电动机短时过载容量计算

《通用用电设备配电设计规范》GB 50055-2011目录前言1总则2电动机2.1 电动机的选择2.2 电动机的起动2.3 低压电动机的保护2.4 低压交流电动机的主回路2.5 低压交流电动机的控制回路2.6 3kV～10kV电动机3起重运输设备3.1 起重机3.2 胶带输送机运输线3.3 电梯和自动扶梯4电焊机5电镀6蓄电池充电7静电滤清器电源8室内日用电器本规范用词说明引用标准名录前言前言本规范是根据原建设部《关于印发<二OO二～二OO三年度国家标准制订、修订计划>的通知》(建标[2003]102号)的要求，由中国新时代国际工程公司会同有关单位在原《通用用电设备配电设计规范》GB 50055—93的基础上进行修订而成的。

本规范在修订过程中，编制组进行了广泛的调查研究，总结了原规范在使用过程中的经验，结合科学技术和生产力的发展水平，本着“统一、协调、简化、优选”的原则进行修订，并征求了广大设计、科研、生产等各有关单位的意见，最后经审查定稿。

本规范共分8章，主要内容包括总则、电动机、起重运输设备、电焊机、电镀、蓄电池充电、静电滤清器电源及室内日用电器等。

本次修订的主要内容是：①将各章节中的适用范围统一调整到总则；②原规范规定的3kW以上的连续运行的电动机宜装设过载保护调整为连续运行的电动机宜装设过载保护；③放宽了低压断路器和符合要求的隔离开关用于电动机的控制电器的使用；④将"3kV～10kV电动机”单列一节；⑤在“起重机”中增加了“铜质刚性滑触线”的使用；⑥在原规范“日用电器”中增加了“特殊场所”插座安装形式的要求；⑦对原规范的主要技术内容进行了补充、完善和必要的修改。

本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。

本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，中国机械工业联合会负责日常管理，中国新时代国际工程公司负责具体技术内容的解释。

请各单位在执行本规范过程中，注意总结经验，积累资料，并及时将意见、建议和有关资料反馈给中国新时代国际工程公司(地址：陕西省西安市环城南路东段128号。

电动机选择和容量计算电动机选择和容量计算电动机的选择和容量计算电动机选择的基本要求（GB__－93,第2.2.1条）：电动机的工作制、额定功率、堵转转距、最小转距、最大转距，转速及其调节范围等电气和机械参数，应满足电动机所拖动的机械（以下简称机械）在各种运行方式下的要求。

1.电动机的类型选择电气传动系统由电动机、电源装置和电气传动控制系统三部分组成。

经常使用的电动机类型可以分为：笼型电动机异步电动机交流电动机绕线型电动机普通同步机励磁同步电动机无换向器电动机磁阻电动机永磁并激（他励）串激（串励）直流电动机复激（复励）永磁直流电动机（小功率）常用的电动机类型及各类电动机的比较如下：(1) 笼型电动机：结构简单、耐用、可靠、易维护、价格低、特性硬，但起动和调速性能差，起动时的功率因数低（0.25左右），一般无调速要求的机械应广泛采用。

在变频电源供电的情况下可变频调速。

变极多速电动机，可分级调速，但体积大，价格较贵。

笼型电动机的自然机械特性如图1所示。

图1常用的表达式为：M=2McrSScr ScrS电动机选择和容量计算式中M―电磁转矩（N-m）;Mcr―临界转矩（N-m）; S―转差率；Scr―临界转差率。

(2)绕线型电动机：因有滑环，结构复杂，维修麻烦，价格比较贵。

但由于它的起动力矩大，起动时的功率因数高，且可进行小范围的速度调节，控制设备也简单，故适用于电网容量小，起动次数多的机械，如起重机上的机械设备。

此外，绕线型电动机也用于需要软化特性的机械，如带飞轮的剪断机等。

绕线型电动机的自然机械特性和表达式与笼型机相同。

（3）同步电动机：恒转速输出，功率因数可调，价格贵，一般只在不需要调速的高电压、大容量的机械上采用，以改善并提高电网的功率因数，如鼓风机、空压机及水泵等设备。

但是，近年来，随着变频技术的发展，高电压、大容量的同步机已广泛用于冷、热轧机的主传动上，其优点是：a. 功率因数高，效率高，因此需要的变频装置的容量小。

施工临时用电负荷计算方法施工手册Pjs1=KxXPeQjs1=Pjs×tgΦSjs=(P2+Q2)1/21塔式起重机组塔式起重机组为10台塔吊，其中QTZ5010型号9台，35KW/台；QTZ40型号1台，25KW/台，即Pe1=435KW0查表得Kx=O.3 C0SΦ=0.7tgΦ=1.02塔吊有功功率：Pjs1=KxXPe1=O.3×435=130.5KW塔吊无功功率：Qjs1=Pjs1×tgΦ=130.5×1.02=133.I1KVA2振捣组(插入式振动棒、平板式振动器)振捣组为插入式振动棒10根，每根1.1KW,平板振动器2根，每根1.5KW,共计10×1.1+2×1.5=14KW,即Pe2=14KWo查表得Kx=O.7COSΦ=O.7tgΦ=1.02振捣组有功功率：Pjs2=Kx×Pe2=0.7×14=9.8KW振捣组无功功率：Qjs2=Pjs2×tgΦ=9.8×1.02=9.996KVA3电焊机组电焊机组为6台BX3-500-2型号电焊机，每台38.6KW；2台钢结构专用电焊机，每台60KW。

共计6X38.6+2X60=351.6KW,即Pe3=351.6KW。

查表得Kx=O.45 tgΦ=1.98电焊机组有功功率：Pjs3=KxXPe3=0.45X351.6=158.22KW电焊机组无功功率：Qjs3=Pjs3XtgΦ=158.22X1.98=313.28KVA4蛙式夯机组蛙式夯机组为4台HW-60型号，每台3KW,共计4X3=12KMBPPe4=12KWo 查表得Kx=O.8COSΦ=0.8tgΦ=0.75蛙式夯机组有功功率：Pjs4=Kx×Pe4=0.8×12=9.6KW蛙式夯机组无功功率： Qjs4=Pjs4Xtg6=9.6X0.75=7.2KVA4电机组电机组(生产用水泵、预拌砂浆机、钢筋加工厂机械、消防水泵、混凝土地泵、电梯及工具)电机组为消防水泵2台，每台22KW；潜水泵5台，每台3KW；施工用水泵1台，每台IOKW；施工电梯19台，每台21KW；无齿锯10台，每台3K肌木工圆锯5台，每台3KW；直螺纹套丝机10台，每台3KW,钢筋弯曲机10台，每台3KW,钢筋切断机5台，每台3K肌钢筋调直机5台，每台14KW,混凝土地泵1台，每台22KW,手提电动工具30台，每台IKk共计2*22+5*3+1*22+19*21+10*3+5*3+10*3+10*3+5*3+5*14+1*22+30*1=722KW,即Pe5=156KW查表得KX=O.85 COSΦ=0.8tgΦ=0.75电机组有功功率：Pjs5=Kx×Pe5=0.85X722=631.7KW电机组无功功率：QjS5=Pjs5×tgΦ=631.7×0.75=460.275KVA5照明及办公照明及办公生活为：办公IOoK肌现场照明80KW,生活区150KW,共计330KW,即Pe6=270KWo照明及办公有功生活功率：Pjs6=Kx×Pe6=1×(100+80+4150)=330KW照明及办公无功生活功率：Qjs6=Pjs6×tgΦ=330XO=OKVA6总的负荷计算经过计算得出：塔吊有功功率： Pjs1=KxXPe1=O.3×435=130.5KW振捣组有功功率Pjs2=Kx×Pe2=0.7×14=9.8KW电焊机组有功功率：Pjs3=Kx×Pe3=0.45X351.6=158.22KW蛙式夯机组有功功率Pjs4=Kx×Pe4=0.8×12=9.6W电机组有功功率： Pjs5=K x×Pe5=0.85×722=631.7KW照明及办公有功功率：Pjs6=Kx×Pe6=1×(100+80+4150)=330KW总的有功功率：130.5+9.8+158.22+9.6+631.7+330=673.82KW,即∑Pjs=1269.82KWKx=O.85PjS=Kx∑Pjs=0.85X1269.82=1079.37KW经过计算得出：塔吊无功功率： QjS1=PjS1XtgΦ=130.5×1.02=133.I1KVA振捣组无功功率Qjs2=Pjs2×tgΦ=9.8×1.02=9.996KVA电焊机组无功功率Qjs3=Pjs3×tgΦ=158.22×1.98=313.28KVA蛙式夯机组无功功率Qjs4=Pjs4×tgΦ=9.6×0.75=7.2KVA电机组无功功率：Qjs5=Pjs5×tgΦ=631.7×0.75=460.275KVA照明及办公无功功率：Qjs6=Pjs6×tgΦ=330XO=OKVA总的无功功率为：133.11+9.996+313.28+7.2+460.275+0=923.86IKVA,即∑Qjs=5055KVA.Qjs=Kx∑Qjs=0.85X923.816=785.28KVA总的视在功率：Sjs=(P2+Q2)12=(1079.372+785.282),72=13380KVA 现场提供的变压器总容量为1400KVΛ,经计算变压器总容量可以满足施工用电的正常运行。

电机估算口诀已知三相电动机容量，求其额定电流口诀（c）：容量除以千伏数，商乘系数点七六。

说明：（1）口诀适用于任何电压等级的三相电动机额定电流计算。

由公式及口诀均可说明容量相同的电压等级不同的电动机的额定电流是不相同的，即电压千伏数不一样，去除以相同的容量，所得「商数」显然不相同，不相同的商数去乘相同的系数0.76，所得的电流值也不相同。

若把以上口诀叫做通用口诀，则可推导出计算220、380、660、3.6kV电压等级电动机的额定电流专用计算口诀，用专用计算口诀计算某台三相电动机额定电流时，容量千瓦与电流安培关系直接倍数化，省去了容量除以千伏数，商数再乘系数0.76。

三相二百二电机，千瓦三点五安培。

常用三百八电机，一个千瓦两安培。

低压六百六电机，千瓦一点二安培。

高压三千伏电机，四个千瓦一安培。

高压六千伏电机，八个千瓦一安培。

（2）口诀c 使用时，容量单位为kW，电压单位为kV，电流单位为A，此点一定要注意。

（3）口诀c 中系数0.76是考虑电动机功率因子和效率等计算而得的综合值。

功率因子为0.85，效率不0.9，此两个数值比较适用于几十千瓦以上的电动机，对常用的10kW以下电动机则显得大些。

这就得使用口诀c计算出的电动机额定电流与电动机铭牌上标注的数值有误差，此误差对10kW以下电动机按额定电流先开关、接触器、导线等影响很小。

（4）运用口诀计算技巧。

用口诀计算常用380V电动机额定电流时，先用电动机配接电源电压0.38kV数去除0.76、商数2去乘容量（kW）数。

若遇容量较大的6kV电动机，容量kW数又恰是6kV数的倍数，则容量除以千伏数，商数乘以0.76系数。

（5）误差。

由口诀c 中系数0.76是取电动机功率因子为0.85、效率为0.9而算得，这样计算不同功率因子、效率的电动机额定电流就存在误差。

由口诀c 推导出的5个专用口诀，容量（kW）与电流（A）的倍数，则是各电压等级（kV）数除去0.76系数的商。

直流电机功率计算公式直流电机在卷取时功率和速比的计算示例导读:就爱阅读网友为您分享以下“直流电机在卷取时功率和速比的计算示例”资讯，希望对您有所帮助，感谢您对的支持!直流电机在卷取时功率和速比的计算示例主电机参数整定值主电机z4-450-42 600kw 500/1000r/min 旧辊,280/,260×1200mm,新辊,300/,280×1250mm 传动比i1=34/34×42/18=2.3333,i2=49/20×42/18=5.7167 高速档线速度上限值v=360m/min(6m/s),低速档线速度上限值v=144m/min(2.4m/s)电机转速:高速档旧辊n=2.3333×360/?(0.28~0.26)=955~1028r/min高速档新辊n=2.3333×360/?(0.30~0.28)=891~955r/min 低速1档旧辊n=5.7167×144/?(0.28~0.26)=936~1008r/min 低速档新辊n=5.7167×144/?(0.30~0.28)=873~936r/min 线速度给定值10v对应360m/min转速给定值10v对应1028r/min设置辊径补偿，将线速度给定值换算成转速给定值线速度给定值辊径转速转速给定(m/min) (m) (r/min) (v)高 360 0.26 1028 10速 360 0.28 955 9.278911.11.49示信号2辊径转速转速反馈显示值(m)10 档 360 0.30 8.67 低 140 0.26 1008 9.8 速 140 0.28936 9 档 140 0.30 873 8 辊径补偿环节同时将转速反馈量换算成形象速度显(v)(m/min) 高 0.26 1028 360(r/min)速 0.28 9559.29 360档 0.30 8918.67 360低 0.26 10089.81 144速 0.28 9369.11 144档 0.30 8738.49 1443开卷、卷取在低速档时，碎边机工作时，轧机应置于低速档，如置于高速档应禁止运行或速度上限不允许超过144m/min。

1.对于10/0.4KV电压等级的变压器，可以考虑高压侧的短路容量为无穷大(10KV侧的短路容量一般为200~400MV A甚至更大，因此按无穷大来考虑，其误差不足10%)。

2.GB50054-95《低压配电设计规范》的2.1.2条规定：“当短路点附近所接电动机的额定电流之和超过短路电流的1%时，应计入电动机反馈电流的影响”，若短路电流为30KA，取其1%，应是300A，电动机的总功率约在150KW，且是同时启动使用时此时计入的反馈电流应是6.5∑In。

3.变压器的阻抗电压UK表示变压器副边短接(路)，当副边达到其额定电流时，原边电压为其额定电压的百分值。

因此当原边电压为额定电压时，副边电流就是它的预期短路电流。

4.变压器的副边额定电流=Se/1.732U式中Se为变压器的容量(KV A)，Ue为副边额定电压(空载电压)，在10/0.4KV时Ue=0.4KV因此简单计算变压器的副边额定电流应是:1.44～.50Se。

5.按(3)对Uk的定义，副边的短路电流(三相短路)为I(3)对Uk的定义，副边的短路电流(三相短路)为I(3)=Ie/Uk，此值为交流有效值。

6.在相同的变压器容量下，若是两相之间短路，则I(2)=1.732I(3)/2=0.866I(3)以上计算均是变压器出线端短路时的电流值，这是最严重的短路事故。

如果短路点离变压器有一定的距离，考虑到线路阻抗，短路电流将减小。

例如SL7系列变压器(配导线为三芯铝线电缆)，容量为200KV A，变压器出线端短路时，三相短路电流I(3)为7210A。

短路点离变压器的距离为100m时，短路电流I(3)降为4740A；当变压器容量为100KV A时其出线端的短路电流为3616A。

离变压器的距离为100m处短路时，短路电流为2440A。

远离100m时短路电流分别为0m的65.74%和67.47%。

所以，用户在设计时，应计算安装处(线路)的额定电流和该处可能出现的最大短路电流。

继电保护整定计算公式1、负荷计算（移变选择）：cos de Nca wmk P S ϕ∑=（4-1）式中 S ca --一组用电设备的计算负荷，kVA ；∑P N --具有相同需用系数K de 的一组用电设备额定功率之和，kW 。

综采工作面用电设备的需用系数K de 可按下式计算Nde P P k ∑+=max6.04.0 （4-2） 式中 P max --最大一台电动机额定功率，kW ；wm ϕcos --一组用电设备的加权平均功率因数2、高压电缆选择：（1）向一台移动变电站供电时，取变电站一次侧额定电流，即NN N ca U S I I 131310⨯== （4-13）式中 N S —移动变电站额定容量，kV •A ；N U 1—移动变电站一次侧额定电压，V ； N I 1—移动变电站一次侧额定电流，A 。

（2）向两台移动变电站供电时，最大长时负荷电流ca I 为两台移动变电站一次侧额定电流之和，即31112ca N N I I I =+=（4-14）（3）向3台及以上移动变电站供电时，最大长时负荷电流ca I 为3ca I =（4-15）式中 ca I —最大长时负荷电流，A ；N P ∑—由移动变电站供电的各用电设备额定容量总和，kW ； N U —移动变电站一次侧额定电压，V ；sc K —变压器的变比；wm ϕcos 、ηwm —加权平均功率因数和加权平均效率。

（4）对向单台或两台高压电动机供电的电缆，一般取电动机的额定电流之和；对向一个采区供电的电缆，应取采区最大电流；而对并列运行的电缆线路，则应按一路故障情况加以考虑。

3、 低压电缆主芯线截面的选择1）按长时最大工作电流选择电缆主截面 （1）流过电缆的实际工作电流计算① 支线。

所谓支线是指1条电缆控制1台电动机。

流过电缆的长时最大工作电流即为电动机的额定电流。

NN N N N ca U P I I ηϕcos 3103⨯== （4-19）式中 ca I —长时最大工作电流，A ；N I —电动机的额定电流，A ； N U —电动机的额定电压，V ；N P —电动机的额定功率，kW ； N ϕcos —电动机功率因数；N η—电动机的额定效率。

电机功率计算公式及实用计算步骤电动机的功率，应根据生产机械所需要的功率来选择，尽量使电动机在额定负载下运行。

选择时应注意以下两点：①如果电动机功率选得过小．就会出现“小马拉大车“现象，造成电动机长期过载．使其绝缘因发热而损坏．甚至电动机被烧毁。

②如果电动机功率选得过大，其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电网不利，而且还会造成电能浪费。

最主要的是所有传动件都会因传递功率过大，造成传动件选型过大，对于设备的投资浪费严重。

以上是我们在非标设备设计中对《电机功率计算》所出现的一些最常见，也是最严重的问题。

我们如何才能对电机功率计算得最为合理，并选择适合的电动机驱动设备呢？大家如果需要学习这方面的计算方法和选型方法，可以通过我们的官网加入学习群进入直播课程和老师进行交流。

详情参见，并下载相关资料。

根据大家在电机功率计算以及选用电机出现的问题，本人总结了以下关于电机功率计算的方法，并整理了一些资料给大家参考！以上是最常用的最终电机功率计算推导公式，但仅公是用上述公式，我们是计算不出准确的电机所需要的功率的，主要原因有以下几点：1、电机在工作过程中，输出转矩和做功分为三个部分，分为启动加速部分、正常工作部分和减速停车部分，而这三部分实际所需的转矩是不一样的。

（具体见下图）通过上图可以看出，设备在启动加速过程中，转矩是最大的。

而这一部分的时间，相对来说也是很短的，比如伺服电机、步进电机的启动很短，都是以豪秒来计算的。

所以这部分转矩是依靠电机的过载能力来启动的，大部分电机都是有短时间的过载能力。

（步进电机除外）见下图：伺服电机运行状态图及参数所以在电机功率计算过程中，至少需要计算设备的两个转矩，第一个是启动加速转矩，第二个是正常负载转矩。

根据计算数据来看电机能不能过载启动设备，如果不行，调大电机功率。

如果需要计算设备启动加速的转矩，就需要运用到计算设备的惯量等一些问题，常见机构的惯量计算方法如下图：如果需要计算到设备的正常负载，就需要运用一些方法计算设备的运行转矩，常见的一些机构转矩计算方式如下图：丝杆运行机构轮式提升机构应用实例讲解：已知：负载重量WA=10kg螺杆螺距BP=20mm螺杆直径BD=20mm螺杆长BL=0.5m机械效率η=0.9摩擦系数μ=0.1负载移动距离0.3m加减速时间ta=td=0.1s匀速时间tb=0.8s静止时间t4=1s联轴器的惯量Jc= 10x10-6 kg.m² .请选择满足负载需求的最小功率伺服电机？1、滚珠丝杆的质量：Bw=ρxV=7.9*10³*π(0.02/2)²*0.5=1.24kg2、负载部分的惯量：JL=JC+JB=JC+BW*BD²/8+WA*BP²/4π²=1.73*10^-4kg.m²3、预选电机若选200W,则JM= 0.14*10^-4kg.m²4、惯量比JL /JM =1.73/0.14=12.3<30倍(若选100W,则JM= 0.14*10^-4kg.m²,比值为33.9>30倍通常对于启动速度没有什么要求的话，可以选到小于30倍的惯量比。

高、低压开关整定计算方法：1、 1140V 供电分开关整定值=功率×0.67, 馈电总开关整定值为分开关整定值累加之和。

2、 660V 供电分开关整定值=功率×1.15，、馈电总开关整定值为分开关整定值累加之和。

3、 380V 供电分开关整定值=功率×2.00，、馈电总开关整定值为分开关整定值累加之和。

低压开关整定及短路电流计算公式1、馈电开关保护计算（1）、过载值计算：I Z =I e =1.15×∑P(2)、短路值整定计算：I d ≥I Qe +K X ∑I e(3)、效验：K=d d I I )2(≥1.5 式中：I Z ----过载电流整定值∑P---所有电动机额定功率之和I d ---短路保护的电流整定值I Qe ---容量最大的电动机额定启动电流(取额定电流的6倍)K X ---需用系数，取1.15∑I e ---其余电动机的额定电流之和P max ---------容量最大的电动机I (2)d ---被保护电缆干线或支线距变压器最远点的两相短路电流值例一、馈电开关整定：（1）型号：KBZ16-400，Ie=400A,Ue=660V,电源开关；负荷统计P max=55KW,启动电流I Qe=55×1.15×6=379.5A, ∑I e =74KW。

∑P=129KW（2）过载整定：根据公式：I Z=I e=1.15×∑P =129×1.15=148.35A取148A。

（3）短路整定：根据公式 I d≥I Qe+K X∑I e=379.5+1.15x74=464.6A取464A。

例二、开关整定：（1）、型号：QBZ-200，Ie=200A,Ue=660V,所带负荷：P=55KW。

（2）、过载整定：根据公式：I Z=I e=1.15×P=1.15×55=63.25A 取65A。

井下高压开关整定：式中：K Jx -------结线系数,取1K K -------可靠系数,通常取(1.15-1.25)取1.2K i-------电流互感器变比K f-------返回系数,取0.8Igdz-------所有负荷电流Idz---------负荷整定电流cos￠-----计算系数0.8----1P-----------所有负荷容量U----------电网电压√3--------1.732例1；高压开关屏整定:电流互感器为50/5=10、过流继电器为GL-12，Ie=5A.按变压器容量进行整定，变压器为KBSG-315/6.Igdz=P/√3*U*cos￠=315/1.732×6×0.92=32.9AIdz= Igdz×K Jx×K K /K i×K f=32.9×1×1.2/10×0.8=4.94A例2；（为BGP9L-6G高爆开关）整定:高压开关电流互感器为50/5按变压器容量为200KVA，额定电流为19.2A根据该配电装置微机高压综合保护器说明书要求：过载电流整定为20A，短路整定为180A（一般整定为额定电流的8-10倍）。