Формула расчёта КПД двигателя
КПД обозначают буквой η и определяют как отношение полезной механической мощности на валу P₂ к потребляемой активной электрической мощности P₁. Результат умножают на сто, чтобы получить проценты.
Если двигатель отдаёт 3,0 кВт и берёт из сети 3,4 кВт, то η = 3,0 ÷ 3,4 ≈ 88,24 %. Потери, выделяющиеся в виде тепла, равны 3,4 − 3,0 = 0,4 кВт.
Откуда берутся потери
В двигателе выделяют потери в меди обмоток, зависящие от тока, потери в стали сердечника от перемагничивания, механические потери на трение и вентиляцию и добавочные потери. Все они превращаются в тепло.
Поэтому даже эффективный двигатель нагревается при работе, а мощность охлаждения закладывается в конструкцию корпуса и вентилятора.
КПД и загрузка двигателя
Максимальный КПД двигатель обычно показывает вблизи номинальной нагрузки. При сильной недогрузке потери в стали остаются почти прежними, а полезная мощность падает, поэтому КПД уменьшается.
Это одна из причин не выбирать двигатель с большим запасом по мощности без необходимости: недогруженный привод работает менее экономично.
Классы энергоэффективности
Производители указывают КПД двигателя на шильдике и относят двигатели к классам энергоэффективности, обозначаемым буквами IE. Чем выше класс, тем выше КПД при одинаковой мощности.
Сравнивая двигатели, сопоставляйте КПД при одинаковой мощности и нагрузке, указанных в паспорте. Конкретные требования к классам зависят от региона и действующих документов.
Как получают входные данные
Мощность на валу номинального режима приведена на шильдике. Потребляемую мощность определяют измерением напряжения, тока и коэффициента мощности подходящим прибором, а для трёхфазного двигателя она зависит от всех трёх параметров.
Такие измерения проводят на действующей электроустановке, и выполнять их должен квалифицированный специалист с соответствующим допуском и приборами. Самостоятельно вскрывать щиты и подключаться к питающим цепям нельзя.
Как использовать значение КПД
Зная КПД и мощность на валу, можно оценить потребляемую мощность: P₁ = P₂ ÷ η. Для двигателя 5,5 кВт с КПД 90 % это около 6,1 кВт, и именно такая мощность определяет нагрузку на сеть и сечение питающего кабеля.
Разница в КПД на несколько процентов кажется небольшой, но для двигателя, работающего круглосуточно, она превращается в значимые киловатт-часы за год. Поэтому для долгоработающих приводов КПД считают в числе главных параметров выбора.
Границы страницы
Калькулятор не измеряет мощности и не проверяет, что они относятся к одному режиму. Если введены разные единицы или мощность на валу превышает потребляемую, результат окажется бессмысленным.
Расчёт ориентировочный и не заменяет паспорта двигателя, испытаний и экспертизы. Проект привода и выбор двигателя согласуйте с квалифицированным инженером.
Формула расчёта
η = P₂ ÷ P₁ × 100 %; потери = P₁ − P₂
Проверенные примеры
Двигатель отдаёт на валу 3,0 кВт и потребляет 3,4 кВт. Каков КПД?
3,0 ÷ 3,4 × 100 % ≈ 88,24 %, потери составляют 0,4 кВт.
Мощность на валу 11 кВт, потребление 12,2 кВт. Каков КПД?
11 ÷ 12,2 × 100 % ≈ 90,16 %.
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Выразите обе мощности в киловаттах: полезную на валу и потребляемую из сети.
- Введите мощность на валу в первое поле, потребляемую — во второе.
- Нажмите «Вычислить» и прочитайте КПД в процентах.
- Потери определите вычитанием: P₁ − P₂.