Mis on võimsustegur (koosinus Phi)

Füüsilise isiku võimsustegur (koosinus phi) on järgmine. Nagu teate, on vahelduvvooluahelas üldiselt kolme tüüpi koormust või kolme tüüpi võimsust (kolme tüüpi voolu, kolme tüüpi takistust). Aktiivne P, reaktiivne Q ja kogu C võimsus on seotud vastavalt aktiivse r-i, reaktiivse x-i ja kogu z-takistusega.

Elektrotehnika kursusest on teada, et aktiivseks nimetatakse takistust, mille puhul voolu läbimisel eraldub soojust. Aktiivne takistus on seotud aktiivvõimsuse kadudega dPn, mis on võrdne voolutugevuse ruuduga, mis on korrutatud takistusega dPn = Az2r W

Reaktsioonivõime kui vool läbib seda, ei põhjusta see kadusid. See takistus tuleneb nii induktiivsusest L kui ka mahtuvusest C.

Induktiivne ja mahtuvuslik takistus on kahte tüüpi reaktiivtakistus ja neid väljendatakse järgmiste valemitega:

• reaktants või induktiivne takistus,

• mahtuvuslik takistus või mahtuvus,

Siis x = xL — НС° С… Näiteks kui ahelas xL= 12 oomi, xc = 7 oomi, siis ahela reaktants x = xL — NSc= 12 — 7 = 5 oomi.

Riis. 1. Illustratsioonid koosinuse «phi» olemuse selgitamiseks: a — vahelduvvooluahelas r ja L jadaühenduse ahel, b — takistuse kolmnurk, c — võimsuse kolmnurk, d — võimsuse kolmnurk erinevatel väärtustel. aktiivse võimsusega.

Takistus z sisaldab takistust ja reaktiivsust. R ja L jadaühenduse korral (joonis 1, a) on graafiliselt kujutatud takistuse kolmnurka.

Kui selle kolmnurga küljed korrutada sama voolutugevuse ruuduga, siis suhe ei muutu, vaid uueks kolmnurgaks saab võimsuskolmnurk (joon. 1, c). Vaata täpsemalt siit — Takistuse, pinge ja võimsuste kolmnurgad

Nagu kolmnurgast näha, esineb vahelduvvooluahelas tavaliselt kolm võimsust: aktiivne P, reaktiivne Q ja kogu S

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

Aktiivset võimsust võib nimetada töövõimsuseks, see tähendab, et see "soojendab" (soojuse eraldumine), "tuleb" (elektrivalgustus), "liigub" (elektrimootori ajamid) jne. Seda mõõdetakse samamoodi nagu konstantset võimsust. , vattides.

Arenenud aktiivne jõudb täiesti jäljetult kulub vastuvõtjatesse ja pliijuhtmetesse valguse kiirusel — peaaegu silmapilkselt. See on üks aktiivvõimsuse iseloomulikke tunnuseid: nii palju kui seda toodetakse, nii palju kulub.

Reaktiivvõimsust Q ei tarbita ja see tähistab elektromagnetilise energia võnkumist elektriahelas.Energia liikumine allikast vastuvõtjasse ja vastupidi on seotud voolu vooluga läbi juhtmete ja kuna juhtmetel on aktiivtakistus, siis on neis kaod.

Seega reaktiivvõimsusega tööd ei tehta, vaid tekivad kaod, mis sama aktiivvõimsuse puhul, mida suurem, seda väiksem on võimsustegur (cosphi, koosinus «phi»).

Näide. Määrake võimsuskadu liinil takistusega rl = 1 ohm, kui selle kaudu edastatakse võimsus P = 10 kW pingel 400 V üks kord cosphi1 = 0,5 ja teisel korral cosphi2 = 0,9 korral.

Vastus. Vool esimesel juhul I1 = P / (Ucosphi1) = 10/(0,4•0,5) = 50 A.

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

Teisel juhul on praegune Az1 = P / (Ucosphi2) = 10/(0,4•0,9) = 28 A.

Võimsuskadu dP2 = Az22rl = 282•1 = 784 W = 0,784 kW, s.o. teisel juhul on võimsuskadu 2,5 / 0,784 = 3,2 korda väiksem ainult seetõttu, et cosfi väärtus on suurem.

Arvestus näitab selgelt, et mida suurem on koosinuse «phi» väärtus, seda väiksem on energiakadu ja seda väiksem on vajadus uute paigaldiste paigaldamisel paigutada värvilisi metalle.

Koosinuse «phi» suurendamisega on meil kolm peamist eesmärki:

1) elektrienergia säästmine,

2) värviliste metallide säästmine,

3) generaatorite, trafode ja üldiselt vahelduvvoolumootorite installeeritud võimsuse maksimaalne kasutamine.

Viimast asjaolu kinnitab asjaolu, et näiteks samast trafost on võimalik saada, mida suurem on aktiivvõimsus, seda suurem on cosfi kasutajate väärtus.Niisiis, trafost nimivõimsusega Sn = 1000 kVa, kui cosfi1 = 0,7 saate aktiivvõimsuse P1 = Снcosfie1 = 1000 • 0,7 = 700 kW ja cosfi2 = 0,95 korral R2 = Сncosfi2 = 1000 • = 9. kW.

Mõlemal juhul on trafo täiskoormus 1000 kVA-ni. Asünkroonmootorid ja alakoormustrafod on tehaste madala võimsusteguri põhjuseks. Näiteks tühikäigul töötava asünkroonmootori cosfixx on ligikaudu 0,2, samas kui koormatuna nimivõimsuseni sfin = 0,85.

Suurema selguse huvides kaaluge asünkroonmootori ligikaudset võimsuse kolmnurka (joonis 1, d). Tühikäigul tarbib asünkroonmootor reaktiivvõimsust ligikaudu 30% nimivõimsusest, samas kui tarbitav aktiivvõimsus on sel juhul umbes 15%. Seetõttu on võimsustegur väga madal. Koormuse kasvades suureneb aktiivvõimsus ja reaktiivvõimsus muutub vähesel määral ning seega ka cosfi suureneb. Loe selle kohta lähemalt siit: Ajami võimsustegur

Põhiline cosfi väärtust tõstev tegevusala on täisvõimsusel töötamine. Sel juhul töötavad asünkroonsed mootorid nimiväärtustele lähedaste võimsusteguritega.

Võimsusteguri parandamise tegevused jagunevad kahte põhirühma:

1) ei nõua kompenseerimisseadmete paigaldamist ja sobib igal juhul (looduslikud meetodid);

2) kompenseerivate seadmete (kunstlikud meetodid) kasutamisega seotud.

Kondensatsiooniseade võimsusteguri suurendamiseks

Esimese rühma tegevused hõlmavad kehtivate juhendite kohaselt tehnoloogilise protsessi ratsionaliseerimist, mis viib seadmete energiarežiimi parandamiseni ja võimsusteguri suurendamiseni. Samad meetmed hõlmavad sünkroonmootorite kasutamist mõnede asünkroonsete mootorite asemel (tõhususe suurendamiseks on soovitatav paigaldada asünkroonmootorite asemel sünkroonmootorid).

Loe ka sellel teemal: Vahelduvvoolu toiteallikas ja toitekaod