|
Random converter |
Калькулятор мощности трехфазного переменного токаЭтот калькулятор мощности трехфазного тока позволяет определить активную, полную и реактивную мощность по известным среднеквадратичным значениям напряжения, тока и коэффициенту мощности в системе с симметричным трехфазным напряжением и равномерной нагрузкой. Пример: Три равных индуктивных нагрузки с коэффициентом мощности 0,68 подключены звездой к сети с линейным напряжением 400 В 50 Гц. Ток каждой фазы 10 А. Рассчитать активную и реактивную нагрузку на каждой фазе, фазное напряжение, фазный ток, фазовый угол, линейный ток, активную, реактивную и полную мощность. Тип расчетов:Мощность и ток по напряжение и нагрузке Мощность и нагрузка по напряжению и току Входные данные Тип соединения Звезда (Y)Треугольник (Δ) Среднеквадратичное значение напряженияЛинейное напряжение UL rmsвольт (В)киловольт (кВ)мегавольт (МВ) Среднеквадратичное значение напряжения между линейными проводами (напряжение между фазами) в симметричной трехфазной системе. или Фазное напряжение Uph rmsвольт (В)киловольт (кВ)мегавольт (МВ) Среднеквадратичное значение напряжения на каждой фазе симметричной трехфазной системы относительно нейтрали. Импеданс нагрузки в каждой фазеАктивное сопротивление нагрузки в каждой фазе Rphмиллиом (мОм)ом (Ом)килоом (кОм)мегаом (МОм) Реактивное сопротивление нагрузки в каждой фазе Xph Ом Zph= Rph + jXph= R + jXОм ИЛИ Величина (модуль) импеданса нагрузки |Z|phмиллиом (мОм)ом (Ом)килоом (кОм)мегаом (МОм) Фазовый угол импеданса нагрузки φphградус (°)радиан (рад) Zph= |Z|ph ∠φph= |Z| ∠φ° Ом Вначале выберите тип расчёта. Поделиться Поделиться ссылкой на этот калькулятор, включая входные параметры Twitter Facebook Google+ VK Закрыть Выходные данные Полная мощность по всем трем фазам |S| ГВ·А Полная активная мощность P Вт Полная реактивная мощность Q Вар Полная комплексная мощность S ГВ·А Среднеквадратичное значение фазного тока Iph RMS А Среднеквадратичное значение линейного тока IL RMS А Фазовый сдвиг φ ° рад Коэффициент мощности PF Дано Найти Решение Однофазный и трехфазный ток Определения и формулы Генерация трехфазного тока Преимущества трехфазных систем Последовательность фаз Фазное напряжение и фазный ток Линейное напряжение и ток Симметричные и несимметричные системы и нагрузки Линейные и нелинейные нагрузки Соединение треугольником и звездой Напряжение и мощность в симметричной трехфазной нагрузке при соединении звездой Напряжение и мощность в симметричной трехфазной нагрузке при соединении треугольником Расчет симметричной нагрузки по известным напряжению, току и коэффициенту мощности Импеданс нагрузки Z Расчет тока и мощности по известным напряжению и нагрузке Фазный ток Преобразование из прямоугольных координат в полярные и наоборот Активное Rph и реактивное Xph сопротивление нагрузки Импеданс конденсатора и катушки индуктивности Параллельная нагрузка RLC Последовательная нагрузка RLC Примеры расчетов Пример 1. Пример 2. Расчет мощности и тока по заданным напряжению и нагрузке Пример 3. Расчет мощности и тока по заданным напряжению и нагрузке Пример 4. Расчет мощности и нагрузки по заданным напряжению и току Пример 5. Расчет мощности и тока по заданным напряжению и нагрузке Пример 6. Расчет мощности и тока по заданным напряжению и нагрузке Пример 7. Расчет мощности и нагрузки по заданным напряжению и току Однофазную сеть можно сравнить с проселочной дорогой — оно не позволяет получить большую мощность. Трехфазную сеть можно сравнить с автомагистралью — она обычно имеется в промышленных зданиях для питания оборудования большой мощности Установленный на столбе однофазный трансформатор, предназначенный для подачи электроэнергии в индивидуальные жилые дома (Канада) Термин «фаза» относится к распределению электрической энергии. Для далеких от физики людей однофазную и трехфазную сеть можно сравнить с иллюстрациями выше. В однофазной сети используются два или три провода. Всегда имеется один фазный провод и один провод, называемый нейтралью или нулевым проводом. Ток течет между этими двумя проводами. Если однофазная сеть содержит заземляющий провод, то используется трехпроводная сеть. Однофазная сеть хороша в тех случаях, когда типичными нагрузками являются чисто активные потребители, например, традиционные лампы накаливания и электрические обогреватели. Установленная на столбе группа из трех трансформаторов, обеспечивающая трехфазное питание небольшой промышленной установки В трехфазной сети используются три провода, называемые фазными или просто фазами. По этим проводам текут синусоидальные токи со сдвигом фаз относительно друг друга на 120°. В трехфазной системе может быть три или четыре провода. Если имеется четвертый провод, то трехфазную сеть можно использовать для подачи однофазного питания (три линии), например, в индивидуальные жилые дома. При этом от каждой фазы в нагрузку (дом) подается примерно одинаковая мощность. Нейтральный провод часто имеет меньшее сечение, потому что фазные токи взаимно гасятся и по нейтральному проводу обычно течет совсем небольшой ток. Трехфазная система обеспечивает постоянную передачу мощности в нагрузку, что позволяет подключить более высокую нагрузку. Определения и формулыГенерация трехфазного токаВ простейшем трехфазном генераторе имеется три идентичных обмотки, расположенных под углом 120° по отношению друг к другу. Здесь Up — пиковое значение (амплитуда) напряжения в вольтах, ω — угловая частота в радианах в секунду и t — время в секундах. Напряжение, наведенное в обмотке 2, отстает от напряжения в обмотке 1 на 120°, а напряжение, наведенное в обмотке 3, отстает от напряжения в обмотке 1 на 240°. Ниже на рисунке приведены векторные диаграммы и формы колебаний напряжений генератора: Если коэффициент мощности равен единице, то в каждой фазе трехфазной системы напряжение, ток и мощность сдвинуты относительно друг друга на 120°; последовательность фаз на этом рисунке U₁, U₂, U₃, потому что U₁ опережает U₂, U₂ опережает U₃, и U₃ опережает U₁. Преимущества трехфазных систем
Последовательность фазПоследовательность фаз определяется временем, при котором напряжения трех фаз достигают положительного максимума. Последовательность фаз называют также порядком фаз. На рисунке выше последовательность фаз 1-2-3, так как фаза 1 достигает положительного максимума раньше, чем фаза 2, а фаза 3 достигает положительного максимума позже фазы 2. Для определения порядка фаз на векторной диаграмме нужно знать, что векторы всегда вращаются против часовой стрелки. Например, на этих трех чертежах последовательность чередования фаз снова U₁, U₂, U₃: Фазное напряжение и фазный токФазным называется напряжение между каждым из трех фазных проводов и нейтралью. Его также называют напряжением между фазой и нейтралью. Ток, которые течет в нагрузке между фазным проводом и нейтралью, называется фазным током. Линейное напряжение и токЛинейным называется напряжение между любыми двумя фазами (линиями). Ток, протекающий в каждой из линий, называется линейным. Симметричные и несимметричные системы и нагрузкиВ сбалансированной (симметричной) трехфазной системе токи во всех трех фазах равны, а сумма всех токов равна нулю, поэтому ток по нейтрали не течет. То же можно сказать и о токах в симметричной системе: Если три нагрузки, присоединенные к трем линиям, имеют одинаковую величину и коэффициент мощности, она также называются сбалансированными или симметричными. Линейные и нелинейные нагрузкиВ линейных нагрузках в цепях переменного тока напряжения и токи имеют синусоидальную форму и в любое время ток в нагрузке прямо пропорционален напряжению на ней. Примерами линейных нагрузок являются нагреватели, лампы накаливания. конденсаторы и катушки индуктивности. Все линейные нагрузки подчиняются закону Ома. В линейных нагрузка коэффициент мощности равен cos φ. Подробнее о нелинейных нагрузках — в нашем Калькуляторе активной и реактивной мощности. В нелинейных нагрузках ток не пропорционален напряжению и содержит гармоники основной частоты 50 или 60 Гц. Соединение треугольником и звездойТри обмотки трехфазного генератора можно присоединить к нагрузке шестью проводами, по два на обмотку. Для уменьшения количества проводов обмотки присоединяются к нагрузке тремя или четырьмя проводами. Эти два способа подключения называются треугольником (Δ) и звездой (Y). В соединении треугольником начало каждой обмотки соединяется с концом следующей обмотки. Таким образом энергию можно передавать только по трем проводам. Соединение звездой (слева) и треугольником (справа) В симметричной соединении треугольником напряжения равны по амплитуде, отличаются по фазе на 120° и их сумма равна нулю: В симметричной четырехпроводной системе соединения звездой с тремя одинаковыми подключенными к каждой фазе нагрузками мгновенное значение тока, текущего по нейтрали, равно сумме трех фазных токов i₁, i₂, и i₃, которые имеют одинаковые амплитуды Ip и сдвинуты по фазе на 120°: Напряжение и мощность в симметричной трехфазной нагрузке при соединении звездойСоединение звездой; I₁, I₂, и I₃ — фазные токи, которые равны линейным токам Полная мощность в трехфазной системе является суммой мощностей, потребляемых нагрузками в каждой из трех фаз. Здесь φ — разность фаз между током и напряжением. Поскольку в трехфазном соединении звездой фазное Uph и линейное среднеквадратичное напряжение UL связаны как а среднеквадратичное значения линейного и фазного токов равны полная активная мощность определяется следующим уравнением: Полная реактивная мощность равна Комплексная мощность: И, наконец, полная мощность в трех фазах определяется формулой: Напряжение и мощность в симметричной трехфазной нагрузке при соединении треугольникомСоединение треугольником; I13, I23, и I32 — фазные токи, а I1, I2, и I3 — линейные токи; при этом IL = √3∙Iph При соединении треугольником нейтральный проводник отсутствует и конец одной обмотки генератора соединяется с началом следующей обмотки. При соединении треугольником фазные токи — это токи, текущие через фазные нагрузки. Мы рассматриваем симметричную систему, поэтому фазные среднеквадратичные значения токов Ip1, Ip2 и Ip3 по амплитуде равны (Ip) и отличаются по фазе на 120°: Как мы уже упоминали, общая мощность в трехфазной системе — это сумма мощностей, потребляемых в нагрузках трех фаз: где φ — сдвиг фаз между током и напряжением. Поскольку при соединении треугольником среднеквадратичные значения фазного Uph и линейного напряжений UL равны, а среднеквадратичные значения линейного и фазного токов связаны формулой активная мощность определяется следующим уравнением: Полная реактивная мощность равна Комплексная мощность: И полная мощность в трех фазах: Отметим, что приведенные выше уравнения для мощности при соединении звездой и треугольником одинаковые. То, что эти формулы мощности для звезды и треугольника одинаковые, иногда приводит к ошибочным выводам о том, что можно соединить обмотки одного и того же электродвигателя звездой или треугольником и потребляемая мощность (и ток!) не изменятся. Конечно, это неправильно. И если мы в калькуляторе соединение звездой изменим на треугольник, не изменяя нагрузку, мы увидим, что мощность и потребляемый ток изменятся. Рассмотрим пример. Трехфазный электродвигатель подключен по схеме треугольника и работает на полной номинальной мощности при линейном напряжении UL и линейном токе IL. Полная мощность в вольт-амперах (ВА) равна Затем обмотки того же двигателя соединили звездой. Линейное напряжение, приложенное к каждой обмотке, уменьшилось в 1/1,73 раза, при этом сетевое напряжение осталось прежним. Ток в каждой обмотке уменьшился в 1/1,73 раза по сравнению с током, потребляемым при соединении треугольником. Таким образом, полная мощность при соединении звездой равна одной трети мощности при соединении треугольником для нагрузки с тем же импедансом. Очевидно, что полный момент двигателя, обмотки которого соединены звездой, будет в три раза меньше момента того же двигателя при соединении обмоток треугольником. Иными словами, хотя новая мощность для соединения звездой рассчитывается по той же формуле, что и для треугольника, в расчет нужно вставить другие величины, а именно, напряжение и ток. уменьшенные в 1,73 раза (то есть в квадратный корень из 3). Расчет симметричной нагрузки по известным напряжению, току и коэффициенту мощностиДля расчета симметричной нагрузки (одинаковой в каждой фазе) по известным напряжению, току и коэффициенту мощности (опережающему или отстающему) используются следующие формулы: Импеданс нагрузкиZВ полярной форме: В комплексной форме: Расчет тока и мощности по известным напряжению и нагрузкеФазный токПо закону Ома, имеем: Преобразование из прямоугольных координат в полярные и наоборотДля преобразования из прямоугольных координат R, X в полярные координаты |Z|, φ, используйте следующие формулы: Треугольник импеданса В этих формулах R всегда положительно, а X положительно для индуктивной нагрузки (ток отстает от напряжения) и отрицательно для емкостной нагрузки (ток опережает напряжение). Преобразование из полярных координат r, φ в прямоугольные coordinates x, y, выполняется по формулам: АктивноеRph и реактивное Xph сопротивление нагрузкиИмпеданс конденсатора и катушки индуктивностиПараллельная нагрузка RLCПараллельное соединение RLC Для расчета используйте наш Калькулятор импеданса параллельной RLC-цепи. Последовательная нагрузка RLCПоследовательное соединение RLC Для расчета используйте наш Калькулятор импеданса последовательной RLC-цепи Более подробную информацию о нагрузки в форме RLC-цепи вы найдете в наших калькуляторах для расчета импеданса:
Примеры расчетовПример 1. Расчет мощности и тока по заданным напряжению и нагрузкеИндуктивная нагрузка из трех цепей с равными импедансами Zph = 5+j3 Ом подключена звездой к трехфазной сети с линейным напряжением 400 В 50 Гц. Рассчитать фазное напряжение Uph, фазовый угол φph, фазный ток Iph, линейный ток IL, активную P, реактивную Q, полную |S|, и комплексную S мощности. Пример 2. Расчет мощности и тока по заданным напряжению и нагрузкеИндуктивная нагрузка из трех цепей с равными импедансами Zph = 15 ∠60° Ом подключена звездой к трехфазной сети с фазным напряжением (между фазой и нейтралью) 110 В 50 Гц. Определить тип нагрузки (емкостная или индуктивная) фазное напряжение Uph, фазовый угол φph, фазный ток Iph, линейный ток IL, активную P, реактивную Q, полную |S|, и комплексную S мощности. Пример 3. Расчет мощности и тока по заданным напряжению и нагрузкеИндуктивная нагрузка из трех обмоток с равными импедансами и эквивалентной схемой в виде включенных последовательно сопротивления Rph = 20 Ом и индуктивности Lph = 440 мГн подключена звездой к трехфазной сети с фазным напряжением (между фазой и нейтралью) 230 В 50 Гц. Рассчитайте фазное напряжение Uph, фазовый угол φph, фазный ток Iph, линейный ток IL, активную P, реактивную Q, полную |S|, и комплексную S мощности. Найти линейный ток и потребляемую мощность для той же нагрузки, но соединенной треугольником. Совет: Для определения импеданса каждой обмотки воспользуйтесь Калькулятором последовательной RL-цепи. Пример 4. Расчет мощности и нагрузки по заданным напряжению и токуСимметричный трехфазный генератор подает фазное напряжение 230 В на включенную звездой нагрузку с отстающим (активно-индуктивным) коэффициентом мощности 0,75. Пример 5. Расчет мощности и тока по заданным напряжению и нагрузкеНагрузка, состоящая из трех одинаковых обмоток, имеющих сопротивление Rph = 10 Ом и индуктивность Lph = 310 мГн, подключена треугольником к трехфазной сети с напряжением между фазой и нейтралью 120 В, 60 Гц. Рассчитайте линейное напряжение UL, фазовый угол φph, фазный ток Iph, линейный ток IL, активную P, реактивную Q, полную |S|, и комплексную S мощности. Пример 6. Расчет мощности и тока по заданным напряжению и нагрузкеНагрузка из трех цепей с равными импедансами Zph = 7 – j5 Ом подключена треугольником к трехфазной сети с линейным напряжением (между двумя фазами) 208 В 60 Гц. Определить тип нагрузки (резистивно-емкостная или резистивно-индуктивная) фазное напряжение Uph, фазовый угол φph, фазный ток Iph, линейный ток IL, активную P, реактивную Q, полную |S|, и комплексную S мощности. Пример 7. Расчет мощности и нагрузки по заданным напряжению и токуСимметричная нагрузка подключена звездой к симметричному трехфазному генератору с линейным (между двумя фазами) напряжением 208 В 60 Гц. Автор статьи: Анатолий Золотков Вас могут заинтересовать и другие калькуляторы из группы «Электротехнические и радиотехнические калькуляторы»:Калькулятор резистивно-емкостной цепи Калькулятор параллельных сопротивлений Калькулятор параллельных индуктивностей Калькулятор емкости последовательного соединения конденсаторов Калькулятор импеданса конденсатора Калькулятор импеданса катушки индуктивности Калькулятор взаимной индукции Калькулятор взаимоиндукции параллельных индуктивностей Калькулятор взаимной индукции — последовательное соединение индуктивностей Калькулятор импеданса параллельной RC-цепи Калькулятор импеданса параллельной LC-цепи Калькулятор импеданса параллельной RL-цепи Калькулятор импеданса параллельной RLC-цепи Калькулятор импеданса последовательной RC-цепи Калькулятор импеданса последовательной LC-цепи Калькулятор импеданса последовательной RL-цепи Калькулятор импеданса последовательной RLC-цепи Калькулятор аккумуляторных батарей Калькулятор литий-полимерных аккумуляторов для дронов Калькулятор индуктивности однослойной катушки Калькулятор индуктивности плоской спиральной катушки для устройств радиочастотной идентификации (RFID) и ближней бесконтактной связи (NFC) Калькулятор расчета параметров коаксиальных кабелей Калькулятор светодиодов. Калькулятор цветовой маркировки резисторов Калькулятор максимальной дальности действия РЛС Калькулятор зависимости диапазона однозначного определения дальности РЛС от периода следования импульсов Калькулятор радиогоризонта и дальности прямой радиовидимости РЛС Калькулятор радиогоризонта Калькулятор эффективной площади антенны Симметричный вибратор Калькулятор частоты паразитных субгармоник (алиасинга) при дискретизации Калькулятор мощности постоянного тока Калькулятор мощности переменного тока Калькулятор пересчета ВА в ватты Калькулятор преобразования алгебраической формы комплексного числа в тригонометрическую Калькулятор коэффициента гармонических искажений Калькулятор законов Ома и Джоуля — Ленца Калькулятор времени передачи данных Калькулятор внутреннего сопротивления элемента питания батареи или аккумулятора Калькуляторы Электротехнические и радиотехнические калькуляторы |
Обратите внимание также на примеры в конце описания калькулятора.
Для расчёта мощности и нагрузки по известным напряжению и току выберите тип соединения (звезда или треугольник) и введите напряжение (линейное ИЛИ фазное), ток (линейный ИЛИ фазный) и коэффициент мощности. Нажмите на кнопку Рассчитать. Мощность и параметры нагрузки будут рассчитаны автоматически. Также можно, рассчитать мощность и ток по известным напряжению и нагрузке. Для этого выберите тип соединения (звезда ИЛИ треугольник) и введите напряжение (линейное ИЛИ фазное) и импеданс нагрузки в каждой фазе в комплексной ИЛИ полярной форме. Нажмите на кнопку Рассчитать. Калькулятор автоматически рассчитает мощность и ток.
Расчет мощности и тока по заданным напряжению и нагрузке
Однофазная сеть — как проселочная дорога, ее возможности по мощности невысоки и используется она в основном в жилых домах и квартирах. Однофазная сеть проста и экономична. Однако однофазную сеть нельзя использовать для питания эффективных трехфазных электродвигателей. С другой стороны, трехфазная сеть — как автомагистраль, она позволяет использовать мощные нагрузки и обычно применяется в промышленных зданиях и намного реже в индивидуальных жилых домах и квартирах. Все мощные потребители энергии, такие как водонагреватели, большие электродвигатели и системы кондиционирования воздуха обычно подключаются к трехфазной сети.
Однофазная система не годится для питания мощных электродвигателей.
В результате с обмоток снимаются напряжения (фазы) со сдвигом по фазе 120°. Эти три напряжения не зависят друг от друга и их мгновенные значения определяются формулами:
Отметим, что нам безразлично направление вращения ротора генератора, потому вращающийся по часовой стрелке ротор можно обойти и мы будем наблюдать вращение против часовой стрелки. Нам интересен только порядок чередования фаз напряжений, вырабатываемых генератором.
Амплитуды и частоты напряжений и токов одинаковые. Отличаются они только сдвигом фаз: напряжение в каждой фазе отстает от предыдущей на 2π/3, или на 1/3 цикла, или на 120°. Векторная сумма трех напряжений равна нулю:
Примерами нелинейных нагрузок являются блоки питания компьютеров, лазерные принтеры, светодиодные и компактные люминесцентные лампы, электронные регуляторы оборотов электродвигателей и многие другие потребители электроэнергии. Искажение формы гармонических колебаний тока приводит к искажению формы напряжения. К нелинейным нагрузкам неприменим закон Ома. В таких нагрузках коэффициент мощности не равен cos φ.
В связи с тем, что нагрузки симметричные, в каждой фазе потребляется одинаковая мощность и полная активная мощность во всех трех фазах равна
Фазное напряжение — это напряжение на каждой обмотке. Линейное напряжение — это напряжение между двумя фазами, то есть также на каждой из обмоток. Таким образом, среднеквадратичные напряжения на обмотках и между фазами одинаковые, то есть для соединения треугольником можно написать
Мы используем их в этом калькуляторе.
Полная мощность также уменьшилась:
Ток в каждой фазе равен 28,5 А. Рассчитать импеданс нагрузки, активное и реактивное сопротивление в каждой фазе. Также рассчитать полную, активную и реактивную мощности. Описать что произойдет, если для той же нагрузки изменить соединение со звезды на треугольник. Совет: используйте режим определения мощности и нагрузки по заданным току и напряжению, а затем для ответа на последний вопрос воспользуйтесь этим же калькулятором в режиме определения мощности и тока по заданным напряжению и нагрузке.
Как изменятся ток и мощность, если эту же нагрузку подключить звездой? Совет: воспользуйтесь нашим Калькулятором импеданса последовательной RL-цепи для определения импеданса каждой катушки, а затем введите данные в этот калькулятор.
В каждом фазном проводе протекает ток Iph = 20 А с запаздыванием относительно напряжения на 15°. Определите фазное напряжение, импеданс нагрузки в каждой фазе в полярной и комплексной форме, активную и реактивную мощности.
Расчет ограничительных резисторов для одиночных светодиодов и светодиодных массивовРаспределение нагрузки по фазам.
Расчет трехфазной сетиВам необходимо сделать трехфазное питание для дома? О том, как это сделать, читайте описание ниже.
Прежде всего, нужно провести расчет трехфазной цепи.
Порядок распределения нагрузки по фазам
1. Симметрично распределить нагрузку на три фазы. Мощность на каждой фазе будет равна мощности трехфазной нагрузки, кратная трем.
2. Рассчитать нагрузку на каждую фазу.
3. В результате, нужно добиться того, чтобы на каждой фазе, в момент полной загрузки сети, была примерно одинаковая мощность.
4. Определить ток на самой загруженной фазе. После этого необходимо проверить, чтобы при максимальной мощности ток был меньше тока срабатывания входного трехфазного автомата.
Расчет нагрузки по фазам
Допустим, у вас имеется трехфазный двигатель мощностью 1500 Вт. Соответственно, на каждую фазу приходится по 500 Вт активной мощности. Предположим, что cos фи=0,8. Полная мощность равна: 500/0,8. Получается, что 625 Вт нужно распределить на каждую фазу.
Кроме двигателя к фазам, вероятно, подключены и другие потребители. Например, кроме 500 Вт подключается освещение на 200 Вт и конвектор на 300 Вт. Все мощности суммируются по горизонтали. Реактивная мощность остается без изменений (если не используются нагрузки с реактивной составляющей).
По теореме Пифагора можно определить реактивную мощность.
Но на практике это довольно сложные расчеты. Поэтому, это рассчитывается приближенно: 625 Вт + 500 Вт = 1150 Вт. Эта сумма получается больше точных расчетов по формуле, но страшного ничего нет. Расчет произведен с небольшим запасом.
На практике для приблизительных расчетов достаточно сложить все полные мощности и по ним определить мощность автомата для требуемой нагрузки.
Разводка однофазного щитка
Например, к щиту подключаются — плита (варочная панель) 7,2 кВт; духовой шкаф 4,3 кВт; кухня 5,5 кВт; комната 3,5 кВт; ванная 3,5 кВт; двигатель 3-фазный 1,5 кВт; розетка 3-фазная.
Рассмотрим такую ситуацию: у вас была однофазная сеть и теперь дали разрешение на проведение трехфазной. В этом случае нужно все потребители распределить по фазам.
Самый мощный прибор это варочная панель (плита) 7,2 кВт, которую нужно посадить на первую фазу. На вторую подключить духовой шкаф и комнату. В итоге получается 7,8 кВт. А на третью фазу подключить кухню и ванную комнату. Общая мощность получится 9 кВт. Прибавим еще мощность двигателя, разделив ее на каждую фазу одинаково. В итоге получилось: на первой фазе 7,8 кВт; на второй фазе 9,4 кВт; на третьей — 9,6 кВт. Приблизительно распределили нагрузку по фазам по возможности равномерно. Посмотрим, какой в результате получился щиток.
- Итак, трехфазный щиток состоит из входного автомата и трехфазного счетчика. Далее, на первую фазу подключен автомат 40 Ампер, через который питается плита мощностью 7,2 кВт. Если просуммировать с двигателем, будет 7,8 кВт.
- Ко второй фазе через автомат 25 Ампер подключен духовой шкаф и микроволновая печь.
- К третьей фазе подключен ДИФ автомат и обычный автомат. Через обычный автомат на 25 Ампер подключена кухня проектной мощностью 5,5 кВт. Через ДИФ автомат подключена ванная комната проектной мощностью 3,5 кВт. Общая мощность на третью фазу получается 9,6 кВт.
Распределение полной мощности двигателя на три фазы по 0,6 кВт:
- первая фаза: 7,2+0,6=7,8 кВт;
- вторая фаза: 4,3+3,5+0,6=8,4 кВт;
- третья фаза: 5,5+3,5+0,6=9,6 кВт.
По всем трем фазам максимальная мощность составляет 9,6 кВт. Если проектная мощность 8,8 кВт и входной автомат на 40 Ампер, а у нас проектная мощность на одной из трех фаз 9,6 кВт, то такой автомат не выдержит нагрузку. Если третью фазу загрузить на полную мощность, то этот автомат отключится. Поэтому, входной автомат нужно ставить на 50 Ампер.
Из этого примера видно, что при небольшом количестве потребителей можно полноценно загрузить трехфазную цепь.
Иногда возникает необходимость подключить кондиционеры, электрический теплый пол и другие потребители высокой мощности.
Прежде чем покупать электрическое оборудование, надо рассчитать потребляемую мощность. Потянет ли входной автомат и разрешенный лимит по току на электроснабжение дома?
После подсчета всех нагрузок по фазам можно определить, какой мощности нужен входной автомат. Узнать в энергосбыте, какой резерв по току вам дадут. Возможно, разрешение дадут только на 25 Ампер. Придется покупать приборы из расчета на эти 25 Ампер. На фазу дается только 5,5 кВт.
В этом случае, что делать с электроплитой на 7,2 кВт? Современные электроплиты и варочные панели имеют подключение к двухфазной цепи, а иногда и к трехфазной. Кроме земляного и нулевого вывода имеется L1 и L2 (иногда L1, L2, L3). В первом случае для подключения двухфазной цепи, а во втором – подключение трехфазной цепи. Такие мощные нагрузки предусмотрены специально, чтобы можно было их распределить.
Когда делаете проект и запрашиваете проектную мощность, пытайтесь получить разрешение на мощность с запасом.
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
Однофазный и трехфазный калькулятор мощности переменного тока – Blackhawk Supply
Измерения должны быть точными при выборе электрооборудования или при работе с цепями. Если вам не нравится считать кВт и Ампер вручную — у нас есть решение! Наш онлайн-калькулятор мощности переменного тока может помочь вам преобразовать электрическую мощность в ток и наоборот для однофазной и трехфазной электроэнергии.
Ниже мы научим вас пользоваться нашим калькулятором мощности и расскажем о формулах для этих измерений. Давайте погрузимся!
Как пользоваться калькулятором мощности?
Хотите перевести ампер в кВт (или наоборот) без математических вычислений? Без проблем!
Наш калькулятор однофазной и трехфазной мощности прост в использовании.
Просто заполните поля необходимыми данными, включая тип тока, напряжение и коэффициент мощности. Калькулятор все сделает автоматически.
Калькулятор мощности переменного тока — кВт в амперах
- Тип тока
- Переменный ток — расчет однофазной мощности
- Переменный ток — расчет трехфазной мощности
- DC
- Ток в амперах
- Тип напряжения
- Линейный
- Линия-нейтраль
- Напряжение (в вольтах)
- Введите коэффициент мощности
- Рассчитать; Перезагрузить; Менять;
- Результаты измерения мощности (милливатты)
- Результаты мощности (Вт)
- Результаты мощности (киловатт)
Ампер (А или ампер) и киловатт (кВт) — это два разных параметра электричества. Что они имеют в виду?
Ампер указывает количество тока, потребляемого нагрузкой. Киловатты – это количество энергии, потребляемой нагрузкой в любой момент времени.
Как можно преобразовать ампер в киловатты для трехфазного, однофазного переменного тока (AC) или постоянного тока (DC)?
Киловатты не могут быть преобразованы в ампер напрямую. Величина тока или мощности зависит от коэффициента мощности, типа тока и типа напряжения.
Однако вы можете получить точные измерения, преобразовав эти показатели с помощью формул. Кроме того, вы можете использовать наш трехфазный преобразователь киловатт в ампер, а также калькулятор однофазной мощности и мощности постоянного тока.
Что такое однофазная электроэнергия?
Фаза означает распределение электрической нагрузки однофазным или трехфазным источником питания.
Однофазная электроэнергия обычно используется в бытовых целях, жилых домах и небольших офисах. Другими словами, он работает для приборов, которым требуется небольшое количество энергии (холодильники, светильники, обогреватели, телевизоры и тому подобное).
Стандарт для однофазного распределения электроэнергии в США составляет 120 вольт переменного тока с частотой 60 герц. Каждый герц означает количество изменений электричества, происходящих в проводе каждую секунду. Следует отметить, что мощность переменного тока может переключать полярность, в отличие от мощности постоянного напряжения.
Как рассчитать мощность однофазной сети?
Вот формулы, которые можно использовать для расчета однофазной мощности.
Киловатты из ампер
кВт = PF × A × V / 1000
В этой формуле мощность (в кВт) равна коэффициенту мощности нагрузки (PF), умноженному на фазный ток, измеренный в амперах (А), умноженному на среднеквадратичное напряжение (В) и деленному на 1000.
Ампер из киловатт
A = 1000 × кВт / (PF × V)
A означает фазный ток, равный кВт (мощности), умноженный на 1000, затем разделенный на коэффициент мощности (PF) умножается на среднеквадратичное напряжение (В).
Что такое трехфазное питание переменного тока?
Трехфазная электроэнергия является распространенным типом производства и распределения электроэнергии переменного тока, широко используемым для нагрузок более 1000 Вт. В отличие от однофазного источника питания, трехфазный источник питания требует меньше алюминия или меди, имеет более высокий КПД проводника и выдерживает большие силовые нагрузки. Это также обеспечивает большую общую плотность, оптимизируя тем самым потребление энергии.
Для более точного расчета мощности формула для трехфазных приложений должна учитывать тип конфигурации мощности. Двумя наиболее распространенными конфигурациями являются «треугольник» (используются только три провода) и «вей» (имеет четвертый нейтральный провод).
Трехфазное электропитание обычно используется в коммерческих и промышленных объектах с большими двигателями, производственным оборудованием, мощными кондиционерами и другими приложениями с большой нагрузкой.
Теперь к основной теме. Как перевести амперы в киловатты в трехфазных цепях переменного тока (и наоборот)?
Как рассчитать 3-х фазную мощность?
Вот уравнения, которые можно использовать для расчета трехфазной мощности. Имейте в виду, что формула трехфазной мощности будет отличаться для линейного и нейтрального напряжений.
Киловатты из ампер (линейное напряжение)
кВт = √3 × PF × A × V / 1000
Мощность (кВт) равна квадратному корню из трех (√3), умноженному на мощность коэффициент (PF), умноженный на силу тока (А), умноженный на линейное среднеквадратичное напряжение (В), деленное на 1000.
Киловатт от ампер (линейное напряжение)
кВт = 3 × PF × A × V / 1000
Вы можете рассчитать трехфазную мощность из ампер в кВт с линейным напряжением так же, как и с линейным напряжением. Единственное отличие состоит в том, что квадратный корень из трех (√3) заменяется числом три (3), а межфазное среднеквадратичное значение заменяется линейным среднеквадратичным значением напряжения в уравнении.
Ампер из киловатт (линейное напряжение)
A = 1000 × кВт / (√3 × PF × В)
Фазный ток (А) равен 1000-кратному количеству киловатт (кВт), деленному на квадратный корень из трех, умноженный на коэффициент мощности (PF), умноженный на линейное среднеквадратичное напряжение (В).
Ампер из киловатт (линейное напряжение)
A = 1000 × кВт / (3 × PF × В)
Для расчета трехфазного источника питания необходимо умножить 1000 на мощность ( кВт), деленное на три умножения на коэффициент мощности, умноженный на среднеквадратичное напряжение между фазой и нейтралью (В).
Что такое коэффициент мощности?
Теперь мы несколько раз упомянули коэффициент мощности (PF) в формулах. Он относится к отношению между реальной и кажущейся мощностью, рассеиваемой цепью переменного тока, к изделию с электрическим питанием.
Реальная мощность означает электрическую мощность, используемую устройствами, а кажущаяся мощность означает электроэнергию, подаваемую в цепь.
Значение коэффициента мощности изменяется от нуля до единицы в зависимости от резистивной и реальной нагрузки.
- Коэффициент мощности равен нулю (0), когда вся мощность является реактивной.
- Коэффициент мощности равен единице (1), когда вся мощность является реальной (без реактивной мощности).
Как рассчитать коэффициент мощности?
Существует множество уравнений коэффициента мощности, основанных на типе мощности и тока. Давайте рассмотрим каждую формулу коэффициента мощности.
Коэффициент мощности для синусоидального тока равен абсолютному значению косинуса фазы полной мощности. Фазовый угол кажущейся мощности будет отмечен как φ в приведенных ниже формулах.
Для расчета реальной мощности в ваттах:
Вт = |ВА| × ПФ = |ВА| × |cos ф|
Фактическая мощность равна полной мощности в вольт-амперах (ВА), умноженной на коэффициент мощности.
Резистивное сопротивление нагрузки
PF(резистивная нагрузка) = P / |S| = 1
Активная мощность резистивных импедансных нагрузок равна полной мощности (S) с коэффициентом мощности (PF), равным 1 (единице).
Вольт-ампер реактивный
Q = |ВА| × |sin φ|
Реактивная мощность (Q) в вольт-амперах реактивная равна полной мощности в вольт-амперах (ВА), умноженной на синус фазового угла.
Однофазная мощность
PF = |cos φ| = 1000 × кВт / (В × А)
Чтобы рассчитать коэффициент мощности однофазной цепи, необходимо умножить 1000 на мощность в киловаттах (кВт), разделить на среднеквадратичное напряжение (В), умноженное на фазный ток в Ампер (А).
3-фазное питание (линейное)
PF = |cos φ| = 1000 × кВт / (√3 × В × A)
Расчет линейной трехфазной мощности для коэффициента мощности: 1000 умножить на мощность в киловаттах (кВт), затем разделить на квадратный корень из трех, умноженный на линейное среднеквадратичное напряжение (В), умноженное на фазный ток в амперах (А).
3-фазная мощность (линия-нейтраль)
PF = |cos φ| = 1000 × кВт / (3 × В × A)
Чтобы измерить коэффициент мощности для трехфазной мощности между фазой и нейтралью, умножьте 1000 на киловатты (кВт), а затем разделите среднеквадратичное значение напряжения между фазой и нейтралью в три раза.
(V) умножить на ампер (A).
Преобразование кВт в Амперы
Вы хотите перевести киловатты в Амперы? Эти данные можно рассчитать по простой формуле (при условии, что вы знаете коэффициент мощности). Формула:
I = P / (√3 × PF × V)
В этом уравнении I обозначает силу тока (ампер), P обозначает относительную мощность (измеряется в ваттах), PF — коэффициент мощности, а V — напряжение.
Если ваша мощность измеряется в тысячах ватт, вам будет проще преобразовать данные в ватты, умножив их на 1000. Вам также необходимо убедиться, что ваше напряжение измеряется в киловольтах (кВ).
Приведем пример, используя приведенную выше формулу. Если ваш коэффициент мощности равен 0,8, и у вас есть мощность 1,5 кВт (1500 Вт) и постоянное напряжение 220 (В), расчет будет следующим:
I = 1500 / (√3 × 0,8 × 220) = 4,92 A
Вот так можно конвертировать ватты и киловатты в ампер.
Преобразование ампер в кВт
Теперь давайте сделаем обратное.
Для преобразования ампер в киловатт используйте следующую формулу:
P = √3 × PF × I × V
Маркировка здесь такая же. P — мощность, коэффициент мощности — PF, I — ток (ампер), а V — напряжение.
В нашем следующем примере мы будем использовать такое же напряжение (220 В) и коэффициент мощности (0,8) и ток 4,92 А. Теперь переведем ампер в киловатты:
P = √3 × 0,8 × 4,92 × 220 = 1500 Вт = 1,5 кВт
Заключение
легкий. Однако использование формул для расчета 3-фазной полной мощности может занять немного времени.
Если вы хотите получить точные измерения без каких-либо хлопот, используйте наш онлайн-калькулятор мощности переменного тока, так как он поможет вам найти лучшие источники питания для ваших систем.
Blackhawk Supply предлагает широкий ассортимент климатического, сантехнического и электрического оборудования. Выбирайте реле, корпуса, трансформаторы, блоки питания и другие устройства!
Блоки питания
Провода
Трансформаторы
Корпуса
Трехфазный ток — простой расчет
По Стивен Макфадьен on
Расчет тока в трехфазной системе был поднят на нашем сайте и является дискуссией, в которую я, кажется, участвую время от времени. В то время как некоторые коллеги предпочитают запоминать формулы или коэффициенты, я предпочитаю решать задачу шаг за шагом, используя базовые принципы. Я подумал, что было бы хорошо написать, как я делаю эти вычисления. Надеюсь, это может оказаться полезным для кого-то еще.
Трехфазная мощность и ток
Мощность, потребляемая цепью (однофазной или трехфазной), измеряется в ваттах Вт (или кВт). Произведение напряжения и тока представляет собой полную мощность и измеряется в ВА (или кВА). Соотношение между кВА и кВт представляет собой коэффициент мощности (пф):
который также может быть выражен как:
Однофазная система — с этим проще всего иметь дело. Учитывая мощность в кВт и коэффициент мощности, можно легко вычислить кВА.
Примечание: вы можете выполнить эти уравнения либо в ВА, В и А, либо в кВА, кВ и кА, в зависимости от величины параметров, с которыми вы имеете дело. Чтобы преобразовать ВА в кВА, просто разделите на 1000.
Трехфазная система — Основное различие между трехфазной системой и однофазной системой заключается в напряжении. В трехфазной системе у нас есть линейное напряжение (V LL ) и фазное напряжение (V LN ), связанные:
.
или альтернативно как:
чтобы лучше понять это или получить больше информации, вы можете прочитать сообщение «Введение в трехфазную электроэнергию»
На мой взгляд, самый простой способ решить трехфазную задачу — преобразовать ее в однофазную.
Возьмем трехфазный двигатель (с тремя одинаковыми обмотками), потребляющий заданную мощность кВт. кВт на обмотку (однофазную) нужно разделить на 3. Точно так же трансформатор (с тремя обмотками, каждая из которых идентична), вырабатывающий заданное количество кВА, будет иметь каждую обмотку, обеспечивающую треть общей мощности. Чтобы преобразовать трехфазную проблему в однофазную, возьмите общее количество кВт (или кВА) и разделите на три.
В качестве примера рассмотрим сбалансированную трехфазную нагрузку, потребляющую 36 кВт при коэффициенте мощности 0,86 и линейном напряжении 400 В (V LL ):
напряжение между фазой и нейтралью В LN = 400/√3 = 230 В
трехфазная мощность 36 кВт, однофазная мощность = 36/3 = 12 кВт
теперь просто следуйте описанному выше однофазному методу
Достаточно просто. Чтобы найти мощность при заданном токе, умножьте ее на напряжение, а затем на коэффициент мощности, чтобы преобразовать его в Вт.
Для трехфазной системы умножьте ее на три, чтобы получить общую мощность.
Using FormulasЛичная заметка о методе
Как правило, я запоминаю метод (не формулы) и переделываю его каждый раз, когда делаю расчет. Когда я пытаюсь запомнить формулы, я всегда быстро их забываю или не уверен, правильно ли я их запоминаю. Я бы посоветовал всегда помнить метод, а не просто запоминать формулу. Конечно, если у вас есть какие-то сверхспособности к запоминанию формулы, вы всегда можете придерживаться этого подхода.
Derivation of Formula — Example
Balanced three phase system with total power P (W), power factor pf and line to line voltage V LL
Convert to проблема с одной фазой:
P1ph=P3
Полная мощность одной фазы S 1-фазная (ВА):
S1ph=P1phpf=P3×pf
Фазный ток I (A) – полная мощность одной фазы, деленная на напряжение между фазой и нейтралью (при условии В LN = В LL / √3):
I=S1phVLN=P3×pf3VLL
Упрощая (и с 3 = √3 x √3):
I=P3×pf×VLL
Приведенный выше метод основан на запоминании нескольких простых принципов и манипулировании задачей для получения ответа.
Более традиционные формулы могут использоваться для получения того же результата. Их можно легко вывести из приведенного выше, например:
I=W3×pf×VLL, в A
Несимметричные трехфазные системыВышеупомянутое относится к сбалансированным трехфазным системам. То есть ток в каждой фазе одинаков, и каждая фаза отдает или потребляет одинаковое количество энергии. Это характерно для систем передачи энергии, электродвигателей и подобного оборудования.
Часто, когда задействованы однофазные нагрузки, например жилые и коммерческие помещения, система может быть несбалансированной, когда каждая фаза имеет разный ток и отдает или потребляет разное количество энергии.
Сбалансированные напряжения
К счастью, на практике напряжения имеют тенденцию быть фиксированными или очень небольшими величинами. В этой ситуации и после небольшого размышления можно распространить вышеуказанный тип расчета на трехфазные системы с несимметричным током.
Ключом к этому является то, что сумма мощностей в каждой фазе равна общей мощности системы.
Например, возьмем трехфазную систему 400 В (V LL ) со следующими нагрузками: фаза 1 = 80 А, фаза 2 = 70 А, фаза 3 = 82 А
напряжение между фазой и нейтралью В LN = 400/√3 = 230 В
Полная мощность фазы 1 = 80 x 230 = 18 400 ВА = 18,4 кВА
Полная мощность фазы 2 = 70 x 230 = 16 100 ВА = 16,1 кВА
Полная мощность фазы 3 = 82 x 230 = 18 860 ВА = 18,86 кВА
Общая трехфазная мощность = 18,4 + 16,1 + 18,86 = 53,36 кВА
Точно так же, зная мощность в каждой фазе, можно легко найти фазные токи. Если вы также знаете коэффициент мощности, вы можете преобразовать кВА в кВт, как показано ранее.
Несимметричные напряжения
Если напряжения становятся несимметричными или есть другие причины (например, несбалансированный фазовый сдвиг), необходимо вернуться к более традиционному анализу сети.
Системные напряжения и токи можно найти, подробно нарисовав схему и используя законы Кирхгофа и другие сетевые теоремы.
Эффективность и реактивная мощностьСетевой анализ не является целью этой заметки. Если вас интересует введение, вы можете просмотреть нашу публикацию: Теория сетей — введение и обзор
Другие факторы, которые следует учитывать при проведении расчетов, могут включать эффективность оборудования. Зная, что КПД энергопотребляющего оборудования — это выходная мощность, деленная на входную мощность, опять же это легко объяснить. Реактивная мощность в статье не обсуждается, более подробную информацию можно найти в других заметках (просто воспользуйтесь поиском по сайту).
Резюме Помня, что трехфазная мощность (кВт или кВА) просто в три раза больше однофазной, любая трехфазная проблема может быть упрощена. Разделите кВт на коэффициент мощности, чтобы получить кВА.