Калькулятор мощности трёхфазной сети

Полная мощность	11,0851 кВА
Реактивная, \|Q\|	6,6511 квар
Напряжение фазы нагрузки	230,9401 В
Ток фазы нагрузки	16 А

Сколько мощности дают три фазы

Электродвигатель с рёбрами охлаждения, клеммной коробкой и выступающим валом

При межфазном напряжении 400 В, токе 16 А и cos φ = 0,8 симметричная трёхфазная нагрузка потребляет около 8,87 кВт активной мощности. Простое умножение 400 × 16 даст другой ответ: в трёхфазной цепи нужно учесть сдвиг фаз и коэффициент мощности. Причём 16 А здесь означает ток в каждом линейном проводе, а не сумму трёх показаний.

Калькулятор решает задачу в обе стороны: находит мощность по известному току или ток по мощности. Для двигателя есть отдельные режимы с КПД. Они различают электрическое потребление и механическую мощность на валу. Вводите действующие значения напряжения и тока для одного рабочего режима. Например, нельзя соединять ток при полной нагрузке с коэффициентом мощности на холостом ходу.

Расчёт применим к симметричной нагрузке с синусоидальными напряжениями и токами. Это полезная модель для проверки исходных данных, но не готовый проект электроснабжения. Она не определяет сечение кабеля, номинал автомата, допустимость подключения или пусковой ток.

Как связаны кВт, кВА и квар

Активная мощность P измеряется в киловаттах: она превращается в тепло, свет и механическую работу. Полная мощность S измеряется в киловольт-амперах и связана с напряжением и током. При cos φ = 0,8 нагрузке с активной мощностью 8 кВт соответствует полная мощность 10 кВА. Эти числа нельзя подставлять друг вместо друга.

Для трёх одинаково нагруженных фаз расчёт выглядит так:

\begin{aligned}S&=\frac{\sqrt{3}\,U_{\text{л}} I_{\text{л}}}{1000}\\[6pt]P&=S\cos\varphi\end{aligned}

Здесь U_л обозначает межфазное напряжение в вольтах, I_л обозначает ток линии в амперах. Деление на 1000 переводит результат в кВА и кВт. Коэффициент √3 приблизительно равен 1,732. Он возникает из соотношения фазных и линейных величин при сдвиге фаз на 120°, а не из округлённого правила «умножить на три».

Реактивная мощность описывает обмен энергией с электрическим и магнитным полями. Калькулятор показывает её модуль в квар:

|Q|=S\sqrt{1-\cos^2\varphi}

При cos φ = 1 реактивная составляющая равна нулю, а P и S численно совпадают. Сам cos φ не определяет знак Q: для этого нужно знать характер нагрузки. Поэтому положительное число в строке «Реактивная, |Q|» не означает автоматически индуктивную нагрузку.

Как найти ток и учесть КПД двигателя

Если известна общая электрическая активная мощность P в кВт, ток одного линейного провода находится обратным расчётом:

I_{\text{л}}=\frac{1000P}{\sqrt{3}\,U_{\text{л}}\cos\varphi}

При cos φ = 0 делить на коэффициент нельзя. По одной нулевой активной мощности невозможно определить ток чисто реактивной нагрузки: он может быть ненулевым. В прямом режиме такой случай допустим, поскольку ток уже известен.

У двигателя мощность на валу P₂ меньше электрического потребления P₁ на величину потерь. Их связывает КПД η: P₂ = P₁ × η. Например, 90% в формуле записывают как 0,9. Для поиска потребления мощность на валу делят на КПД; для поиска мощности на валу электрическую мощность умножают на него.

Указанные на шильдике киловатты двигателя обычно относятся к номинальной механической мощности. Поэтому для расчёта тока по ним нужен режим «Ток двигателя», а не «Ток по мощности». Различие между выходной мощностью, потреблением и нагрузкой разобрано в руководстве Министерства энергетики США по нагрузке и КПД электродвигателей.

Примеры для оборудования и мастерской

Во всех примерах ниже нагрузка симметрична, а коэффициенты заданы для рассматриваемого режима. Начальные 400 В, cos φ = 0,8 и КПД 90% в форме служат примером, а не универсальными параметрами оборудования.

🔥 Трёхфазный нагреватель. Для идеализированного резистивного нагревателя на 9 кВт при 400 В и cos φ = 1 получится 12,99 А. При непрерывной работе восемь часов он использует 72 кВт·ч. Если термостат отключает нагрев, расход будет меньше и зависит от фактического времени включения. Для перевода энергии в деньги пригодится калькулятор стоимости электроэнергии.

⚙️ Двигатель с мощностью на валу 7,5 кВт. При КПД 90% его электрическая активная мощность равна 7,5 / 0,9 ≈ 8,33 кВт. Если напряжение составляет 400 В, а cos φ = 0,8, расчётный ток равен 15,04 А. Потери двигателя составляют около 0,83 кВт. Подстановка 7,5 кВт как электрического потребления занизила бы ток до 13,53 А.

📉 Тот же расход мощности при другом cos φ. Нагрузка потребляет 10 кВт при 400 В. С коэффициентом 0,7 ей соответствует ток 20,62 А, а с коэффициентом 0,95 получается 15,19 А. Активная мощность в обоих расчётах остаётся 10 кВт. Снижение тока не означает, что потребитель стал превращать в полезную работу на 3 кВт больше: коэффициент мощности и КПД отвечают на разные вопросы.

🔌 Оборудование с обозначением 30 кВА. При cos φ = 0,8 этому значению соответствует 24 кВт активной мощности. При 400 В линейный ток равен 30 × 1000 / (√3 × 400) ≈ 43,30 А. Для проверки в форме можно ввести 24 кВт и cos φ = 0,8. Но эта арифметика не подтверждает, что конкретный генератор выдержит пуск двигателя: его ограничения проверяют отдельно.

🔎 380 или 400 В в исходных данных. При заданных 10 кВт и cos φ = 0,8 напряжению 380 В соответствует ток 18,99 А, а 400 В соответствует 18,04 А. Калькулятор не выбирает напряжение за вас: используйте данные нужной сети и режима. Это сравнение при постоянной активной мощности; оно не предсказывает, как изменится мощность реального нагревателя при изменении напряжения.

🔺 Звезда и треугольник при одинаковых линейных величинах. Зададим 400 В, 12 А и cos φ = 0,8. В обоих случаях активная мощность равна 6,65 кВт. У звезды на одной фазе нагрузки будет 230,94 В и 12 А; у треугольника будет 400 В и 6,93 А. Изменились фазные значения, а не заданный ток линии.

Что означает выбор звезды или треугольника

При звезде напряжение отдельной фазы нагрузки равно линейному напряжению, делённому на √3, а ток фазы равен току линии. При треугольнике фазное напряжение равно линейному, а ток фазы в √3 раза меньше линейного. Под фазой нагрузки здесь понимается одна ветвь или одна обмотка, а не провод питающей линии.

Переключатель в форме только показывает эти соотношения. Если физически переключить одни и те же обмотки при прежнем напряжении сети, их токи не обязаны остаться прежними. Для такого решения нужны данные двигателя и допустимая схема подключения. Нельзя использовать неизменность результата в форме как разрешение переставить перемычки.

Если задача относится к цепи постоянного тока или известны сопротивление и напряжение, используйте общий калькулятор мощности тока. Трёхфазный множитель √3 к такой цепи неприменим.

Вопросы о трёхфазной нагрузке

Показания прибора и паспортные значения могут относиться к разным условиям. Перед сравнением результата проверьте нагрузку двигателя, форму тока и равномерность распределения по фазам.

Можно ли считать по среднему току, если фазы нагружены по-разному?

Этот калькулятор предполагает симметричную нагрузку. Среднее трёх токов не описывает перегрузку отдельной линии и при разных коэффициентах мощности не даёт надёжной общей активной мощности. Нужны данные по каждой фазе или измеритель трёхфазной мощности. Ток нейтрали здесь также не вычисляется.

Нужно ли умножать полученный ток на три?

Нет. Результат относится к одному линейному проводу симметричной трёхфазной цепи. Например, ответ 15 А означает по 15 А в трёх линиях, а не 5 А в каждой. Суммировать модули этих токов для выбора одного автомата или оценки тока нейтрали нельзя.

Какой cos φ вводить, если его нет на шильдике?

Возьмите коэффициент из документации для нужной нагрузки или из измерения мощности. По одному напряжению и току отдельно определить активную мощность и cos φ нельзя. Значение 0,8 в форме является примером, а не заменой неизвестного параметра. Для сочетания разных приборов коэффициент одного двигателя не описывает всю установку.

Почему ток двигателя без нагрузки не совпадает с расчётом по шильдику?

Шильдик описывает номинальные условия. На холостом ходу двигатель не отдаёт номинальную мощность на валу, но продолжает потреблять ток. КПД и коэффициент мощности тоже зависят от нагрузки. Для сравнения с измерением нужны параметры текущего режима, а не только номинальные киловатты.

Показывает ли результат ток при запуске двигателя?

Нет, здесь рассчитывается установившийся режим. Пуск зависит от двигателя, способа запуска, питающей сети и механической нагрузки. Нельзя выбрать универсальную кратность и считать её гарантированным максимумом. Для проверки пуска нужны паспортные характеристики и условия конкретного привода.

Подойдёт ли расчёт для частотного преобразователя?

Не для полной оценки его входа и выхода. При несинусоидальном токе общий коэффициент мощности PF может отличаться от cos φ, который описывает фазовый сдвиг. Формула реактивной мощности через квадратный корень тогда не описывает все составляющие. Для преобразователя используйте его технические данные и подходящие измерительные приборы.

Можно ли по этому току сразу выбрать кабель и автомат?

Нет. Помимо рабочего тока учитывают условия прокладки и охлаждения, материал проводника, длину, падение напряжения, токи короткого замыкания и требования защиты. Полученное число служит только одним исходным параметром, а не готовым номиналом защитного устройства или сечением кабеля.

Есть что добавить?

Напишите своё мнение, комментарий или предложение.