Áramfejlesztő választás – érthetően

Akkor jó választás egy áramfejlesztő, ha:

• a megfelelő feszültséget adja,
• bírja az egyszerre bekapcsolt gépeket,
• és kibírja a gépek indításakor jelentkező csúcsokat is.

A dobozon olvasható kVA-érték önmagában erről keveset árul el.

Gondoljunk rá úgy, mint egy kisteherautóra. Nem az számít, mennyit bír a platója papíron, hanem hogy mit pakolunk rá egyszerre, és hogy elindul-e vele egy emelkedőn. A villanymotorok indítása pontosan ilyen emelkedő: pár pillanatig sokkal többet kérnek, mint üzem közben.

Az alábbi hat kérdést érdemes sorban végig gondolni. Mindegyiknél megtalálod a lényeget, a számolás módját és egy kidolgozott példát.

1. 230 V vagy 400 V kell?

Olyan áramfejlesztő kell, amely a róla működtetett gépeknek megfelelő feszültséget adja.

A háromfázisú gép 230 V-ot is ad. Egyetlen fázisáról azonban mindig kevesebb teljesítmény vehető le, mint a gép teljes teljesítménye. Erről szól a 3. kérdés.

2. Mennyi teljesítmény kell egyszerre?

Csak azokat a készülékeket kell összeadni, amelyek várhatóan egyszerre működnek. Ha a fúrógépet és a porszívót sosem kapcsoljuk be együtt, a teljesítményüket nem kell összeadni.

Elméletben a szükséges teljesítmény az egyidejű fogyasztók teljesítményének összege. A gyakorlatban két ráhagyás is kell:

• Ne járassuk csúcson. A tartós üzemi terhelés legyen az áramfejlesztő maximális teljesítményének kb. 80%-a.
• Hagyjunk tartalékot. Az így kapott igényt érdemes kb. 10%-kal megnövelni. A fogyasztók adatai gyakran pontatlanok, és később több készülék is kerülhet a gépre.

A motoros gépek indítási csúcsa ezen felül jön, ezt a 4. kérdés tárgyalja.

Watt, voltamper és a cosφ

A készülékek adattábláján sokszor csak a feszültség (V) és az áramfelvétel (A) szerepel. Ebből kiszámolható a teljesítmény, de kell hozzá egy harmadik szám is: a teljesítménytényező, cosφ.

A cosφ a fogyasztó tulajdonsága, nem a hálózaté. Azt mutatja meg, hogy a felvett áramnak mekkora része végez hasznos munkát.

• Fűtőszálas készüléknél (hősugárzó, hőlégfúvó, izzó) gyakorlatilag 1.
• Villanymotoroknál kisebb, jellemzően 0,8 körüli. A pontos értéket a motor adattáblája adja meg.

Ebből adódik a két mértékegység:

• A VA (voltamper) a látszólagos teljesítmény.
• A W (watt) a hasznos teljesítmény.

Kapcsolatuk: W = VA × cosφ. Az áramfejlesztők teljesítményét általában kVA-ben adják meg.

Egyfázisú fogyasztó (230 V)

P = U × I × cosφ

Példa: egy hőlégfúvó 230 V-on 10 A-t vesz fel. Fűtőszálas, tehát cosφ = 1.
230 V × 10 A × 1 = 2300 W

Háromfázisú fogyasztó (400 V)

P = √3 × U × I × cosφ (√3 ≈ 1,73)

Példa: egy 400 V-os villanymotor 10 A-t vesz fel, cosφ = 0,8.
1,73 × 400 V × 10 A × 0,8 ≈ 5540 W

Ha az adattábla más cosφ-t ír, azzal kell számolni.

3. Elég-e a háromfázisú gép egyetlen fázisa?

Egy háromfázisú áramfejlesztő egyetlen fázisáról a teljes teljesítménynek csak egy része vehető le. Aki ezt elfelejti, könnyen túlterheli és tönkreteszi a gépet.

A háromfázisú gép olyan, mint egy háromsávos út: a teljes forgalmat a három sáv együtt viszi. Ha minden autót egyetlen sávba terelünk, az hamar bedugul, pedig a másik kettő üresen áll.

A forrás szerint általában a teljesítmény kb. 40%-a vehető le egy fázison.

Példa: 6 kVA × 0,4 = 2,4 kVA egyfázisú teljesítmény.
Ez wattban csak akkor ugyanennyi, ha a fogyasztó cosφ-je 1 (lásd a 2. kérdést).

Vannak erősített fázissal gyártott típusok is. A forrás szerint az AGT generátoroknál a teljesítmény 60%-a vehető le egy fázison. Például az AGT 8203 HSB 7 kVA-es háromfázisú teljesítményéből 4 kVA vehető le egyfázisúként. Egy konkrét gépnél mindig az adott típus adatlapja a mérvadó.

Szabály: az egyfázisú és a háromfázisú aljzatokat tilos egyszerre használni!

4. Bírja-e az indítást?

A motoros gépek bekapcsoláskor sokkal többet vesznek fel, mint üzem közben. Ezért a teljesítményüket biztonsági szorzóval kell beszámítani.

Ha az áramfejlesztő ezt a többletet nem tudja leadni, a feszültsége erősen lecsökken, és a motor nem indul el.

A számolás egyszerű: a készülék névleges teljesítményét megszorozzuk a típusának megfelelő szorzóval.

Példa, motor: egy vágógép 1,5 kW-os aszinkron motorral.
1,5 kW × 2,5 = 3,75 kW

Példa, hegesztőgép: egy 4100 VA-es inverteres hegesztőgép, 1,25-ös szorzóval.
4100 VA × 1,25 = 5125 VA

A UPS-nél a pontos szorzót a szünetmentes tápegység műszaki adataiból kell kiválasztani. Ha semmilyen adat nincs, 1,8 és 2 közötti értékkel érdemes számolni.

Ökölszabály motoros gépekhez

Az áramfejlesztő teljesítménye legyen legalább 2–3-szorosa a róla működtetett villanymotor teljesítményének.

A legkedvezőtlenebbek a gyakran induló, nagy áramot felvevő motorok: a szivattyúk, a légkompresszorok és a liftek. Ezek indításkor rövid ideig akár a névleges áram 6–9-szeresét is felvehetik. Az áramfejlesztőnek ezt is elő kell állítania, különben a motor nem indul el.

5. Kell-e AVR (automatikus feszültségszabályozás)?

Az AVR-es áramfejlesztő az érzékeny elektronikához való. Motoros gépekhez és hegesztéshez a forrás AVR nélküli típust javasol.

Az AVR (Automatic Voltage Regulation) olyan, mint egy autó tempomatja: folyamatosan igazít, hogy a kimenő feszültség állandó maradjon. A forrás szerint ±2%-on belül tartja az ingadozást.

A gép teljesítményhatárain belül a kimenő feszültséget nem befolyásolja:

• a terhelés,
• a motor fordulatszám-ingadozása,
• és a fogyasztó cosφ-je sem.

Cserébe a megoldás bonyolultabb, és több karbantartást igényel.

Vegyes használatnál motoros gépek és háztartási eszközök működnek ugyanarról a gépről. Ilyenkor a forrás AVR nélküli áramfejlesztőt javasol. Az érzékeny fogyasztók elé pedig külön feszültségszabályzót vagy UPS-t érdemes tenni.

6. Végül egy- vagy háromfázisú legyen?

Ha csak egyfázisú fogyasztók vannak, egyfázisú áramfejlesztő kell. Háromfázisút csak oda érdemes telepíteni, ahol háromfázisú fogyasztók is vannak.

• Gazdaságosság. Egyfázisú fogyasztókhoz az egyfázisú gép sokkal jobban kihasználható, mert a teljes teljesítménye elérhető (vö. 3. kérdés).
• Egyenletes terhelés. A háromfázisú gép terhelése legyen fázisonként kiegyensúlyozott, vagyis mindegyik fázisra a teljes terhelés kb. egyharmada jusson.
• Szétosztott egyfázisú fogyasztók. Ha egyfázisú készülékeket osztunk szét a három fázisra, a kiegyensúlyozottság nem biztosítható. Az egyenetlen terhelés hibajelet okoz az automatikánál.

Indítás és leállítás: mindig terhelés nélkül

1. Indítsuk az áramfejlesztőt terhelés nélkül.
2. Várjuk meg, amíg bemelegszik, és csak utána kapcsoljuk rá a fogyasztókat.
3. Leállítás előtt vegyük le a terhelést, és járassuk üresen néhány percig, hogy lehűlhessen.
4. Terhelés nélkül kapcsoljuk ki.

Ellenőrzőlista vásárlás előtt

• Tudom, milyen feszültség kell: 230 V vagy 400 V.
• Összeadtam az egyszerre működő készülékek teljesítményét, a motorosokat a szorzójukkal együtt.
• Ezt az igényt 10%-kal megnöveltem.
• Olyan gépet választok, amelynek a maximális teljesítményéből ez az igény kb. 80%.
• A gép teljesítménye legalább 2–3-szorosa a legnagyobb motorénak.
• Háromfázisú gépnél az adatlapból tudom, mennyi vehető le egy fázison.
• Eldöntöttem, kell-e AVR, vagy az érzékeny eszközöket külön védem.

Áramfejlesztőinket megtalálja az Áramfejlesztők kategóriában

Forrás az elméleti részhez: viox.com – elektromos képletek, Royal Academy of Engineering – AC power.