Załóżmy, że mamy 20szt silników asynchronicznych trójfazowych 2,2kW/400V do uruchomienia z użyciem falowników.
A więc bierzemy 20szt odpowiednich falowników. Tabliczka znamionowa tychże falowników wygląda następująco (dane rzeczywistych urządzeń):
INPUT 3400V, 6,4A
OUTPUT 3400V, 5,8A
Ponieważ falowników jest 20 i wszystkie będą pracowały jednocześnie pod znamionowym obciążeniem, wtedy prąd fazowy będzie wynosił 20 * 6,4A = 128 A
Moc pobierana całego układu będzie więc wynosiła:
P = 3UI*cosfi = 3 * 230V * 128A * 1 = 88,3 kW
Tymczasem moc silników wynosi 20 * 2,2kW = 44 kW
Jaki właściwie popłynie natężenie prądu przewodami zasilającymi szafę, bo licząc na podstawie mocy zainstalowanej mamy 20 * 2,2kW / 3 * 230V = 63A a sumując prądy znamionowe otrzymaliśmy 128A czyli dwukrotnie więcej.
Skąd bierze się taka różnica? Wiadomo że nie ma urządzeń o 100% sprawności ale tu mi wychodzi sprawność całego układu na poziomie 49%!
IMHO to akurat zależne jest od obciążenia silników. Prąd nominalny to nie jest prąd obciążenia. Przy układzie 20 silników jest mało prawdopodobne że wszystkie pracują na nominalnym obciążeniu.
P.S. Czy to jakaś nowa konstrukcja silnika który pobiera tylko moc czynną? bo jakoś mi nie pasuje to porównanie mocy
Witam
Kolego Ty liczysz moc na fazę, a później ją potrajasz wiec Towje założenia są błędne. Silnik 2,2kW ma na fazę ok 5A więc 20 szt jak łatow przeliczyć weźmie na fazę 100A, a falownik 6,4A (20x6,4=128A) na fazę, różnica prądów to strata (28A). Więc sprawność ale całego układu (do wału silnika) wyniesie jakieś 80%.
A co to za nowa metoda określania sprawności układu poprzez porównywanie tabliczek znamionowych żródła i obciążenia ??? To może ktoś mi w ten sposób określi jaka jest sprawność układu złożonego z transformatora o prądzie znamionowym 500A do którego przyłączony jest silnik o prądzie znamionowym 50 A i proszę o wyjaśnienie gdzie podział się pozostały prąd o wartości 450A bo przecież źródło dało 500A a odbiornik pobrał 50A
Hm no w sumie racja. W takim razie jak obliczyć pobór mocy przez falowniki?
A czemu miałoby być to mało prawdopodobne? Niech będą to silniki napędzające np. wentylatory przewietrzające tunel. Wszystkie mają procować z mocą nominalną więc i pobierają moc nominalną.
Energia bierna przepływa tylko pomiędzy falownikiem a silnikiem. Falowniki mają bardzo dobry cosfi zbliżony do 1.
Liczę z wzoru dla odbiornika 3 fazowego symetrycznego, do znalezienia np na wikipedii.
W takim razie moc strat będzie wynosić 28A * 230V * 3 = 19kW! A plotka głosi że układy z falownikami pozwalają oszczędzać energię… Z tego by wynikało, że w przypadku pracy z obciążeniami nominalnymi mamy bardzo duże marnotrawstwo energii!
To trochę nie tak… Panowie !
Musielibyśmy mieć więcej danych żeby ocenić zarówno straty jak i oszczędności.
Przy sterowaniu “skalarnym” U/f i obniżeniu częstotliwości (np. pompy czy wentylatory z regulatorami PID), gdzie tak naprawdę częstotliwość cały czas oscyluje przy wartościach granicznych-zadanych. Zmniejszenie kosztów energii jest łatwe do oszacowania… i dochodzić może do 40-50%…
Inaczej jest z falownikami napędzającymi maszyny z ciężką pracą. Tu zmniejszenie zużycia energii jest dużo mniejsze. Oczywiście są układy z odzyskiem energii na szynę DC (przy pracy z wieloma falownikami) lub do sieci (duże masy no. wirówki w cukrowniach).
Panowie, poszerzyłem troszkę swoją wiedzę i doszedłem do następujących wniosków, prosiłbym o weryfikację:
Dane silnika:
silnik 2,2kW, prąd znamionowy 5A, cos fi 0,81
(wg rzeczywistej tabliczki znamionowej silnika produkcji ABB)
Silnik pobiera przy obciążeniu znamionowym:
S = 3 * U * I = 3 * 230V * 5A = 3,5kVA
P = 3 * U * I * cos fi = 3 * 230V * 5A * 0,81 = 2794W
Falownik Lenze ESMD222L4TXA (dla silnika 2,2kW) przy obciążeniu prądem nominalnym, przy częstotliwości kluczowania 4kHz ma straty na poziomie 84W wg karty katalogowej. Nie uwzględniamy oszczędności energii związanych z obniżeniem prędkości pracy (przyjmujemy najgorszy przypadek).
Współczynnik mocy cos fi falownika przyjmujemy 0,92, taką informację dostałem nie wiem na ile to odzwierciedla rzeczywistość.
Moc czynna pobierana przez falownik z sieci będzie więc wynosiła Psilnika + Pstrat = 2794W + 84W = 2878W ≈ 2,9kW
Moc pozorna S = P/cosfi = 2878W / 0,92 = 3128VA
Sprawność całego układu wyniesie więc 2200/2878 = 76,4%, przy czym 87% strat wydzieli się w silniku.
Natężenie prądu pobieranego przez falownik z sieci wyniesie
I = P / (3 * U * cos fi) = 2,9kW / (3 * 230V * 0,92) = 4,56A
Mnożąc powyższe wartości razy 20 otrzymamy wartości dla całej grupy falowników.
Kolego, moc silnika to P=√3UIcosφη i zawsze tak jest.
(…) /Reklamę sklepu wykasowałem zgodnie z regulaminem/ STANCA
Więc nie mów że nie ma czegoś takiego jak sprawność.
Wzór który podałeś określa moc mechaniczną na wale.
Pm=√3UIcosφη
Wzór według którego ja liczę określa moc elektryczną.
Pe=√3UIcosφ
Po podstawieniu Pm=Peη czyli się zgadza.
A na tabliczce znamionowej wklejonej wyżej nie ma sprawności (no chyba że ja jej nie widzę?)
S=sqrt((Pe +Pf)^2 +(√3UIsinφ)^2)
Pf - straty falownika
Icalkowite =S/(√3U)
Wraz ze wzrostem kluczowania IGBT rosną straty falownika.
Dlatego też prąd nominalny falownika jest zawsze trochę większy od prądu nominalnego silnika.
Jeżeli jest to tylko rozruch a później praca przy znamionowym napięciu - to może wystarczy 20 softstartów, ewentualnie w przypadku kiedy rozruch nie musi być jednoczesny wystarczy jeden softstart (ew. falownik),trochę styczników i jakiś prosty PLC. Jeżeli rozruch wszystkich musi być jednoczesny - dlaczego nie zastosować jednego falownika/startera o odpowiedniej mocy i równoległego połączenia odbiorów ? Koszty takiego rozwiązania zdecydowanie niższe - chyba, że pytanie jest czysto teoretyczne.
Witam,
jeżeli chodzi o dane z “tabliczki” falownika to podany tam prąd jest wartością chwilową-maksymalną, przy nominalnym obciążeniu falownika i jest to wartość prądu zazwyczaj większa niż znamionowy prąd silnika, przy doborze (chorym zresztą) “moc” falownika = mocy silnika.
Jeszcze ciekawiej wygląda sprawa zabezpieczenia zwarciowego prostych falowników, proszę spojrzeć jakie wartości zazwyczaj są zalecane przez producenta w takich instalacjach.
Polecam podłączyć falownik z pomiarem (niezależnym) poboru prądu, przy obciążeniu nominalnym silnika i porównać z odczytem prądu na falowniku.
pozdrawiam
Parametrem “konstrukcyjnym” falownika jest prąd i falowniki należy dobierać patrząc tylko i wyłącznie na prąd znamionowy. Następnie dobieramy typ obciążenia stałomomentowy (150/160%) lub zmiennomomentowy(110%). Moc falownika jest wyliczana dla prądu w zależności od dobranego typu oraz dla pewnego przyjętego współczynnika mocy(jest podany w danych technicznych falownika) i napięcia.
bo jakoś mi nie pasuje to porównanie mocy 
