Asünkroonmootori võimsustegur — millest see sõltub ja kuidas muutub
Iga asünkroonmootori andmesildil (andmeplaadil) on lisaks muudele tööparameetritele märgitud selle parameeter järgmiselt koosinus phi — cosfi… Koosinus phi nimetatakse ka asünkroonmootori võimsusteguriks.
Miks nimetatakse seda parameetrit cos phiks ja kuidas see on seotud võimsusega? Kõik on üsna lihtne: phi on voolu ja pinge faasierinevus ning kui joonistada asünkroonmootori (trafo, asünkroonahju jne) töö ajal tekkiv aktiiv-, reaktiiv- ja koguvõimsus, selgub, et suhe aktiivvõimsusest täisvõimsusel — see on koosinus phi — Cosphi ehk teisisõnu — võimsustegur.
Asünkroonmootori nimitoitepinge ja võlli nimikoormuse korral on koosinus phi või võimsustegur lihtsalt võrdne selle tüübisildi väärtusega.
Näiteks mootori AIR71A2U2 puhul on võimsustegur 0,8 võlli koormusega 0,75 kW.Kuid selle mootori kasutegur on 79%, seetõttu on mootori poolt võlli nimikoormusel tarbitav aktiivvõimsus üle 0,75 kW, nimelt 0,75 / Kasutegur = 0,75 / 0,79 = 0,95 kW.
Sellegipoolest on võlli nimikoormusel võimsuse parameeter ehk Cosphi seotud täpselt võrgu tarbitava energiaga. See tähendab, et selle mootori koguvõimsus on võrdne S = 0,95 / Cosfi = 1,187 (KVA). Kus P = 0,95 on mootori poolt tarbitud aktiivvõimsus.
Sel juhul on võimsustegur ehk Cosphi seotud mootori võlli koormusega, kuna erineva võlli mehaanilise võimsusega on ka staatori voolu aktiivne komponent erinev. Nii et tühikäigurežiimis, st kui võlliga pole midagi ühendatud, ei ületa mootori võimsustegur reeglina 0,2.
Kui võlli koormus hakkab suurenema, suureneb ka staatori voolu aktiivne komponent, mistõttu võimsustegur suureneb ja nimiväärtusele lähedasel koormusel on see ligikaudu 0,8–0,9.
Kui nüüd koormus kasvab jätkuvalt, see tähendab võlli koormamist üle nimiväärtuse, siis rootor aeglustub, suureneb libisema s, hakkab kaasa aitama rootori induktiivne takistus ja võimsustegur hakkab vähenema.
Kui mootor töötab teatud osa tööajast tühikäigul, võite kasutada rakendatud pinge vähendamist, näiteks lülituda kolmnurgalt tähele, siis mähiste faasipinge väheneb 3 korda. , siis tühikäigurootori induktiivne komponent väheneb ja staatori mähiste aktiivne komponent suureneb veidi. Seega suureneb võimsustegur veidi.
Põhimõtteliselt on vahelduvvooluga käitatavates süsteemides, nagu asünkroonmootorid, alati lisaks aktiivsetele, induktiivsetele ja mahtuvuslikele komponentidele, mistõttu iga pooltsükli järel tagastatakse teatud osa energiast võrku, nn. reaktiivvõimsus Q.
See asjaolu tekitab elektritarnijatele probleeme: generaator on sunnitud andma võrku täisvõimsust S, mis naaseb generaatorisse, kuid selle täisvõimsuse jaoks vajavad juhtmed siiski sobivat ristlõiget ja loomulikult toimub parasiitküte. juhtmed edasi-tagasi ringlevast reaktiivvoolust... Selgub, et generaatoril on vaja täisvõimsust anda, millest osa on põhimõtteliselt kasutu.
Puhtalt aktiivsel kujul võiks elektrijaama generaator anda kasutajale palju rohkem elektrit ja selleks on vaja, et võimsustegur oleks ühtsuse lähedane ehk nagu puhtaktiivse koormuse korral, kus Cosphi = 1.
Selliste tingimuste tagamiseks paigaldavad mõned suured ettevõtted reaktiivvõimsuse kompensatsiooniseadmed, see tähendab mähiste ja kondensaatorite süsteemid, mis ühendatakse automaatselt paralleelselt asünkroonsete mootoritega, kui nende võimsustegur väheneb.
Selgub, et reaktiivenergia ringleb asünkroonmootori ja antud paigaldise vahel, mitte elektrijaamas asünkroonmootori ja generaatori vahel. Seega viiakse asünkroonsete mootorite võimsustegur peaaegu 1-ni.