Hvad er Power Factor (Cosine Phi)

En fysisk persons magtfaktor (cosinus phi) er som følger. Som du ved, er der i et AC-kredsløb generelt tre typer belastning eller tre typer strøm (tre typer strøm, tre typer modstand). Aktive P-, reaktive Q- og totale C-potenser er relateret til henholdsvis aktiv r-, reaktiv x- og total z-modstand.

Man ved fra elektroteknik, at modstanden kaldes aktiv, hvor der frigives varme, når strømmen går. Aktiv modstand er forbundet med aktive effekttab dPnLige med kvadratet af strømmen ganget med modstanden dPn = Az2r W

Reaktans når der løber strøm gennem det, forårsager det ingen tab. Denne modstand skyldes induktans L samt kapacitans C.

Induktiv og kapacitiv modstand er to typer reaktans og udtrykkes med følgende formler:

• reaktans eller induktiv modstand,

• kapacitiv modstand eller kapacitans,

Så x = xL — НС° С… For eksempel, hvis i kredsløbet xL= 12 Ohm, xc = 7 Ohm, så er reaktansen af ​​kredsløbet x = xL — NSc= 12 — 7 = 5 Ohm.

Ris. 1. Illustrationer til at forklare essensen af ​​cosinus «phi»: a — serieforbindelse af r og L i et vekselstrømkredsløb, b — modstandstrekant, c — effekttrekant, d — effekttrekant ved forskellige værdier ​af aktiv kraft.

Impedansen z inkluderer modstand og reaktans. For en serieforbindelse af r og L (fig. 1, a) er en modstandstrekant afbildet grafisk.

Hvis siderne af denne trekant ganges med kvadratet af den samme strøm, så ændres forholdet ikke, men den nye trekant vil være en kapacitetstrekant (fig. 1, c). Se flere detaljer her - Trekanter af modstande, spændinger og kræfter

Som set fra trekanten, i et AC-kredsløb, forekommer tre potenser generelt: aktiv P, reaktiv Q og total S

P = Az2r = UIcosphy W,B = Az2x = Az2NSL — I2x° C = UIsin Var, S = Az2z = UIWhat.

Aktiv effekt kan kaldes arbejdskraft, det vil sige, at den "varmer" (udledning af varme), "lyser" (elektrisk belysning), "bevæger sig" (elektriske motordrev) osv. Den måles på samme måde som konstant effekt , i watt.

Udviklede sig aktiv effektb helt sporløst forbruges i modtagere og blyledninger med lysets hastighed - næsten øjeblikkeligt. Dette er et af de karakteristiske træk ved aktiv strøm: så meget som det genereres, så meget forbruges der.

Reaktiv effekt Q forbruges ikke og repræsenterer oscillationen af ​​elektromagnetisk energi i et elektrisk kredsløb.Strømmen af ​​energi fra kilden til modtageren og omvendt er relateret til strømmen af ​​strøm gennem ledningerne, og da ledningerne har aktiv modstand, er der tab i dem.

Med reaktiv effekt udføres der således ikke arbejde, men der opstår tab, som for den samme aktive effekt, jo større, jo mindre effektfaktor (cosphi, cosinus «phi»).

Et eksempel. Bestem effekttabet i en linje med modstand rl = 1 ohm, hvis effekt P = 10 kW transmitteres gennem den ved en spænding på 400 V én gang ved cosphi1 = 0,5 og anden gang ved cosphi2 = 0,9.

Svar. Strøm i det første tilfælde I1 = P / (Ucosphi1) = 10/(0,4•0,5) = 50 A.

Effekttab dP1 = Az12rl = 502•1 = 2500 W = 2,5 kW.

I det andet tilfælde er den nuværende Az1 = P / (Ucosphi2) = 10/(0,4•0,9) = 28 A.

Effekttab dP2 = Az22rl = 282•1 = 784 W = 0,784 kW, dvs. i det andet tilfælde er strømtabet 2,5 / 0,784 = 3,2 gange mindre, kun fordi cosfi-værdien er højere.

Beregningen viser tydeligt, at jo højere værdien af ​​cosinus «phi» er, jo lavere energitab og mindre behov for at placere ikke-jernholdige metaller ved installation af nye installationer.

Ved at øge cosinus «phi» har vi tre hovedmål:

1) at spare elektrisk energi,

2) at spare ikke-jernholdige metaller,

3) maksimal udnyttelse af den installerede effekt af generatorer, transformere og generelt AC-motorer.

Den sidste omstændighed bekræftes af, at det for eksempel fra den samme transformer er muligt at opnå jo mere aktiv effekt, jo større værdi af cosfi-brugere.Så fra en transformer med en nominel effekt Sn= 1000 kVa ved cosfi1 = 0,7 kan du få den aktive effekt P1 = Снcosfie1 = 1000 • 0,7 = 700 kW, og ved cosfi2 = 0,95 R2 = Сncosfi2= 0509 • 05. kW.

I begge tilfælde vil transformeren være fuldt belastet til 1000 kVA. Induktionsmotorer og underbelastningstransformatorer er årsagen til lav effektfaktor på fabrikker. For eksempel har en induktionsmotor ved tomgang cosfixx omtrent lig med 0,2, mens den, når den er belastet til nominel effekt på sfin = 0,85.

For større klarhed kan du overveje en omtrentlig effekttrekant til en induktionsmotor (fig. 1, d). Under tomgangsdrift forbruger induktionsmotoren reaktiv effekt, der svarer til ca. 30% af den nominelle effekt, mens den aktive effekt, der forbruges i dette tilfælde, er ca. 15%. Derfor er effektfaktoren meget lav. Efterhånden som belastningen stiger, øges den aktive effekt, og den reaktive effekt ændres marginalt og dermed øges cosfi. Læs mere om det her: Driveffektfaktor

Hovedaktiviteten, der øger værdien af ​​cosfi, er at drive fuld produktionskapacitet. I dette tilfælde vil asynkronmotorer fungere med effektfaktorer tæt på de nominelle værdier.

Powerfaktorforbedringsaktiviteter er opdelt i to hovedgrupper:

1) kræver ikke installation af kompenserende enheder og egnet i alle tilfælde (naturlige metoder);

2) relateret til brugen af ​​kompenserende anordninger (kunstige metoder).

Kondenserende enhed for at øge effektfaktoren

Aktiviteterne i den første gruppe, i henhold til de nuværende retningslinjer, omfatter rationalisering af den teknologiske proces, hvilket fører til forbedring af udstyrets energitilstand og forøgelse af effektfaktoren. De samme foranstaltninger omfatter brugen af ​​synkronmotorer i stedet for nogle asynkrone (installation af synkronmotorer i stedet for asynkrone anbefales, hvor det er nødvendigt for at øge effektiviteten).

Læs også om dette emne: AC strømforsyning og strømtab