Enofazno ali trifazno: koliko kW in amperov je res potrebnih

Do približno 2,2 kW moči motorja enofazna napetost 230 V zadostuje. Nad tem sta potrebna trifazni priklop 400 V ali frekvenčni pretvornik.Gospodinjski števec s 3 kW izklopi nad 3,3 kW odjema, ob zagonu pa motor porabi od 5- do 8-krat nazivni tok. To je razlog, zakaj lahko stroj z 2,2 kW izklopi napeljavo, ki bi ga na papirju zdržala. Kot uradni distributer od leta 2007 prodajamo stroje od 0,15 do 11 kW: to je vodnik, s katerim odgovarjamo na vprašanje, ki nam prihaja najpogosteje.

Vprašanje pride skoraj vedno v isti obliki. V garaži imam 220, ali lahko napajam ta stroj?

Praktično pravilo, ki ga uporabljamo pri pripravi ponudbe, je tole. Do 2,2 kW moči motorja enofazna napetost 230 V deluje. Med 2,2 in 4 kW je mejno območje, kjer vrsta obdelave šteje bolj kot številka na tablici. Nad 4 kW je potreben trifazni priklop 400 V, brez praktičnih alternativ.

Meja ni poljubna. Breme 6 kW pri enofaznih 230 V porabi približno 26 A: tega ne zdrži nobena gospodinjska vtičnica in noben gospodinjski števec. Isto breme se pri trifaznih 400 V porazdeli na tri faze in pade na približno 8,7 A na fazo.

Obstaja tudi omejitev distributerja. Nad 6 kW pogodbene moči enofazna priključitev ni več odobrena: iz tehničnih razlogov omrežja se preide na trifazno.

Formuli sta dve in se razlikujeta glede na napajanje.

Enofazno: amperi = vati deljeno z (volti × cos φ). Pri 230 V in cos φ 0,8 motor z 1,5 kW porabi približno 8,2 A.

Trifazno: amperi = vati deljeno z (1,732 × volti × cos φ). Isti motor z 1,5 kW pri 400 V porabi približno 2,7 A na fazo.

Faktor 1,732 je koren iz 3 in izhaja iz geometrije treh faz. To je razlog, zakaj trifazni priklop pri enaki moči zahteva bistveno manj toka na vodnik.

Za hiter izračun na pamet: pri enofaznih 230 V so kilovati približno amperi, deljeni s 5, pri trifaznih 400 V približno amperi, deljeni z 2. To so delavniški približki, ne projektne vrednosti.

Italijanski regulator ARERA to izrecno navaja: pri pogodbeni moči 3 kW, kar je moč večine italijanskih stanovanj, števec izklopi, ko se trenutno odjame več kot 3,3 kW. Dovoljeno odstopanje znaša 10 odstotkov pogodbene moči.

Nad tem pragom elektronski števci dopuščajo časovno omejeno preobremenitev, preden posežejo, vendar je to odstopanje predvideno za prehodne pojave, ne za neprekinjeno delovanje stroja.

Prevedeno v prakso: s 3 kW pogodbene moči poravnalno-debelinski skobeljni stroj z 2,2 kW steče in dela. Tak s 3 kW ne, ker med porabo in zagonskim tokom trajno preseže dovoljeno odstopanje.

To je točka, na kateri odpove večina izračunov, narejenih za pisalno mizo.

Ob zagonu asinhronski motor porabi od 5- do 8-krat nazivni tok, z začetnimi konicami, ki lahko dosežejo 10- ali 12-kratnik. Pri enofaznih motorjih je razmerje še višje, ker je zagonski navor nizek in motor dlje ostane v kritični fazi.

Motor z 2,2 kW, ki v obratovanju enofazno porabi približno 12 A, ob zagonu za nekaj sekund zahteva med 60 in 96. Števec vidi to konico.

Najpogostejši primer je kompresor. Kdor ga zažene s posodo pod tlakom, zažene motor pod bremenom, in tam je zagonski tok največji. To je razlog, zakaj kompresor z 2 KM izklopi napeljavo, ki brez težav zdrži skobeljni stroj enake moči.

Zagonski tok znižujejo trije sistemi. Zagon zvezda-trikot zniža tok in navor na približno tretjino, vendar zahteva trifazni motor in je smiseln pri srednjih in večjih strojih. Mehki zaganjalnik spremlja dvig z rampo. Frekvenčni pretvornik je pri delavniškem stroju najučinkovitejša rešitev, ker združuje mehak zagon in regulacijo vrtljajev.

To je najbolj obravnavana rešitev v italijanskih delavnicah in deluje. Enofazno-trifazni pretvornik usmeri omrežnih 230 V in iz njih zgradi trifazni sistem z 230 V medfazne napetosti, ki mu uravnava frekvenco.

Prvo preverjanje se opravi na tablici motorja. Na njej mora pisati 230/400 V s simboloma trikotnik in zvezda: to pomeni 230 V v vezavi trikot, in prav ta konfiguracija je potrebna. Če tablica navaja 400/690 V, motorja ni mogoče napajati z 230 V in enofazni pretvornik ni uporaben.

Drugo pravilo je dimenzioniranje. Frekvenčni pretvornik se izbere večji od motorja, ker je pri enofaznem vhodu tok na notranjem vodilu višji. Za motor z 2,2 kW se izbere pretvornik s 3 kW.

Tretja točka, ki jo pogosto spregledajo. Samohlajeni motorji se pri nizkih vrtljajih slabše hladijo, ker je ventilator nameščen na gredi. Če stroj dlje časa dela pri znižani hitrosti pod bremenom, je potreben neodvisen prisilni ventilator.

Glede varnosti: za frekvenčnim pretvornikom zaščitno stikalo na diferenčni tok tipa AC morda ne zazna okvare z enosmerno komponento. Pri enofazni napeljavi je potrebno stikalo tipa F, pri trifazni tipa B. Poseg mora izvesti ali potrditi pooblaščeni elektrikar, namenski vod pa v Italiji zahteva izjavo o skladnosti, predvideno z italijanskim DM 37/2008.

Vrtilni fazni pretvornik ustvari tretjo fazo s prostotekočim motorjem in nekaj kondenzatorji. Je robusten, zdrži desetletja in lahko ob ustreznem dimenzioniranju napaja več strojev. Zavzame prostor in je hrupen.

Delovni kondenzator omogoči vrtenje trifaznega motorja na enofaznem omrežju, vendar zmanjša razpoložljivi navor in poveča porabo. Pri obdelovalnih strojih, kjer je navor potreben prav med rezom, ga elektromehaniki odsvetujejo.

Zamenjava z enofaznim motorjem ostaja najbolj neposredna izbira, kadar regulacija vrtljajev ni potrebna in moč ostane pod 2,2 kW. Stane manj kot frekvenčni pretvornik, vendar enofazni motor daje manj kot trifazni z enako tablico in se v trajnem obratovanju bolj segreva.

Proizvajalci navajajo kilovate, skoraj nikoli ampere. Porabljeni tok smo izračunali iz moči s tablic modelov, ki jih zastopamo, pri cos φ 0,8. To so referenčne ocene, ne podatki s tablice: dejanski tok je treba odčitati na napisni tablici stroja.

Koristno je brati prag. Pod 1,8 kW je ves katalog enofazen, nad 2,1 kW je skoraj vse trifazno. Vmes je pas, kjer je izbira resnična.

Pri istem stroju je razlika merljiva. Poravnalno-debelinski skobeljni stroj Bernardo PT 260 stane 1.122,40 € v izvedbi 230 V in 1.415,20 € v izvedbi 400 V: 292,80 € razlike pri enaki delovni širini.

Pri tračni žagi Bernardo HBS 400 N razlika med izvedbama pade na 30,40 €, medtem ko je pri osnovni HBS 400 cena enaka. Odvisno je od modela, pravila ni.

Nato je tu še strošek priključitve. Za delavnico z davčno številko, ki spada v negospodinjsko rabo, znaša prispevek italijanskega regulatorja ARERA za povečanje moči 77,49 € na dodatni kW in 23 € fiksnega prispevka, brez DDV. Na računu vsak kW pogodbene moči tehta približno 26 € na leto.

Dvig delavnice s 6 na 15 kW torej stane nekaj sto evrov aktivacije in približno 230 € na leto za postavko moči. Pri enaki porabi se cena kWh med enofaznim in trifaznim priklopom ne spremeni.

Po naših izkušnjah trije podatki preprečijo devetdeset odstotkov težav.

Dejanska pogodbena moč, ne domnevna: odčita se na števcu ali na računu. Če je stroj trifazni, dejanska razpoložljivost treh faz v prostoru, kjer bo nameščen, ki ne sovpada vedno s tisto na števcu. In vrsta obdelave, saj stroj, ki nenehno zaganja in ustavlja, obremenjuje napeljavo veliko bolj kot stroj, ki teče osem ur zapored.

Nasvet, ki ga dajem najpogosteje: če imate v delavnici trifazni priklop, ga uporabite tudi za stroje, ki obstajajo v enofazni izvedbi. Trifazni motor z enako tablico daje več, se manj segreva in dlje zdrži. In na dan, ko boste stroj prodali naprej, profesionalni trg rabljene opreme išče trifazne stroje.

Sandra Gaspar, ustanoviteljica podjetja Krollit

Za izbiro stroja z ustreznim napajanjem lahko začnete pri stružnicah za kovino, pri poravnalno-debelinskih skobeljnih strojih ali pri odsesovalnih sistemih. Pri kompresorjih, kjer je zagonski tok kritični dejavnik, je kategorija stisnjen zrak.