电动机容量的计算方法

雅通机电设备，柴油发电机组启动电动机容量的计算方法

柴油发电机组目前广泛使用在高层建筑、医院、通信、舰船、油田等重要场所。目前对于其容量的选择多采取估算的方法，结果往往并不准确。容量选择过小，在启动电动机时导致柴油机熄火停机或发电电压过低导致电动机根本无法启动；容量选择过大，投资和维护成本高，并且柴油机由于长期大马拉小车，造成活塞环处、喷油嘴处积炭严重，气缸磨损加剧等严重后果。本文讨论如何根据电动机启动方式、负载特性、发电机电压降曲线计算选择发电机组启动电动机最大容量。

1电网条件、电动机启动特点、负载特点

1.1电网应具备的条件

电动机启动除了要求其拖动力矩大于机械设备静力矩外，还必须保证启动时产生的电压降不致于影响电网其他设备的正常运行。电动机启动时，对电动机而言，应满足下列条件：

ａ．需频繁启动的电动机启动时，线路末端的电压降应≤10％；

ｂ．偶尔启动的电动机启动时，线路末端的电压降不宜＞15％；

ｃ．配电线路上未接其他对电压波动敏感的负荷，且能保证所拖动的机械要求的启动转矩时，线路末端的电压降允许达20％。

1.2电动机不同启动方式的特点

根据电压的平方与转矩成正比得出电动机不同启动方式的特点。

1.3负载特性

2发电机组启动电动机最大容量计算

以下只讨论启动转矩校验、全压及降压启动方式（频率不变）电动机容量计算（变频器属非线性负载，启动方式为调频调压，选择发电机容量不小于1.4×电动机功率／电动机效率即可）。

2.1启动转矩校验

因为Ｍ∝Ｕ２，则：

Ｍｑ％＝［Ｃ×（１－Δｕ％）]２×Ｋｍ

式中：Ｍｑ％—启动转矩百分比；

Ｃ—启动方式电压降系数，全压启动取１，星三角启动取0.58，自耦变压器启动0.65~0.8，

软启动器启动0.3~0.7；

Δｕ％—线路末端电压降百分比；

Ｋｍ—全压启动转矩倍数，通常取２。

以线路末端电压降为20％，风机、水泵类负载，电动机星三角降压启动，线路损耗不计为例计算：

Ｍｑ％＝［0.58×（1-0.2）]2×2＝42％＞40％，启动转矩满足要求。

2.2电动机容量计算

电动机容量计算：Ｓｅ＝Ｑｑ÷Ｋｉ×［Ｃ×（１－ΔＵ％）］２

Ｐｅ＝Ｓｅ×ｃｏｓφ×η

式中：Ｓｅ—电动机输入视在功率，ｋＶ•Ａ；

Ｐｅ—电动机额定功率，ｋＷ；

Ｑｑ—电动机启动容量，ｋＶ•Ａ；

Ｋｉ—全压启动电流倍数，取6.5；

ｃｏｓφ—电动机额定功率因数，取0.8；

η—电动机额定效率，取92％。

以斯坦福HCI1434C250kV•A发电机组为例进行计算：

根据发电机额定输出电压400V，电动机额定电压380V（电压降为发电机额定电压的5％），当线路末端（电动机输入）电压降为380V的20％，则相应发电机输出电压降为20％＋5％＝25％。查斯坦福HCI1434C发电机电压降曲线，得知电动机启动容量为380kV•A。则：Ｓｅ＝[380÷6.5×〔0.58×（1-20％)]2＝277kV•A＞250kV•A。

取Se为250kV•A(启动容量满足，只考虑稳定运行功率即可)：

Ｐｅ＝Ｓｅ×ｃｏｓφ×η＝250×0.8×0.92＝184kW

得出：发电机功率／电动机功率＝200／184＝1.09倍。

2.3将上述工况改成全压启动计算：

转矩无需校验，因降压启动转矩满足则全压启动转矩必定满足。计算电动机容量：Ｐｅ＝[380÷6.5×（1-20％）]2×0.8×0.92＝67kW

得出：发电机功率／电动机功率＝Ｓｅ×ｃｏｓφ÷Ｐｅ

250×0.8÷67≈2.99倍

3结语

上述计算仅为理想状态下柴油发电机组启动电动机的最大容量计算，实际工程运用中应考虑不同种类、型号发电机和电动机参数的差异，以及设备老化对性能的影响来最终确定发电机组容量。