается удобным выравниванием по центру, небольшим излишком прямой кромки, высокой точностью коррекции округлости, высокой эффективностью, а также способностью выполнять предварительную гибку и формовку заготовок за один раз без переключения конца листа.

Занимает все более важное место в области обработки листового металла.

Условия силы изгиба валка относительно сложны во время рабочего процесса на четырехроликовой листогибочной машине, и они выдерживают большую нагрузку, что требует от опорных частей достаточной прочности и жесткости.

Следовательно, необходима точная и надежная конструкция листовых валков.

Во-первых, необходимо подтвердить параметры силы валкового гибочного станка, такие как давление на валок, изгибающий момент и мощность привода.

Анализ нагрузки прокатного станка может служить справочными данными для проектирования деталей листовых валков.Расчет основной приводной мощности листогибочной машины является ключевой справочной информацией для выбора основного двигателя.

Мощность двигателя следует выбирать правильно. Если он слишком мал, двигатель будет длительное время перегружен, что приведет к его повреждению из-за тепла, вызванного изоляцией. Если слишком большая, выходная мощность не может быть использована полностью, что приведет к потере электроэнергии.

Таким образом, анализ нагрузки и улучшение расчета приводной мощности четырехвалкового листогибочного станка имеют важное практическое значение для выбора подходящего двигателя.

В этом посте мы не только представляем основную конструкцию и принцип работы четырехвалковой листогибочной машины, но также анализируем ее силовые возможности и, наконец, получаем расчетную формулу для основной приводной мощности четырехвалковой листогибочной машины.

Конструкция и принцип работы четырехвалковой гибочной машины

В соответствии с принципом трехточечной формовки прокатный станок использует изменение относительного положения и вращательное движение рабочего валка, так что лист может производить непрерывный упругопластический изгиб для получения заготовки заданной формы и точности.

Конструкция четырех роликовых листогибочных валков, как показано на рисунке 1, в основном состоит из нижней рамы, устройства переворачивания, верхнего ролика, нижнего ролика, двух боковых роликов, высокой рамы, соединительной балки, основания, балансировочного устройства, передаточного устройства, электрическая система, гидросистема и т. д.

Рабочий валок четырех роликовых листовых валков состоит из четырех валков: верхнего, нижнего и двух боковых валков.

Верхний ролик — это главный ведущий ролик, который встроен в верхнюю и нижнюю раму через корпус подшипника, и его положение фиксировано, поэтому он может совершать только вращательное движение.

Нижний ролик закреплен в опоре подшипника. Чтобы компенсировать толщину изогнутой пластины, опора подшипника может совершать прямолинейное движение в канавке направляющей скольжения рамы.

Два боковых ролика установлены в опоре подшипника. Для достижения заданного радиуса кривизны цилиндра опора бокового роликоподшипника может перемещаться вверх и вниз в направлении под определенным углом к ​​вертикальному направлению.

Рис.1 Конструкция листогибочного четырехвалкового станка

１. левая рамка

２. опрокидывающее устройство

３. верхний ролик

４. нижний ролик

５. боковой каток

６. балансировочное устройство

７. соединительная балка

８. правая рама

９. база

Как правило, прокатка металлического листа в цилиндрическую заготовку на четырехвалковой гибочной машине состоит из четырех процессов, а именно:

• Центровка
• Предварительная гибка
• Прокат
• Коррекция округлости

Во время работы прокатного станка сначала поместите передний конец пластины гибочного ролика между верхним и нижним роликами и выровняйте центр (поднимите один боковой ролик, конец выравнивающей пластины и боковой ролик), затем поднимите нижний ролик, чтобы прижать пластину плотно и поднимите другой боковой ролик, чтобы приложить усилие, которое заставит конец металлической пластины изгибаться.

При предварительном изгибе другого конца листа металлический лист не нужно вынимать из прокатного станка. Переместите пластину на другой конец машины и выполните предварительную гибку тем же способом.

Затем используйте однократную или многократную подачу, чтобы катить непрерывно, пока не будет достигнут требуемый радиус кривизны цилиндра.

Наконец, исправьте округлость, чтобы получить требуемую округлость и цилиндричность.

Таким образом, можно видеть, что при гибке листа с помощью четырех валков необходимо поместить лист в прокатную машину только один раз, чтобы достичь цели всех гибочных валков.

Анализ нагрузки

2.1 Расчет максимального изгибающего момента пластины

Как показано на фиг. 2, распределение напряжений в сечении пластины в направлении высоты стального листа во время линейного чисто пластического изгиба показано на фиг. 2.

Рис.2 Распределение напряжений в пластине

Функциональная связь истинного стресса может быть выражена следующим образом:

В приведенной выше формуле:

σ — напряжение заготовки;

σ _с — предел текучести материала;

ε — деформация заготовки;

ε — Модуль линейного армирования материала, можно найти в соответствующем руководстве.

ｙ- Расстояние от нейтральной оси до любой точки;

Ｒ ′ — Радиус кривизны перед отскоком нейтрального слоя, можно рассчитать следующим образом:

В приведенной выше формуле:

Ｒ — Радиус прокатки;

δ — Толщина листового проката;

Ｅ- Модуль упругости стального листа;

K0 — Модуль относительной прочности материала можно найти в соответствующем руководстве.

K1 — Коэффициент формы, прямоугольное сечение 1.5

Изгибающий момент в поперечном сечении Ｍ составляет:

Поместите формулу （１） и （２） в （４）, мы получим:

В приведенной выше формуле: ｂ — максимальная ширина листового проката из листовой стали.

Изгибающий момент начальной деформации Ｍ _０ составляет:

2,2 Расчет усилия рабочего валка

По конструктивным характеристикам четырех валков легко понять, что четыре рабочих валка могут быть расположены двумя различными способами:

Ролики расположены симметрично и асимметрично.

Следовательно, необходимо отдельно выполнять анализ сил четырехвалкового станка.

2.2.1 Ролики расположены симметрично

Усилие стального листа показано на фиг. 3.

Рис.3 Влияние силы под симметрично расположенными роликами

В соответствии с балансом сил сила каждого рабочего валка на стальном листе может быть получена:

В приведенной выше формуле:

F _H — Гидравлическое выходное усилие нижнего ролика;

F _c — Усилие бокового качения;

F _a — Усилие деформации при прокатке верхнего роликового листа.

F _a — Общее усилие верхнего валка;

α ₀ — Угол между линией силового воздействия бокового ролика и силовой линией верхнего ролика.

Значение α ₀ можно определить по следующей формуле в соответствии с геометрическим соотношением:

В приведенной выше формуле:

D _a — Диаметр рулона верхний;

D _c — Диаметр бокового валка;

γ — угол наклона бокового ролика, который представляет собой угол между направлением регулировки бокового ролика и вертикальным направлением;

A — Расстояние от точки пересечения угла крена до центра верхнего валка.

2.2.2 Ролики расположены асимметрично

Усилие стального листа показано на фиг. 4, когда ролик расположен асимметрично.

В соответствии с балансом сил сила каждого рабочего валка на стальном листе может быть получена:

В приведенной выше формуле:

F _b — Усилие крена нижнего;

α — угол между линией силового воздействия верхнего ролика и силовой линией нижнего ролика;

β — Угол между линией силового воздействия верхнего ролика и силовой линией бокового ролика.

Значение α, β можно определить по следующей формуле в соответствии с геометрическим соотношением:

В приведенной выше формуле:

D _b — Диаметр валка нижний;

B — Расстояние между линией действия верхнего ролика и центром нижнего ролика,

B ＝ [1 + D _b / (2R ’+ δ] B’;

B ’- Длина оставшейся прямой кромки, B’ ＝ 2δ

В формуле: A ₁ = Asinγ / sin (γ — φ)

Расчет приводной мощности

3.1 Крутящий момент привода верхнего ролика

Верхний ролик 4-х валковой листогибочной машины является приводным роликом.

Общий крутящий момент привода, действующий на верхний ролик, складывается из крутящего момента, затрачиваемого на деформацию, и преодолевает трение.

Момент трения, включая потребление сопротивления трения для преодоления качения валка ролика по изгибаемой пластине и потребление крутящего момента при трении роликовых подшипников.

Крутящий момент, который затрачивается на деформацию, можно определить по работе, совершаемой внутренней силой изгиба, и силой, равной внешней силе, действующей на верхний ролик.

В формуле:

W _n — Работа, производимая изгибающими внутренними силами;

W _w — Работа на верхнем ролике внешними силами;

L — Угол изгиба соответствует длине пластины.

Приравняв формулу (17) к формуле (18), получим крутящий момент, затрачиваемый на деформацию:

Крутящий момент для преодоления трения можно определить по формулам (19) и (20).

Момент трения вала ролика при симметричном расположении:

Момент трения вала ролика при асимметричном расположении:

В приведенной выше формуле:

f — Коэффициент трения качения, f ＝ 0.8 мм

μ — Коэффициент трения скольжения шейки ролика, μ ＝ 0,05-0,1 ；

d _a, d _b, d _c — диаметр шейки ролика для верхнего ролика, нижнего ролика и бокового ролика отдельно.

Общий крутящий момент на верхнем ролике:

3,2 Мощность привода верхнего ролика

Формула расчета мощности привода:

В формуле:

ν — скорость прокатки;

r — Радиус ведомого ролика, r = D _a /2

η — КПД передачи, η ＝ 0.9

В соответствии с фактическими условиями применения четырехвалкового листогибочного станка, мощность привода ведущего ролика вычисляется во время процесса предварительной гибки и прокатки, а мощность привода системы главного привода имеет большее значение в расчете. результат:

В приведенной выше формуле:

П _q — Приводная мощность системы главного привода;

P _Y — Привод приводного ролика при предварительной гибке;

P _J — Приводная сила ведущего ролика при катании по кругу.

Рассчитанное значение P _q мощности привода может использоваться в качестве основы для выбора мощности основного двигателя.

Заключение

(1) В соответствии с конструктивными характеристиками и принципом работы четырехвалковой листогибочной машины анализируется сила рабочего валка и получается расчетная формула рабочего валка при другом расположении.

(2) На основе анализа изгибающего момента максимальной деформации и опорной силы рабочего ролика, комбинирования принципа преобразования функций, чтобы установить взаимосвязь между силой, изгибающим моментом и мощностью привода устройства, и предложить метод расчета движения мощность системы главного привода.

В соответствии с фактическими условиями применения, мощность привода предварительного изгиба и прокатки рассчитывается соответственно, а мощность основного двигателя выбирается на основе большего значения расчетных результатов.

Калькулятор цен

| Microsoft Azure

Разработка и тестирование

Упростите и ускорьте разработку и тестирование (разработка / тестирование) на любой платформе

DevOps

Объединяйте людей, процессы и продукты, чтобы постоянно приносить пользу клиентам и коллегам.

DevSecOps

Интегрируйте безопасность во все аспекты жизненного цикла доставки программного обеспечения.

Электронная коммерция

Предоставляйте покупателям то, что они хотят, благодаря персонализированному, масштабируемому и безопасному процессу покупок

Разработка игр

Создавайте, быстро запускайте и надежно масштабируйте свои игры на разных платформах, а также улучшайте их на основе аналитики.

Интернет вещей

Находите новые идеи, собирая неиспользованные данные с подключенных устройств, активов и датчиков.

Разработка приложений low-code в Azure

Превратите свои идеи в приложения быстрее, используя правильные инструменты для работы.

Микросервисные приложения

Создавайте масштабные надежные приложения и функциональные возможности и быстрее выводите их на рынок.

Мобильный

Привлекайте клиентов везде, на любом устройстве с помощью единой сборки мобильного приложения.

Разработка современных приложений

Быстрее реагируйте на изменения, оптимизируйте расходы и надежно отправляйте товары.

Бессерверные вычисления

Создавайте приложения быстрее, избавляя от необходимости управлять инфраструктурой.

Службы обмена сообщениями в Azure

Подключайте современные приложения к полному набору служб обмена сообщениями в Azure

Модернизация приложений и данных

Ускорьте выход на рынок, предоставьте инновационные возможности и повысьте безопасность с помощью приложений Azure и модернизации данных.

Мощность

Выполненная работа

Мощность — это мера скорости выполнения работы — работа, выполненная в единицу времени — и может быть выражена как

P = Работа / время

= Вт / dt ( 1)

где

P = мощность (Вт, фут-фунт / с)

W = выполненная работа (Дж, фут-фунт)

dt = затраченное время (с)

Работа может быть выражена как

W = F s (1b)

, где

F = сила (Н, фунт)

s = расстояние (м, фут)

С момента работы — произведение приложенной силы и расстояния, мощность (1) может быть изменена на

P = F v (1c)

, где

F = сила (Н, фут)

v = скорость (м / с, фут / с)

Преобразованная энергия

Мощность также является мерой скорости преобразования энергии из одной формы в другую и может быть выражена как

P = E / dt (2)

где

P = мощность (Вт, фут-фунт / с)

E = преобразованная энергия (Дж, фут-фунт)

dt = затраченное время (с)

Пример — мощность, необходимая для поднятия груза

Масса 1000 кг поднимается 10 м за 10 секунд.

Выполненная работа может быть рассчитана как

Вт = (1000 кг) (9,81 м / с ² ) (10 м)

= 98100 Дж (Нм)

Требуемая мощность это работа, выполненная в единицу времени

P = (98100 Дж) / (10 с)

= 9810 Вт (Дж / с)

= 9,8 кВт

Пример — Работа, выполненная электродвигателем

Работу, выполняемую электродвигателем 1 кВт в 1 час , можно рассчитать, изменив (1) на

W = P dt

= (1 кВт) (1000 Вт / кВт) (1 ч) (3600 с / ч)

= 3600000 Дж

= 3600 кДж

Пример — электрическая лебедка для подъема груза

Электрическая лебедка поднимает массу 100 кг 10м над землей.Электродвигатель в лебедке 500 Вт . Силу (вес), действующую на массу из-за ускорения свободного падения, можно рассчитать как

F = мг

= (100 кг) (9,81 м / с ² )

= 981 Н

= 0,98 кН

Работа, выполняемая лебедкой, может быть рассчитана с помощью (1b) как

W = F s

= (981 Н) (10 м)

= 9810 Нм (Дж)

Время, необходимое лебедке с фактическим двигателем для подъема массы, можно рассчитать, изменив (1)

dt = W / P

= (9810 Дж) / (500 Вт)

= 19.6 сек. л. s = 737.6 фут-фунт _f / с = 10 ³ /(9.80665 75) метрическая л.с.

1 л.с. (мощность в лошадиных силах в английском языке) = 745,7 Вт = 0,746 кВт = 550 фут-фунт / с = 2545 БТЕ / ч = 33000 фут фунт / м = 1,0139 метрическая мощность в лошадиных силах ~ = 1,0 кВА

Сравнительная выходная мощность

Сравнительная выходная мощность указана ниже:

• Человеческий звук — нормальная речь: 10 ^-8 кВт
• Человеческий результат: 0,1 кВт (среднесуточная), 0,2 кВт (ходьба), 1 кВт (бег), 1.7 кВт (спринт)
• малый скутер: 4 кВт
• семейный автомобиль: 40 кВт
• легкий самолет: 150 кВт
• спортивный автомобиль: 240 кВт
• вертолет: 400 кВт
• автомобиль формулы 1: 600 кВт локомотив
• : 1500 кВт
• грузовое судно: 6000 кВт
• военный самолет: 30000 кВт
• военный корабль: 60000 кВт
• авиалайнер: 80000 кВт
• ракета-носитель: 400000 кВт

Пример — 1000 л.

No related posts.