Hogy világos legyen: felvett teljesítmény – leadott teljesítmény - hatásfok

Jelentős különbség van a felvett és a leadott teljesítmény között. Melyik érték a fontosabb?

A felvett teljesítmény a villamos energia azon mennyisége, amelynek a készülékbe kell áramlania a kívánt leadott teljesítmény eléréséhez. A leadott teljesítmény az, amely a készülék elsődleges célját szolgálja, és a kívánt energiatípussá alakul át, például fényenergiává (villanykörte), mechanikai energiává (villanymotor forgása), hőenergiává (elektromos tűzhely) stb.

Az energiaák átalakításakor az energia egy része nem a kívánt energiatipussá alakul - és ezt hívják veszteségnek.

A leadott teljesítmény mindig kevesebb, mint a felvett teljesítmény, és egymáshoz viszonyított arányukat hatásfoknak nevezzük. Ez mindig kisebb, mint 1, és százalékban is kifejezhető. Például egy 1000W-os felvett és 550W-os leadott teljesítményű elektromos gép hatásfoka 550/1000 = 0,55 (55%).

A jó öreg lóerő

A felvett teljesítmény és a leadott teljesítmény mértékegysége egyaránt a watt (W). Számomra 1 watt csak egy szám, gyakorlati szempontból semmit sem mond. Könnyen el tudok képzelni 1 métert, 1 litert, 1 kilogrammot - de 1 wattot???

A lóerő elavult mértékegységét (1k = 745W) ma is használják, különösen az autók és motorkerékpárok belsőégésű motorjainál. Nem csodálkozom - elvégre egy 100 lóerős motor teljesítményét biztosan könnyebben el tudjuk képzelni, mint 74 500W-ot. Javítsanak ki, ha tévednék.

El tudjuk képzelni, hogy milyen erővel szánt egy ló, amelyik szánt, és húzza az ekét? Igen. El tudjuk képzelni, hogy egy ló mekkora erővel húz le egy nagy kivágott fát egy meredek hegyről nehéz terepen? Igen. Akkor van elképzelésünk egy 1 lóerős sarokcsiszoló "erejéről"? Igen. El tudunk képzelni 1 wattot? Nem. Bevallom Önöknek - manapság annyira bonyolultak a dolgok, és néha hiányzik a "józan paraszti ész" - ezért a honlapunkon.magtalálják a lóerőben megadott teljesítményadatokat is.

1. ábra. Egy lóerő mindkét kézben

Ma már kevesen tudják, hogy amikor egy 750 W-os kéziszerszámot tartanak a kezükben, akkor szinte "egy lóerő" teljesítménnyel rendelkeznek.

Edison és az izzó: mi a különbség a felvett és a leadott teljesítmény között?

2. ábra. Volfrám és LED izzó

Mekkora lehet a különbség a felvett és a leadott teljesítmény között - azaz mekkorák a veszteségek a készülékekben ? Például a közelmúltig általánosan használt volfrámszálas izzók hatásfoka csak körülbelül 8% volt. Egy 100 W-os izzó esetében az energia 92%-a a fényen kívüli más energiává - többnyire hővé - alakul át. Egy 100 W-os volfrámizzó fényáramát egy 13 W-os LED-izzó éri el, ami azt jelenti, hogy 7-szer kevesebb villamos energiát használ fel ugyanahhoz a fényáramhoz.

Tehát a felvett teljesítmény önmagában semmit sem mond arról, hogy mekkora lesz a leadott teljesítmény. A leadott teljesítmény kell hogy elsősorban érdekeljen minket - a készüléket ennek megfelelően vásároljuk meg, azt várva hogy a szükséges teljesítményt leadja.

Azonban a felvett teljesítményt is ismerni kell. Például azért, hogy ne lepődjünk meg a hónap végén a villanyszámla összegén. A nagy teljesítményű készülékek esetében pedig például azért, hogy tudjuk, hogyan kell méretezni a hálózati csatlakozó biztosítékát, amelyről a készüléket táplálni fogjuk.

A felvett teljesítmény

Még ha nincs is adatunk egy fogysztó teljesítményéről, le tudjuk mérni, méghozzá elég pontosan, és egy olyan eszközzel, ami mindig kéznél van - a villanyórával. Például úgy, hogy kihúzzuk az összes készüléket a konnektorból, és egy egész napra csak azt kapcsoljuk be, amelyik érdekel minket.

Ha például a villanyóra 24 óra alatt 12 kWh-t "pörget", akkor a készülék fogyasztása 500W (12.000/24 = 500).

Ha csak a hagyományos izzók közül választhatunk, akkor természetesen minél több wattos az izzó, annál intenzívebben világít (és annál több pénzünkbe kerül a világítás).

Amikor azonban a volfrámizzó és a LED-izzó között választhatunk, a helyzet teljesen más.. A megszokás ereje - a "wattok" alapján történő választás - bonyolítja a helyzetet.

A megfelelő intenzitású világítás kiválasztásához - mert ez a fontos számunkra - már nem elég a "wattok" alapján választani . Ezért információkat kell keresnünk - egyfajta "átváltási" táblázatot, hogy eligazodjunk.

3. ábra. Ugyanaz a fényáram - különböző teljesítmény

A leadott teljesítmény

Fontos mondat a bevezetőből: A felvett teljesítmény a villamos energia azon mennyisége, amelynek a készülékbe kell áramlania a kívánt leadott teljesítmény eléréséhez. A leadott teljesítmény az, amely a készülék elsődleges célját szolgálja, és a kívánt energiatípussá alakul át, például fényenergiává (villanykörte), mechanikai energiává (villanymotor forgása), hőenergiává (elektromos tűzhely) stb.

Hogy egy kicsit kitérjek: "fűteni" is tudunk egy volfrámizzóval. Emlékszem, nagyanyám úgy segített a tyúkjainak a tojások melegítésében, hogy egy 200 W-os nagy villanykörtét hagyott éjszakára égve a tyúkólban. Pedig az izzó elsődleges célja a világítás.

Minden készülék esetében, mindig érvényes, hogy a leadott teljesítmény a villamos energiának az a része, amely a készülék elsődleges célját szolgálja.

A "nettó" leadott teljesítmény mérése ezért nem olyan egyszerű, mint amilyennek elsőre tűnik. Nem könnyű megmérni a fényáramot vagy a mechanikai energiát egy villanymotor tengelyén.

Elektromos kéziszerszámok felvett és leadott teljesítménye

Minden elektromos hálózatra csatlakoztatható kéziszerszám címkéjén - egyéb információk mellett - egy wattban kifejezett értéket talál. Ez a felvett teljesítmény - az az érték, amely azt jelzi, hogy a szerszám mennyi energiát fogyaszt. Pontosabban ez a névleges felvett teljesítmény - (Rated Input Power) - az a teljesítmény, amely az elektromos szerszám névleges fordulatszámon történő működtetéséhez szükséges. Azonban még a részletesebb specifikációkban is ritkán jutunk el a leadott teljesítményig. Nem marad más, mint megbízni a motorok hatásfokára vonatkozó szakértői állításokban - hiszen ha már ismerjük a felvett és a leadott teljesítményt, akkor könnyű kiszámítani a hatásfokot.

Megnyugtathatom Önöket. A motorok hatásfokával lényegesen jobb a helyzet, mint a volfrámizzó hatásfokával. A Bosch egyes szerszámoknál a felvett teljesítményt és a leadott teljesítményt is megadja. És ahogyan a kétféle izzó hatásfoka között is van különbség, úgy a hálózati elektromos szerszámok két különböző típusú motorjának - a szénkefés kommutátoros motor (AC Brushed) és az elektronikusan kommutált szénkefe nélküli motor (AC Brushless) - hatásfoka között is van különbség.

Az elektromos kéziszerszámokban használt szénkefés kommutátoros motorok hatásfoka körülbelül 30-70% között mozog, és elsősorban a motor kialakításától és felépítésétől függ. A Bosch nagyon jó kommutátoros motorokat épít be az elektromos kéziszerszámokba, mégis a hatásfokuk a következő:

4. ábra. Sarokcsiszolók: az AC Brushless motor hatásfoka jelentősen magasabb azonos felvett teljesítmény mellett.

Amint az ábrán látható, a szénkefés kommutátoros motorok hatásfoka a teljesítmény növekedésével nő, és 2000 W felvett teljesítménynél megközelíti a 70%-ot.

Az elektromos kéziszerszámok esetében ritkán találkozunk 2000W feletti felvett teljesítménnyel. Ilyen felvett teljesítményre a nagy sarokcsiszolóknál és néha a nagy teljesítményű bontókalapácsoknál van szükség.

A 600W és 1500W közötti felvett teljesítmény kulcsfontosságú az elektromos szerszámok esetében (a professzionális használatra szánt elektromos szerszámok több mint 90%-a ebbe a tartományba tartozik) - itt a motor hatásfoka legfeljebb 55%.

Ehhez képest a szénkefe nélküli motor (AC Brushless) hatásfoka akár 72% is lehet, és már 1300W-nál.

A kis sarokcsiszolók felvett és leadott teljesítménye

Amikor a profiknak szánt kis sarokcsiszolókról beszélünk, akkor a 100 és 125 mm közötti betétszerszám átmérőjű sarokcsiszolókra gondolunk. Azért is nevezzük őket "kicsiknek", mert általában egy kézzel dolgozunk velük. Ezért a kényelmes munkavégzéshez elengedhetetlen a kis markolatátmérő.

Egy 125 mm-es betétszerszám átmérőjű, 1000 W-os csiszolót "elég erősnek" tartunk, és amikor egy 1500 W-os vagy annál nagyobb teljesítményű csiszoló áll rendelkezésre, akkor azt nagyon erősnek tekintjük.

És itt álljunk meg egy pillanatra, emlékezzünk meg a volfrám és a LED izzókról.

Természetesen a hatásfokban nincs akkora különbség, mint az izzóknál, és működés közben nem a felhasznált energia többszörösét takarítjuk meg, hanem "csak" néhány tíz százalékot. Az energiatakarékosság csak az egyik előny.

Új AC Brushless szénkefe nélküli sarokcsiszolónk, a WX-12505 1300W felvett teljesítmény, és 72%-os motorhatásfok mellett kb. 930W teljesítményt ad le. Ha a hagyományos szénkefés sarokcsiszolók között keres kilépő teljesítményben egyenértékűt, akkor az 1600W belépő teljesítményüek vagy az annál nagyobbak között kell keresnie.

A kis sarokcsiszolókba szerelt elektronikus kommutációval ellátott, AC Brushless motorjaink fő előnyei a nagy teljesítmény , a kis markolatátmérő (nagyon kényelmes fogást tesznek lehetővé), és nincs gond a szénkefékkel (mert nincsenek).

Higgye el, bele fog szeretni ebbe a sarokcsiszolóba!
Megjegyzés: Fordulatszám szabályozóval ellátott változatban is kapható.

Kulcsszavak: sarokcsiszoló, ac brushless, felvett és leadott teljesítmény, elektromos kéziszersszám.

Források:
A HERMAN cég belső műszaki és oktató dokumentációi

Ing. Herman Nagypál

Katonai iskolát végeztem, repülőgépipari villamosmérnöki tanszéken. Már gyerekkoromban megtanultam szerszámokkal, szerszámgépekkel dolgozni édesapámmal egy családi ház építésénél. Minden új termékünket személyesen is tesztelem - saját kezemmel, jól felszerelt műhelyemben. Szabadidőmben szeretek motorozni a román hágókon. Ezen felül a szakterület trendjeit tanulmányozom, és szívesen kipróbálom a konkurens termékeket is. Némelyiken mosolygok, van amire rácsodálkozom (hogy valaki hagyta magát rászedni és megvette), és van, ami nagyon jó. Majdnem olyan jó, mint a miénk 😊.