金屬冷加工機床容量和電流的估算

霍大勇，張鳳蕊

HUO Da-yong1, ZHANG Feng-rui2

（1. 河南工業職業技術學院，南陽 473009；2. 南陽理工學院，南陽 473004）

0 引言

金屬冷加工設備以車、銑、刨、磨等機床為代表，這些機床的主要用電容量為主電機，占設備用電負荷的95%以上。機床上還有其他一些輔助工作用電器件，如機床照明、液壓、潤滑設施等。在進行供配電系統的設計、施工和維護中，需要計算各類線路的計算電流以確定配電導線、管線和計量儀表的規格，計算其尖峰電流以確定控制設備和保護設備。機械加工中的金屬冷加工設備是工業現場常用的設備，在工程實踐中，一些關于該類設備計算負荷和尖峰電流的估算口訣，能夠方便、快捷地解決實際問題，整理出來以備電工作業人員參考使用。

1 金屬冷加工設備組計算負荷(容量)的估算

1.1 口訣1

加數五見一

1.2 口訣含義

金屬冷加工設備組的計算負荷（即用于配電計算的總容量）是所有設備容量之和的“加數”即所有設備的容量相加；“五見一”即。用公式表示為

其中 P30設備組的計算負荷，單位千瓦

P∑設備組中所有設備的容量的代數和，單位千瓦

1.3 口訣分析

查電氣設計手冊，小批量金屬冷加工設備的需要系數(K∑)為0.16～0.2，大批量金屬冷加工設備的需要系數為0.18～0.25。在口訣2中，需要系數統一采用了0.2。這在負荷計算中是允許的。

2 單臺金屬冷加工設備容量的估算

2.1 口訣2

(單臺設備)銘牌值為標準、主電機也可取

2.2 口訣含義

單臺金屬冷加工設備的容量按照其銘牌數據為準，也可以按照機床主電機的容量作為設備的總負荷。

2.3 口訣分析

這里所指的容量在設備銘牌上所見的數據是視在功率，單位千伏安，銘牌上還可見總的額定電流。機床主電機的容量是其輸出的機械功率和額定電流，單位是千瓦和安培，也標于銘牌。之所以用主電機的容量作為機床容量估算的參考值，是因為機床的尖峰電流是主電機啟動造成的，用主電機容量做為計算基礎值比較便利，設備的計算負荷誤差能夠滿足要求。

3 按照機床的容量(計算負荷)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

金屬冷加工設備的配電線路的電流值是設備計算負荷（容量）的3倍。隱含的條件為：電流的單位為安培，設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

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

當已知的機床數據為額定電流時，用該電流值作為選線、配備開關設備的依據即可。

4 單臺設備的線路尖峰電流的估算

尖峰電流是指持續時間1～2秒的短時最大負荷電流，尖峰電流的計算值主要用于選擇熔斷器和低壓斷路器、整定繼電器和檢驗電動機的起動條件。尖峰電流是工業現場設備選擇和維護的主要技術數據。

4.1 口訣4

(單臺設備尖峰電流)20倍容量，7倍電流

4.2 口訣含義

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

用公式表示為

4.3 口訣分析

單臺用電設備的尖峰電流就是其起動電流(IST)，所以，對于單臺用電設備有

其中KST為用電設備的起動電流倍數。

對籠型異步電動機，KST=5～7，取KST=7有公式3。結合公式2，系數取整即得公式4。金屬冷加工設備的主電機主要采用三相鼠籠式異步電動機，當采用繞線式異步電動機時，KST=2～3。按照口訣4估算的尖峰電流應減少為。有口訣5

口訣5 繞線電機（尖峰電流等于鼠籠式電機尖峰電流）除以3

生產現場常用的電機為鼠籠式電機，當設備電機為繞線式異步電機時，可以按照鼠籠式電機的口訣計算尖峰電流，再按口訣5折算。口訣5用公式表示為

式5中，Ipk.R、Ipk.L分別為繞線式、鼠籠式異步電機的尖峰電流。

5 金屬冷加工機床設備組的線路尖峰電流估算

5.1 口訣6

(設備組尖峰電流)最大設備算5次，容量總和取三倍

5.2 口訣含義

金屬冷加工設備組配電線路的尖峰電流，等于把最大設備容量乘以5，再加上所有設備容量的和，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最大設備容量值，單位千瓦

P∑設備組中所有設備的容量的代數和，單位千瓦

5.3 口訣分析

按照電氣設計手冊關于用電設備組的尖峰電流計算的公式

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

當設備組中有繞線式異步電機時，通常全部按照鼠籠式電機進行估算。

6 結束語

源于工程一線的估算方法，是多年電氣作業實踐中一線諸多電工師徒傳承的實踐經驗。分析其中的理論基礎，可以去偽存真，解決工程實踐中“怎么做”和“為什么這樣做”的問題，將實踐經驗與理論知識有機地結合起來，普及機床線路容量和電流的估算方法在生產現場運行、安裝、維護中的應用，為供配電技術作業在安全生產、提高工效、豐富專業理論方面提供支持。

[1]霍大勇.380V籠型交流異步電動機額定電流與空載電流的估算[J].礦山機械,2008,20.

[2]劉介才.供配電技術[M].北京：機械工業出版社,2005.

[3]電氣工程師手冊,第二版編輯委員會,電氣工程師手冊[M].北京：機械工業出版社,2003.