Doma to znáte. Naskočí kompresor lednice nebo se rozjede cirkulárka a světlo na okamžik pohasne — za vteřinu je po všem a nikdo si toho dál nevšímá. Distribuční síť je zdroj natolik silný, že se jí jeden spotřebič prakticky nedotkne. Když ale stejná scéna proběhne v provozu, který visí na agregátu, rozhodne přesně tenhle okamžik o tom, jestli se ráno rozjede výroba.
Ráno, kdy „velký“ stroj nedal ani rozjezd
Dřevovýroba na Vysočině, plánovaná dvoudenní odstávka sítě, agregát objednaný týden dopředu. Zadání znělo rozumně: naměřená špička provozu byla nějakých 55 kW, objednali stovku. Na papíře skoro poloviční rezerva.
V šest ráno naskočilo osvětlení, kotelna a kompresor. Bez problému. Deset minut po šesté sepnul mistr odsávání — třicetikilowattový ventilátor, který u pil běží celý den. Světla v hale se propadla do oranžova, ze tří strojů odpadly stykače a agregát se za pár vteřin sám odstavil. Druhý pokus dopadl stejně. Třetí taky.
Telefon do půjčovny ve čtvrt na sedm začínal větou, kterou tam za sezónu slyší několikrát: „Ten stroj má mít na papíře rezervu, a nedá ani odsávání.“
Proč si motor při rozběhu vezme šestkrát víc
Asynchronní motor se v okamžiku sepnutí chová jako zkratovaný transformátor. Rotor stojí, nic v něm průchodu proudu nebrání, a tak si motor vezme, co unese — u běžného stroje rozbíhaného přímo přes stykač je to zhruba pětinásobek až osminásobek jmenovitého proudu. Počítejme šest. Trvá to od jedné vteřiny u lehkého rozběhu po deset i víc, když se roztáčí těžká setrvačná hmota.
Třicetikilowattový motor má jmenovitý proud kolem 56 A. Šestkrát tolik je 330 A. Přepočteno na zdánlivý výkon při 400 V z toho vychází zhruba 230 kVA — ze stroje, který má na štítku 100.
A teď to podstatné, kvůli čemu si ten výpočet skoro nikdo neudělá: na naftový motor agregátu dopadne jen část té zátěže. Rozbíhající se elektromotor má mizerný účiník, řádově 0,2 až 0,3 — bere obrovský proud, ale činného výkonu z toho je zhruba čtvrtina až třetina. Naplno je zatížený alternátor, který ten proud musí dodat celý — a ten se měří v kilovoltampérech, ne v kilowattech. Proto stroj, který má „kilowattů dost“, pohodlně utáhne celodenní provoz a neustojí jeden rozjezd.
Nevypne se motor, vypne se všechno ostatní
Agregát není bezmocný, krátkou špičku ustojí. Orientačně zvládne nakrátko řádově dvojnásobek jmenovitého výkonu — zaplatí za to ale propadem napětí. Jak hluboký smí být, popisuje norma ISO 8528-5: u třídy G2, která pokrývá běžné provozy, smí napětí při skokovém přidání zátěže propadnout o 20 %, u přísnější G3 o 15 %.
Tohle ovšem platí, dokud se rozběh vejde do toho, co stroj unese. Jakmile ho přeleze, jde propad hlouběji, než norma připouští — a začíná řetěz, který je v hale skutečně vidět. Cívky běžných stykačů drží zhruba do 70 % jmenovitého napětí, pod tím pouštějí. Propad, který měl trvat vteřinu, tak odpojí všechno ostatní, co v hale běželo — a udělá to dřív, než se rozbíhaný motor vůbec stihl dostat na otáčky. Ten mezitím pořád táhne rozběhový proud, otáčky nestoupají, sepne nadproudová ochrana nebo se agregát odstaví na podfrekvenci.
Ta ranní situace byla přesně tohle. Ne přetížení, na jaké člověk myslí, když sčítá spotřebu. Kolaps napětí, na který si jako první sáhl zbytek haly.
Co s tím jde udělat
Cest je několik a liší se cenou i tím, kolik z nich zvládnete na místě.
Pořadí náběhu. Nejlevnější a nejpodceňovanější. Největší motor rozbíhejte jako první, dokud je zbytek vypnutý — agregát tak má celou rezervu pro něj. Ráno v dřevovýrobě to znamenalo shodit kotelnu i kompresor, nahodit odsávání a teprve pak zapínat zbytek.
Rozběh do hvězdy s přepnutím do trojúhelníku. Srazí rozběhový proud zhruba na třetinu, jenže se stejným dílem klesne i moment. U ventilátoru odsávání to vadí málo, protože zátěž roste s otáčkami. U kompresoru, který startuje pod tlakem, nebo u zavaleného drtiče nepomůže.
Softstartér stlačí rozběhový proud na dvoj- až čtyřnásobek, frekvenční měnič dokonce k hodnotě blízké jmenovité. Obojí je ale zásah do rozvaděče, ne akce na jedno ráno.
A pak větší stroj. Provozní pravidlo, které v půjčovnách slyšíte nejčastěji, zní: na motor rozbíhaný přímo počítejte s agregátem zhruba čtyřnásobku jeho kilowattů. Na třicítku tedy kolem 120 kVA — a to jen pro ten motor, k němu se ještě přičítá zbytek provozu. V našem případě vycházel stroj kolem 150 kVA, ne stovka. Právě proto se pronájem elektrocentrály nedá odbýt jedním číslem v poptávce: dodavatel, který se ptá na největší motor, na způsob jeho rozběhu a na to, co všechno musí běžet zároveň, vám ušetří přesně tohle ráno — a když se ukáže, že stroj neodpovídá, umí ho vyměnit v řádu hodin, ne dnů.
Závěr
Nejde o to naučit se počítat rozběhové proudy. Jde o to vědět, že sečtené kilowatty ze štítků jsou půlka informace. Druhá půlka zní: co je v provozu největší motor a jak se rozbíhá. Ta dřevovýroba se nakonec rozjela v půl jedenácté — přijel stroj o polovinu větší a odsávání se od té chvíle nahazovalo jako první. Dvě věci, obě zjistitelné den předem jedním telefonátem.
