Quanti kVA generatori sono necessari per un motore da 7,5 hp? Una guida completa alle taglie

Se stai cercando di capire quanti kVA deve avere un generatore per far funzionare un motore da 7,5 CV, probabilmente hai già notato che Internet fornisce una mezza dozzina di risposte diverse. Un thread del forum dice 20 kVA. La tabella del fornitore di una pompa indica 3 kVA per cavallo, che indica 22,5 kVA. Qualcun altro giura che il loro set da 10 kVA avvia un motore simile senza intoppi. Tutte queste risposte possono essere vere allo stesso tempo, perché la potenza del motore è solo uno degli input. Ciò che realmente decide la risposta è come si avvia il motore e cos'altro assorbe energia dal set.

Per un motore trifase standard da 7,5 CV (5,5 kW) avviato direttamente in linea, la gamma pratica è compresa tra circa 20 e 25 kVA. Aggiungi un soft starter o un convertitore di frequenza e da 10 a 15 kVA possono essere sufficienti. Il resto di questo articolo spiega da dove provengono questi numeri, quindi puoi confrontarli con la targhetta del tuo motore invece di fidarti di una regola pratica scritta per la macchina di qualcun altro.

La risposta breve: circa 20-25 kVA per l'avviamento diretto in linea

La maggior parte delle tabelle delle taglie, comprese quelle che i nostri ingegneri utilizzano per i preventivi, si basano su tre semplici relazioni:

• Carico di esercizio: un motore a induzione trifase assorbe circa 1 kVA per cavallo una volta che ha raggiunto la velocità, quindi un motore da 7,5 CV necessita di circa 7,5-8 kVA semplicemente per continuare a girare.
• Picco di avviamento: un motore avviato direttamente in linea assorbe da sei a otto volte la sua corrente a pieno carico per un secondo o due, motivo per cui la cifra di pianificazione ampiamente utilizzata è di circa 3 kVA per cavallo, o 22,5 kVA in questo caso.
• Headroom: un generatore diesel funziona al meglio tra il 60% e l'80% della sua potenza nominale, quindi un set da 20 a 25 kVA trasporta comodamente un carico di funzionamento di 8 kVA e ha ancora un posto dove andare quando il motore si riavvia.

Questa è l'intera risposta in miniatura. La sezione successiva mostra l'aritmetica dietro di esso, e le sezioni successive coprono le situazioni in cui 20 kVA sono troppo piccoli o comodamente sovradimensionati.

Lavorare attraverso i numeri passo dopo passo

Passaggio 1: cavalli in kilowatt

Una potenza meccanica equivale a 0,746 kW, quindi un motore da 7,5 CV eroga 5,6 kW di potenza meccanica all'albero. Questa è la potenza che esce dal motore, non la potenza elettrica che il generatore deve immettere.

Passo 2: Potenza all'albero in kVA elettrici

Un motore a induzione trifase standard converte l'elettricità in potenza dell'albero con un'efficienza compresa tra l'85% e il 90%. Dividendo 5,6 kW per 0,87 si ottengono circa 6,4 kW di assorbimento elettrico a pieno carico. Il fattore di potenza a pieno carico è tipicamente prossimo a 0,8, quindi:

6,4 kW diviso per 0,8 equivalgono a circa 8 kVA

Questa è la domanda costante e vale la pena ricordarla perché è la figura che mantiene in vita il set durante un lungo turno di lavoro. Sia l'efficienza che il fattore di potenza diminuiscono quando un motore è leggermente caricato, quindi un motore al minimo a metà carico assorbe proporzionalmente più corrente di quanto suggerirebbe un calcolo lineare.

Passaggio 3: aggiunta del picco iniziale

L'inizio è il momento in cui avviene la vera decisione sul dimensionamento. Un motore da 7,5 CV avviato direttamente in linea richiede da sei a otto volte la sua corrente a pieno carico per una frazione di secondo mentre il rotore accelera. Un gruppo elettrogeno diesel può fornire circa due volte e mezzo o tre volte la sua corrente nominale per alcuni secondi prima che la tensione crolli, limitata dalla reattanza dell'alternatore e dalla velocità con cui il motore accetta un carico improvviso. Partendo a ritroso da una richiesta di esercizio di 8 kVA, il set consigliato si attesta a circa 24 kVA, che è esattamente il punto in cui arriva anche la regola pratica dei 3 kVA per cavallo.

Dimensioni del generatore consigliate in base al metodo di avvio

Perché il metodo di avviamento è più importante della potenza nominale del motore

La tabella sopra illustra un punto che sorprende molti acquirenti alle prime armi: lo stesso motore da 7,5 CV può richiedere un set da 25 kVA o un set da 10 kVA, a seconda del motorino di avviamento imbullonato ad esso. Gli avviatori stella-triangolo e soft starter aumentano gradualmente la corrente, in modo che il generatore non veda mai lo spunto completo. Un convertitore di frequenza va ancora oltre e limita la corrente a poco più del valore di funzionamento, sebbene introduca armoniche, motivo per cui un'installazione VFD è meglio abbinata a un alternatore avvolto per questo compito.

Se non hai i dati della targa a portata di mano, c'è una scorciatoia utile. Richiedi la corrente a rotore bloccato del motore, moltiplicala per la tensione di linea e per la radice quadrata di tre per un motore trifase e otterrai i kVA iniziali che il generatore deve fornire per un secondo o due.

Cos'altro cambia la risposta

Altitudine e temperatura ambiente

I valori nominali del generatore sono indicati alle condizioni di riferimento, in genere una temperatura ambiente di 40 gradi Celsius e fino a 1.000 metri sul livello del mare. Un gruppo installato in un locale tecnico caldo o a 2000 metri perde capacità. A titolo indicativo, aspettatevi una perdita di circa l'1% per 100 metri di altitudine e una piccola percentuale per ogni 5 gradi sopra il riferimento, quindi un apparecchio da 20 kVA che funziona in quelle condizioni potrebbe comportarsi solo come un apparecchio da 17 o 18 kVA.

Altre apparecchiature sullo stesso generatore

Il motore è raramente solo. Luci, un piccolo compressore, un set di saldatura, un trasportatore o una pompa di trasferimento si aggiungono al carico di esercizio e ciascuno di essi può apportare la propria spinta iniziale. Sommare i kVA di esercizio di tutto ciò che è probabile che funzioni contemporaneamente, quindi verificare che l'avviamento del singolo motore più grande non spinga il gruppo oltre la sua capacità di breve durata. Se due motori possono avviarsi insieme, le dimensioni di entrambi i picchi si verificano contemporaneamente.

I motori monofase si comportano diversamente

Un motore monofase da 7,5 CV che funziona a 230 V assorbe circa da 30 a 35 A e il suo fattore di potenza è inferiore, spesso compreso tra 0,6 e 0,7, con anche un'efficienza inferiore. L'effetto pratico è che un motore monofase può richiedere da 1,3 a 1,5 volte la capacità del generatore di una macchina trifase equivalente, il che spinge la raccomandazione verso 30 kVA o più. Laddove la scelta è ancora aperta, un motore trifase è quasi sempre il carico più facile da alimentare.

Scegliere il giusto tipo di gruppo elettrogeno

Set di cornici aperte

Per un'installazione fissa in un'officina o in un locale tecnico, dove il motore appartiene a una macchina permanente e il rumore non è un fattore decisivo, un set a telaio aperto offre il generatore più conveniente e l'accesso più semplice per la manutenzione ordinaria.

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Set di caratteri silenziosi

Quando il motore funziona vicino ad abitazioni, uffici, hotel o cliniche, la custodia è ciò che mantiene accettabile l'installazione. Una tettoia silenziosa protegge inoltre il set dalla polvere e dalla pioggia, allungando gli intervalli di manutenzione nei siti all'aperto.

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Quando il motore si muove

Viaggiano motori da 7,5 cavalli: una pompa da cantiere, un trasportatore temporaneo, un'attrezzatura che si sposta tra i cantieri. In tale situazione un set silenzioso mobile su un rimorchio è più facile da giustificare rispetto a un'installazione fissa e può essere riposizionato man mano che il lavoro si sposta anziché ricablarlo ogni volta.

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Errori di dimensionamento comuni che vediamo

1. Dimensionamento in base al solo carico corrente. L'apparecchio avvia il motore una sola volta per turno, ma deve sopravvivere a quel momento ogni volta che si accende il motore.
2. Ignorando lo starter. Una citazione che non menziona mai il metodo di partenza è una citazione incompleta.
3. Dimenticando il declassamento per il calore e l'altitudine, che rimuove silenziosamente la capacità da un set che sulla carta sembra dimensionato correttamente.
4. Sovradimensionamento per cautela. Un set da 100 kVA che trasporta un carico da 8 kVA brucia il carburante in modo inefficiente e può soffrire di accumulo a umido, dove il carburante incombusto si accumula nello scarico.
5. Trascurando il riavvio automatico. Molte macchine si riavviano dopo un'interruzione di corrente, quindi il generatore deve sopportare quell'impulso ripetutamente, non solo una volta.

Ottieni il numero giusto per la tua installazione

Se si possono fornire a un fornitore quattro informazioni, la potenza nominale del motore, la corrente a pieno carico, il metodo di avviamento e cos'altro verrà eseguito dallo stesso generatore, sarà possibile dimensionare correttamente il set anziché tirare a indovinare. Queste sono quasi sempre le prime quattro domande poste dai nostri ingegneri e, dopo 26 anni di costruzione e configurazione di gruppi elettrogeni diesel, sono diventati un filtro affidabile per ottenere la risposta giusta al primo tentativo. Se desideri eseguire tu stesso i calcoli aritmetici, il nostro guida passo passo al dimensionamento di un generatore diesel copre l'intero metodo, incluso come trasformare i dati di targa in kVA iniziali.

Per la maggior parte dei motori da 7,5 CV avviati direttamente in linea, un generatore diesel da 20 a 25 kVA è la risposta onesta: abbastanza grande da assorbire l'impulso di avviamento, abbastanza piccolo da funzionare in modo efficiente una volta che il motore ha raggiunto la velocità. Se il tuo motore utilizza un avviatore statico o un azionamento, puoi tranquillamente guardare più in basso. Se è monofase, installato in quota o condivide il set con altre apparecchiature, pianifica più in alto e lascia che la decisione finale segua la corrente di avviamento effettiva piuttosto che la potenza indicata sulla targhetta.