Diskuse Elektrika.cz

Školní úkol ve znění:
Jaký maximální výkon čerpadla poháněného třífázovým motorem lze připojit šnůrou 4x1mm o délce 10m.
Mám nějakou svoji představu o jednoduchém výpočtu, nicméně rád bych poprosil zdejší odborníky o názor.

Začal bych tím, že chci znát parametry dané šňůry. Takže pokud to vemu:
NKT H05VV-F 4x1 povolené zatížení na vzduchu je 17A.
H07RN-F 4x1 povolené zatížení na vzduchu je 10A.
(podle normy je teplota vzduchu tuším 30°C)

to bych bral jako absolutní strop a dále bych začal škrtat

Další co potřebuji je maximální úbytek napětí, aby se motor rozběhl odhad 5%

Cu 1mm2 19,5 Ohm/km (tabulka NKT)
R=0,2Ohm (jedna cesta 10m zapojení hvězda nebo trojúhelník)
5% z 400V je 20V => omezení kvůli rozběhovému proudu 20/0,2=100A
Záběrný proud je =8-10In 100/10 => 10A výkon motoru 3*230*10*0,85=5,5kW

Osobně bych dal ještě nějaký koeficient na časté rozběhy a řekl bych, že v řadě je motor 4kW.

A ještě bych připsal, že kabel nesmí být vystaven přímému slunečnímu svitu.

Osobně bych použil 4x1mm2 max na motor do 1kW.

Oprášil jsem svůj plechový computer ze Sfinxu České Budějovice
a problém jsem mu zadal.

Na monitoru mi vyskočilo toto:

 :)

Pokud je to školní úkol,  nesplnil jste zadání (délka 10 m) a neuvedl jste výkon motoru, přičemž výkon čerpadla (mech.) může být max. roven výkonu motoru.
Poznámka:
Příklad je odtržený od praxe (dané čerpadlo, řeší se připojení a jištění).

Á kolega Hudec, to si neodpustím mu zamotat hlavu.

Ukážu, jak jsou okrajové podmínky u pohonů zákeřné.

Co nebylo řečeno:
- typ čerpadla (objemové, rychlostní...)
- výtlak čerpadla (volný, protitlak, klapka, škrcení, obtok...)
- třída efektivity motoru (IE3...)
- otáčky motoru
- výkon motoru
- momentová třída motoru KL
- čerpané médium a jeho teplota
- typ a kladení kabelu (šňůry)


Například jeden z nejpříznivější ch případů je odstředivé čerpadlo vody bez protitlaku, otáčky 1500t/min,  motory Siemens s nízkou efektivitou (a malým proudem při záběru).

U pohonu odstředivého čerpadla vody je kvadratická závislost zátěžného momentu na otáčkách.  Prakticky do 40% otáček si vezme čerpadlo jen 20% jmenovitého momentu. V podstatě naprosto lehký rozběh (stále mluvíme o stavu bez protitlaku vody).
Dále u takového motoru s 1500ot/min a momentovou třídu KL=16 je provozní i záběrový moment s kvadratickou závislostí na napájecím napětí. Při takové charakteristic e zátěže a potřebném 20% záběru se bez problému motor rozeběhne i při napětí 180V místo 400V. Při pouhém 5% pokledu napětí má takový motor záběrový moment 160% momentu jmenovitého.
Z toho vyplývá, že se v takovém případě vůbec nemá cenu zabývat úbytkem napětí na přívodu pro záběrový proud, ale jen úbytkem provozním.

Pro  5% úbytek z 400V na 380V a 10m vedení by musel být provozní proud kabelem někde k 90A.
Takže se nemusíme u těch 10m zabývat ani provozním úbytkem na vedení.

Tudíž jediným omezením  je mezní proud kabelem daný výrobcem a kladení kabelu.
Maximálně z něj dostaneme 10 resp 17A (a to pominu že to může být šňůra se silikonovou teflonovou nebo skleněnou izolací).

Když sfáráme do katalogu motorů Siemens najdeme:
Do 10A jmenovitého proudu na 400V od Siemense ve starší řadě 1LA7 IE1 KL16 a 1500ot/min je 4kW motor. Do 17A 7,5kW motor.

Na 3x1mm2 PVC šňůru je možné zapojit 4kW motor resp u druhého typu šňůry NKT 7,5kW motor odstředivého čerpadla ;).  

Odhadem:

Pčmax = Inš x Us

Inš = Pčmax/Us
 
Pčmax - maximální výkon na čerpadle [W]
Inš      - jmenovitý proud šňůry [A]
Us       - sdružené napětí [V]

Pravděpodobně je to školní úloha. Nic nemůže být vzdálenější realitě.

Teoreticky zadny, protoze na silove obvody se v instalacich smi pouzit kabel s min prurezem 1,5mm.
U strojnci zarizeni si nejsem jisty, jestlo to plati taktez.   ;)

Pánové (Zde někdo nečetl pravidla! To musí někdo opravit a opozdí to zveřejnění!).
Dám vědět jak jste v testu dopadli :)

::) Ppohyblivý přívod je součástí instalace?

Žádný (tj. nulový). Výkon čerpadla se přenáší potrubím a ne elektrickou šňůrou  :)

Na opačném pólu spektra možných odpovědí by pak mohlo být toto:
Pokud jako jediný omezující faktor vezmeme dovolený proud I_n jedné každé ze 3 pracovních žil, pak při sdruženém napětí třífázové sítě U_n lze k pohonu čerpadla přivést výkon max. U_n*I_n*√3. Pokud si však uvědomíme, že dovolené proudové zatížení kabelu je dáno ztrátovým výkonem na 1 m délky kabelu, lze (z fyzikálního hlediska) zvážit využití čtvrtého vodiče v kabelu rovněž k přenášení výkonu (kabelem povedeme pouze fázové vodiče, ochranný vodič bude řešen jinak). Spojíme tedy dva vodiče paralelně, a dovolené proudové zatížení v každé fázi nám stoupne v poměru √(3/2,5) tj. cca 1,1x a dostáváme se ke vzorečku U_n*I_n*3/√2,5  (dance)

V reálném životě to pak bude něco mezi těmito dvěma extrémy. Záleží na tom, čím se dále necháme omezit. ČSN, sortiment vyráběných motorů a čerpadel, uložení kabelu, provozní režim...

Obávám se že odbornost výkladu tvého a p.Kurky poněkud převyšuje možnosti pochopení zadávajícího učitele (dance)

Takže "dle školních osnov" 4kW.

Hmmm, před 60 léty nás na učňáku učili, že na 1 mm² pro kabely se počítá 4 A a na krátké šnůry a provizorky 10 A. A v praxi jsme to vždy takto řešili....
takže ty školní osnovy nejsou nejhorší.

Inš = Pčmax/Us = 4000/400 = 10A