Hvorfor deles det på virkningsgraden?

Skiltet oppgir det motoren gir fra seg

I_B = P / (U × √3 × cos φ × η)

Står det 5,5 kW på skiltet, er det akseleffekt. Mekanisk effekt, ute på akselen, etter at motoren har tatt sitt. Den elektriske effekten som går inn er større, og forskjellen er det virkningsgraden beskriver.

Derfor står η i nevneren sammen med spenning og effektfaktor. Du deler på den, du ganger ikke. Det føles feil første gang, fordi virkningsgrad ellers er noe man ganger med — men her regner du motsatt vei: fra det som kommer ut, tilbake til det som må inn.

Feilen peker feil vei

Ta en 5,5 kW-motor på 400 V med effektfaktor 0,85 og virkningsgrad 0,88. Riktig regnet trekker den 10,6 A. Utelater du virkningsgraden, får du 9,3 A.

Det er 1,3 ampere, og retningen er det som gjør det alvorlig. Du dimensjonerer for mindre enn motoren faktisk trekker, og velger vern og tverrsnitt etter det. En feil som gjorde strømmen for høy ville gitt et unødig dyrt anlegg. Denne gir et anlegg som er for svakt.

η og cos φ er ikke det samme

Begge står på skiltet, begge havner i nevneren, og begge er tall under 1. Der stopper likheten. De gjør hver sin jobb, og du ser hvilken hvis du regner i to steg i stedet for ett.

Virkningsgraden håndterer tapet. Den tar deg fra akseleffekt til elektrisk effekt:

P_inn = 5,5 kW / 0,88 = 6,25 kW

Motoren må altså tilføres 6,25 kW for å gi 5,5 kW på akselen. De 750 wattene imellom kommer aldri ut på akselen — de går tapt som varme og friksjon i motoren. Det er derfor en motor er varm å ta på.

Effektfaktoren håndterer fasen. Den tar deg fra effekt til tilsynelatende effekt:

S = 6,25 kW / 0,85 = 7,35 kVA

Her forsvinner ingenting. Strømmen og spenningen er bare ikke i takt, og da må det gå mer strøm enn effekten alene tilsier. Mer om hvor √3 og cos φ kommer fra.

Til slutt strømmen:

I = 7 350 VA / (√3 × 400 V) = 10,6 A

Samme svar som enlinjeformelen øverst. Forskjellen er at du nå ser hva hvert tall gjorde: η la på 750 W varme, cos φ la på strøm uten å legge på effekt.

Verdiene står på skiltet, de gjettes ikke

Både η og cos φ er produktverdier, oppgitt av produsenten for den motoren. De skal leses av skiltet eller databladet, ikke antas — på samme måte som kabellengden i et varmekabelanlegg eller utløsestrømmen til et vern.

Verdiene på skiltet gjelder ved merkelast. Det er også den tilstanden du skal dimensjonere for: vernet og tverrsnittet må tåle motoren når den går for fullt, ikke når den går lett.