金属冷加工机床容量和电流的估算

霍大勇，张凤蕊

HUO Da-yong1, ZHANG Feng-rui2

（1. 河南工业职业技术学院，南阳 473009；2. 南阳理工学院，南阳 473004）

0 引言

金属冷加工设备以车、铣、刨、磨等机床为代表，这些机床的主要用电容量为主电机，占设备用电负荷的95%以上。机床上还有其他一些辅助工作用电器件，如机床照明、液压、润滑设施等。在进行供配电系统的设计、施工和维护中，需要计算各类线路的计算电流以确定配电导线、管线和计量仪表的规格，计算其尖峰电流以确定控制设备和保护设备。机械加工中的金属冷加工设备是工业现场常用的设备，在工程实践中，一些关于该类设备计算负荷和尖峰电流的估算口诀，能够方便、快捷地解决实际问题，整理出来以备电工作业人员参考使用。

1 金属冷加工设备组计算负荷(容量)的估算

1.1 口诀1

加数五见一

1.2 口诀含义

金属冷加工设备组的计算负荷（即用于配电计算的总容量）是所有设备容量之和的“加数”即所有设备的容量相加；“五见一”即。用公式表示为

其中 P30设备组的计算负荷，单位千瓦

P∑设备组中所有设备的容量的代数和，单位千瓦

1.3 口诀分析

查电气设计手册，小批量金属冷加工设备的需要系数(K∑)为0.16～0.2，大批量金属冷加工设备的需要系数为0.18～0.25。在口诀2中，需要系数统一采用了0.2。这在负荷计算中是允许的。

2 单台金属冷加工设备容量的估算

2.1 口诀2

(单台设备)铭牌值为标准、主电机也可取

2.2 口诀含义

单台金属冷加工设备的容量按照其铭牌数据为准，也可以按照机床主电机的容量作为设备的总负荷。

2.3 口诀分析

这里所指的容量在设备铭牌上所见的数据是视在功率，单位千伏安，铭牌上还可见总的额定电流。机床主电机的容量是其输出的机械功率和额定电流，单位是千瓦和安培，也标于铭牌。之所以用主电机的容量作为机床容量估算的参考值，是因为机床的尖峰电流是主电机启动造成的，用主电机容量做为计算基础值比较便利，设备的计算负荷误差能够满足要求。

3 按照机床的容量(计算负荷)估算线路额定电流

3.1 口诀3

三倍容量得电流

3.2 口诀含义

金属冷加工设备的配电线路的电流值是设备计算负荷（容量）的3倍。隐含的条件为：电流的单位为安培，设备的容量用功率表示，单位为千瓦，线路的额定电压为380伏，线路为三相交流供电。可以表示为公式2

3.3 口诀分析

设备容量以千瓦计，则(P的单位为瓦特，P*的单位为千瓦)；得到口诀3中的估算关系I=3P* ，即公式2。

当已知的机床数据为额定电流时，用该电流值作为选线、配备开关设备的依据即可。

4 单台设备的线路尖峰电流的估算

尖峰电流是指持续时间1～2秒的短时最大负荷电流，尖峰电流的计算值主要用于选择熔断器和低压断路器、整定继电器和检验电动机的起动条件。尖峰电流是工业现场设备选择和维护的主要技术数据。

4.1 口诀4

(单台设备尖峰电流)20倍容量，7倍电流

4.2 口诀含义

单台金属冷加工设备的配电线路的尖峰电流值是设备容量的20倍，设备额定电流的7倍。隐含的条件同口诀3，且电机为鼠笼式异步电动机。

用公式表示为

4.3 口诀分析

单台用电设备的尖峰电流就是其起动电流(IST)，所以，对于单台用电设备有

其中KST为用电设备的起动电流倍数。

对笼型异步电动机，KST=5～7，取KST=7有公式3。结合公式2，系数取整即得公式4。金属冷加工设备的主电机主要采用三相鼠笼式异步电动机，当采用绕线式异步电动机时，KST=2～3。按照口诀4估算的尖峰电流应减少为。有口诀5

口诀5 绕线电机（尖峰电流等于鼠笼式电机尖峰电流）除以3

生产现场常用的电机为鼠笼式电机，当设备电机为绕线式异步电机时，可以按照鼠笼式电机的口诀计算尖峰电流，再按口诀5折算。口诀5用公式表示为

式5中，Ipk.R、Ipk.L分别为绕线式、鼠笼式异步电机的尖峰电流。

5 金属冷加工机床设备组的线路尖峰电流估算

5.1 口诀6

(设备组尖峰电流)最大设备算5次，容量总和取三倍

5.2 口诀含义

金属冷加工设备组配电线路的尖峰电流，等于把最大设备容量乘以5，再加上所有设备容量的和，乘以3。隐含的条件同口诀3。

用公式表示为

其中 Ipk线路的尖峰电流，单位安培

Pmax最大设备容量值，单位千瓦

P∑设备组中所有设备的容量的代数和，单位千瓦

5.3 口诀分析

按照电气设计手册关于用电设备组的尖峰电流计算的公式

其中的K∑为设备的同期系数，取值范围0.7～1；Ie.i为各台设备的额定电流；IST.max为最大容量设备的起动电流；为设备组中除最大设备之外其他设备的额定电流之和。取 K∑=1，根据公式2有这里取IST.max=18 Pmax代入式7，即得公式6。显然口诀6和理论计算时相符的。

当设备组中有绕线式异步电机时，通常全部按照鼠笼式电机进行估算。

6 结束语

源于工程一线的估算方法，是多年电气作业实践中一线诸多电工师徒传承的实践经验。分析其中的理论基础，可以去伪存真，解决工程实践中“怎么做”和“为什么这样做”的问题，将实践经验与理论知识有机地结合起来，普及机床线路容量和电流的估算方法在生产现场运行、安装、维护中的应用，为供配电技术作业在安全生产、提高工效、丰富专业理论方面提供支持。

[1]霍大勇.380V笼型交流异步电动机额定电流与空载电流的估算[J].矿山机械,2008,20.

[2]刘介才.供配电技术[M].北京：机械工业出版社,2005.

[3]电气工程师手册,第二版编辑委员会,电气工程师手册[M].北京：机械工业出版社,2003.