Hva er Power Factor (Cosine Phi)

En fysisk persons maktfaktor (cosinus phi) er som følger. Som du vet, i en AC-krets er det vanligvis tre typer belastning eller tre typer strøm (tre typer strøm, tre typer motstand). Aktive P-, reaktive Q- og totale C-krefter er relatert til henholdsvis aktiv r-, reaktiv x- og total z-motstand.

Det er kjent fra elektroteknikken at motstanden kalles aktiv, der varme frigjøres når strømmen går. Aktiv motstand er assosiert med aktive effekttap dPnLik med kvadratet av strømmen multiplisert med motstanden dPn = Az2r W

Reaktans når strøm flyter gjennom den, forårsaker det ingen tap. Denne motstanden skyldes induktans L samt kapasitans C.

Induktiv og kapasitiv motstand er to typer reaktans og uttrykkes med følgende formler:

• reaktans eller induktiv motstand,

• kapasitiv motstand eller kapasitans,

Da x = xL — НС° С… For eksempel, hvis i kretsen xL= 12 Ohm, xc = 7 Ohm, så er reaktansen til kretsen x = xL — NSc= 12 — 7 = 5 Ohm.

Ris. 1. Illustrasjoner for å forklare essensen av cosinus «phi»: a — seriekobling av r og L i en vekselstrømkrets, b — motstandstrekant, c — effekttrekant, d — effekttrekant ved forskjellige verdier ​av aktiv kraft.

Impedansen z inkluderer motstand og reaktans. For en seriekobling av r og L (fig. 1, a) er en motstandstrekant avbildet grafisk.

Hvis sidene i denne trekanten multipliseres med kvadratet av samme strøm, vil forholdet ikke endre seg, men den nye trekanten vil være en kapasitetstrekant (fig. 1, c). Sjekk flere detaljer her - Trekanter av motstander, spenninger og styrker

Som sett fra trekanten, i en AC-krets, forekommer tre potenser vanligvis: aktiv P, reaktiv Q og total S

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

Aktiv effekt kan kalles arbeidskraft, det vil si at den "varmer" (avgivelse av varme), "lyser" (elektrisk belysning), "beveger seg" (elektrisk motordrift) osv. Den måles på samme måte som konstant effekt , i watt.

Utviklet aktiv kraftb helt sporløst forbrukes i mottakere og blyledninger med lysets hastighet - nesten øyeblikkelig. Dette er en av de karakteristiske egenskapene til aktiv kraft: så mye som det genereres, så mye forbrukes.

Reaktiv effekt Q forbrukes ikke og representerer oscillasjonen av elektromagnetisk energi i en elektrisk krets.Strømmen av energi fra kilden til mottakeren og omvendt er relatert til strømmen gjennom ledningene, og siden ledningene har aktiv motstand, er det tap i dem.

Med reaktiv effekt blir det altså ikke utført arbeid, men det oppstår tap, som for samme aktive effekt, jo større, jo mindre er effektfaktoren (cosphi, cosinus «phi»).

Et eksempel. Bestem effekttapet i en linje med motstand rl = 1 ohm hvis effekt P = 10 kW overføres gjennom den ved en spenning på 400 V en gang ved cosphi1 = 0,5 og andre gang ved cosphi2 = 0,9.

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

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

I det andre tilfellet er gjeldende Az1 = P / (Ucosphi2) = 10/(0,4•0,9) = 28 A.

Effekttap dP2 = Az22rl = 282•1 = 784 W = 0,784 kW, dvs. i det andre tilfellet er krafttapet 2,5 / 0,784 = 3,2 ganger mindre bare fordi cosfi-verdien er høyere.

Beregningen viser tydelig at jo høyere verdi av cosinus «phi», jo lavere energitapet og mindre behov for å plassere ikke-jernholdige metaller ved installasjon av nye installasjoner.

Ved å øke cosinus «phi» har vi tre hovedmål:

1) spare elektrisk energi,

2) sparer ikke-jernholdige metaller,

3) maksimal bruk av den installerte kraften til generatorer, transformatorer og generelt AC-motorer.

Den siste omstendigheten bekreftes av det faktum at for eksempel fra samme transformator er det mulig å oppnå jo mer aktiv kraft, jo større verdi har cosfi-brukere.Så fra en transformator med en merkeeffekt Sn= 1000 kVa ved cosfi1 = 0,7 kan du få den aktive effekten P1 = Снcosfie1 = 1000 • 0,7 = 700 kW, og ved cosfi2 = 0,95 R2 = Сncosfi2= 05 095 • kW.

I begge tilfeller vil transformatoren være fullastet til 1000 kVA. Induksjonsmotorer og underlasttransformatorer er årsaken til lav effektfaktor i fabrikker. For eksempel har en induksjonsmotor ved tomgang cosfixx omtrent lik 0,2, mens når den er belastet til nominell effekt på sfin = 0,85.

For større klarhet bør du vurdere en omtrentlig krafttrekant for en induksjonsmotor (fig. 1, d). Under tomgangsdrift bruker induksjonsmotoren reaktiv effekt omtrent lik 30 % av merkeeffekten, mens den aktive effekten som forbrukes i dette tilfellet er omtrent 15 %. Derfor er effektfaktoren svært lav. Når belastningen øker, øker den aktive effekten og den reaktive effekten endres marginalt og dermed øker cosfien. Les mer om det her: Drivkraftfaktor

Hovedaktiviteten som øker verdien av cosfi er å drive med full produksjonskapasitet. I dette tilfellet vil asynkronmotorer operere med effektfaktorer nær de nominelle verdiene.

Maktfaktorforbedringsaktiviteter er delt inn i to hovedgrupper:

1) krever ikke installasjon av kompenserende enheter og egnet i alle tilfeller (naturlige metoder);

2) relatert til bruk av kompenserende enheter (kunstige metoder).

Kondenseringsenhet for å øke effektfaktoren

Aktivitetene til den første gruppen, i henhold til gjeldende retningslinjer, inkluderer rasjonalisering av den teknologiske prosessen, noe som fører til forbedring av utstyrets energimodus og økning av kraftfaktoren. De samme tiltakene inkluderer bruk av synkronmotorer i stedet for noen asynkrone (installasjon av synkronmotorer i stedet for asynkrone anbefales der det er nødvendig for å øke effektiviteten).

Les også om dette emnet: AC strømforsyning og strømtap