霍大勇，張鳳蕊

HUO Da-yong1, ZHANG Feng-rui2

（1. 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南陽(yáng) 473009；2. 南陽(yáng)理工學(xué)院，南陽(yáng) 473004）

0 引言

金屬冷加工設(shè)備以車、銑、刨、磨等機(jī)床為代表，這些機(jī)床的主要用電容量為主電機(jī)，占設(shè)備用電負(fù)荷的95%以上。機(jī)床上還有其他一些輔助工作用電器件，如機(jī)床照明、液壓、潤(rùn)滑設(shè)施等。在進(jìn)行供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)中，需要計(jì)算各類線路的計(jì)算電流以確定配電導(dǎo)線、管線和計(jì)量?jī)x表的規(guī)格，計(jì)算其尖峰電流以確定控制設(shè)備和保護(hù)設(shè)備。機(jī)械加工中的金屬冷加工設(shè)備是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常用的設(shè)備，在工程實(shí)踐中，一些關(guān)于該類設(shè)備計(jì)算負(fù)荷和尖峰電流的估算口訣，能夠方便、快捷地解決實(shí)際問題，整理出來以備電工作業(yè)人員參考使用。

1 金屬冷加工設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷(容量)的估算

1.1 口訣1

加數(shù)五見一

1.2 口訣含義

金屬冷加工設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷（即用于配電計(jì)算的總?cè)萘浚┦撬性O(shè)備容量之和的“加數(shù)”即所有設(shè)備的容量相加；“五見一”即。用公式表示為

其中 P30設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，單位千瓦

P∑設(shè)備組中所有設(shè)備的容量的代數(shù)和，單位千瓦

1.3 口訣分析

查電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，小批量金屬冷加工設(shè)備的需要系數(shù)(K∑)為0.16～0.2，大批量金屬冷加工設(shè)備的需要系數(shù)為0.18～0.25。在口訣2中，需要系數(shù)統(tǒng)一采用了0.2。這在負(fù)荷計(jì)算中是允許的。

2 單臺(tái)金屬冷加工設(shè)備容量的估算

2.1 口訣2

(單臺(tái)設(shè)備)銘牌值為標(biāo)準(zhǔn)、主電機(jī)也可取

2.2 口訣含義

單臺(tái)金屬冷加工設(shè)備的容量按照其銘牌數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，也可以按照機(jī)床主電機(jī)的容量作為設(shè)備的總負(fù)荷。

2.3 口訣分析

這里所指的容量在設(shè)備銘牌上所見的數(shù)據(jù)是視在功率，單位千伏安，銘牌上還可見總的額定電流。機(jī)床主電機(jī)的容量是其輸出的機(jī)械功率和額定電流，單位是千瓦和安培，也標(biāo)于銘牌。之所以用主電機(jī)的容量作為機(jī)床容量估算的參考值，是因?yàn)闄C(jī)床的尖峰電流是主電機(jī)啟動(dòng)造成的，用主電機(jī)容量做為計(jì)算基礎(chǔ)值比較便利，設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷誤差能夠滿足要求。

3 按照機(jī)床的容量(計(jì)算負(fù)荷)估算線路額定電流

3.1 口訣3

三倍容量得電流

3.2 口訣含義

金屬冷加工設(shè)備的配電線路的電流值是設(shè)備計(jì)算負(fù)荷（容量）的3倍。隱含的條件為：電流的單位為安培，設(shè)備的容量用功率表示，單位為千瓦，線路的額定電壓為380伏，線路為三相交流供電。可以表示為公式2

3.3 口訣分析

設(shè)備容量以千瓦計(jì)，則(P的單位為瓦特，P*的單位為千瓦)；得到口訣3中的估算關(guān)系I=3P* ，即公式2。

當(dāng)已知的機(jī)床數(shù)據(jù)為額定電流時(shí)，用該電流值作為選線、配備開關(guān)設(shè)備的依據(jù)即可。

4 單臺(tái)設(shè)備的線路尖峰電流的估算

尖峰電流是指持續(xù)時(shí)間1～2秒的短時(shí)最大負(fù)荷電流，尖峰電流的計(jì)算值主要用于選擇熔斷器和低壓斷路器、整定繼電器和檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)條件。尖峰電流是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備選擇和維護(hù)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。

4.1 口訣4

(單臺(tái)設(shè)備尖峰電流)20倍容量，7倍電流

4.2 口訣含義

單臺(tái)金屬冷加工設(shè)備的配電線路的尖峰電流值是設(shè)備容量的20倍，設(shè)備額定電流的7倍。隱含的條件同口訣3，且電機(jī)為鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。

用公式表示為

4.3 口訣分析

單臺(tái)用電設(shè)備的尖峰電流就是其起動(dòng)電流(IST)，所以，對(duì)于單臺(tái)用電設(shè)備有

其中KST為用電設(shè)備的起動(dòng)電流倍數(shù)。

對(duì)籠型異步電動(dòng)機(jī)，KST=5～7，取KST=7有公式3。結(jié)合公式2，系數(shù)取整即得公式4。金屬冷加工設(shè)備的主電機(jī)主要采用三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)采用繞線式異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，KST=2～3。按照口訣4估算的尖峰電流應(yīng)減少為。有口訣5

口訣5 繞線電機(jī)（尖峰電流等于鼠籠式電機(jī)尖峰電流）除以3

生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)常用的電機(jī)為鼠籠式電機(jī)，當(dāng)設(shè)備電機(jī)為繞線式異步電機(jī)時(shí)，可以按照鼠籠式電機(jī)的口訣計(jì)算尖峰電流，再按口訣5折算?？谠E5用公式表示為

式5中，Ipk.R、Ipk.L分別為繞線式、鼠籠式異步電機(jī)的尖峰電流。

5 金屬冷加工機(jī)床設(shè)備組的線路尖峰電流估算

5.1 口訣6

(設(shè)備組尖峰電流)最大設(shè)備算5次，容量總和取三倍

5.2 口訣含義

金屬冷加工設(shè)備組配電線路的尖峰電流，等于把最大設(shè)備容量乘以5，再加上所有設(shè)備容量的和，乘以3。隱含的條件同口訣3。

用公式表示為

其中 Ipk線路的尖峰電流，單位安培

Pmax最大設(shè)備容量值，單位千瓦

P∑設(shè)備組中所有設(shè)備的容量的代數(shù)和，單位千瓦

5.3 口訣分析

按照電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)關(guān)于用電設(shè)備組的尖峰電流計(jì)算的公式

其中的K∑為設(shè)備的同期系數(shù)，取值范圍0.7～1；Ie.i為各臺(tái)設(shè)備的額定電流；IST.max為最大容量設(shè)備的起動(dòng)電流；為設(shè)備組中除最大設(shè)備之外其他設(shè)備的額定電流之和。取 K∑=1，根據(jù)公式2有這里取IST.max=18 Pmax代入式7，即得公式6。顯然口訣6和理論計(jì)算時(shí)相符的。

當(dāng)設(shè)備組中有繞線式異步電機(jī)時(shí)，通常全部按照鼠籠式電機(jī)進(jìn)行估算。

6 結(jié)束語(yǔ)

源于工程一線的估算方法，是多年電氣作業(yè)實(shí)踐中一線諸多電工師徒傳承的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。分析其中的理論基礎(chǔ)，可以去偽存真，解決工程實(shí)踐中“怎么做”和“為什么這樣做”的問題，將實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與理論知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來，普及機(jī)床線路容量和電流的估算方法在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行、安裝、維護(hù)中的應(yīng)用，為供配電技術(shù)作業(yè)在安全生產(chǎn)、提高工效、豐富專業(yè)理論方面提供支持。

[1]霍大勇.380V籠型交流異步電動(dòng)機(jī)額定電流與空載電流的估算[J].礦山機(jī)械,2008,20.

[2]劉介才.供配電技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005.

[3]電氣工程師手冊(cè),第二版編輯委員會(huì),電氣工程師手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2003.