Косинус фи в электротехнике это

Косинус фи в электротехнике это

• Работа в компании
• Закупки
• Библиотека
• Охрана труда
• Рус / Eng

• О заводе
• Каталог
  • Установки компенсации реактивной мощности
    • Регулируемые конденсаторные установки КРМ (АУКРМ) — 0,4 кВ
    • Нерегулируемые конденсаторные установки КРМ (УКРМ ) — 0,4 кВ
    • Тиристорные конденсаторные установки КРМТ (АУКРМТ) — 0,4 кВ
    • Комплектующие для конденсаторных установок
    • Серия PSPE1 (однофазные конденсаторы)
    • Серия PSPE3 (трехфазные конденсаторы)
    • Конденсаторы серии AFC3
    • Конденсаторы серии FA2
    • Конденсаторы серии FA3
    • Конденсаторы серии FB3
    • Конденсаторы серии FO1
    • Конденсаторы серии PO1
    • Конденсаторы серии SPC
    • Серия K78-99 (пластиковый корпус)
    • Серия К78-99 A (алюминиевый корпус)
    • Серия К78-99 AP2 (взрывозащищенный)
    • Серия К78-98 (пластиковый корпус)
    • Серия К78-98 A (алюминиевый корпус)
    • Серия К78-98 АР2 (взрывозащищенный)

    

    • офис: с 9 00 до 17 30
    • склад: с 9 00 до 17 00

    +7 (925) 517-34-27 (отдел продаж);

    +7 (495) 744-31-71 (отдел продаж);
    +7 (926) 673-77-58 (отдел персонала).

    • Охрана труда
    • Установки компенсации реактивной мощности
      • Регулируемые конденсаторные установки КРМ (АУКРМ) — 0,4 кВ
      • Нерегулируемые конденсаторные установки КРМ (УКРМ ) — 0,4 кВ
      • Тиристорные конденсаторные установки КРМТ (АУКРМТ) — 0,4 кВ
      • Комплектующие для конденсаторных установок
      • Серия PSPE1 (однофазные конденсаторы)
      • Серия PSPE3 (трехфазные конденсаторы)
      • Конденсаторы серии AFC3
      • Конденсаторы серии FA2
      • Конденсаторы серии FA3
      • Конденсаторы серии FB3
      • Конденсаторы серии FO1
      • Конденсаторы серии PO1
      • Конденсаторы серии SPC
      • Серия K78-99 (пластиковый корпус)
      • Серия К78-99 A (алюминиевый корпус)
      • Серия К78-99 AP2 (взрывозащищенный)
      • Серия К78-98 (пластиковый корпус)
      • Серия К78-98 A (алюминиевый корпус)
      • Серия К78-98 АР2 (взрывозащищенный)

      Сертификаты
      ЗАДАТЬ ВОПРОС
      ЗАДАЙТЕ ВОПРОС ONLINE
      на Ваши вопросы ответят профильные специалисты
      ЗАДАТЬ ВОПРОС
      Спасибо за интерес, проявленный к нашей Компании

      • Словарь терминов
      • Коэффициент мощности

      Коэффициент мощности
      Отправить другу

      Коэффициентом мощности или cos φ электрической сети называется отношение активной мощности к полной мощности нагрузки расчетного участка.

      cos φ = P/S, где:

      • cos φ – коэффициент мощности;
      • Р — активная мощность Вт;
      • S — полная мощность ВА;

      Коэффициент мощности можно определить как расчетным путем, так и измерить специальными приборами. Только в том случае, когда нагрузка имеет исключительно активный характер, cos φ равен единице. В основном же, активная мощность меньше полной и поэтому коэффициент мощности меньше единицы.

      Следует учитывать, что низкий коэффициент мощности потребителя приводит:

      • к необходимости увеличения полной мощности трансформаторов и электрических станций, а также к увеличению сечения питающих линий электропередач;
      • к понижению коэффициента полезного действия вырабатывающих и трансформирующих элементов цепи;
      • к увеличению потерь мощности и напряжения в проводах. При одних и тех же значениях мощности и напряжения уменьшение коэффициента мощности сопровождается увеличением тока в проводах, вследствие чего возрастают потери на нагрев, что, в свою очередь, приводит к падению напряжения в сети;

      Чем меньше коэффициент мощности сети, тем менее загружена сеть активной мощностью и тем меньше коэффициент полезного действия использования сети. В связи с этим необходимо, чтобы как можно большую часть в полной мощности составляла именно активная мощность, а не реактивная, в этом случае коэффициент мощности будет ближе к единице.

      НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ?
      или заполните простую форму

      Чтобы лучше понять данный вопрос, давайте рассмотрим причины низкого коэффициента мощности:

      • Недогрузка асинхронных электродвигателей. Потребляемая активная мощность уменьшается пропорционально нагрузке, а реактивная мощность изменяется меньше;
      • Неправильный выбор типа электродвигателя. Двигатели быстроходные и большой мощности имеют более высокий коэффициент мощности, чем тихоходные и маломощные;
      • Повышение напряжения в сети. Ведет к увеличению намагничивающего тока индуктивных потребителей реактивной составляющей полного тока;

      Для увеличения коэффициента мощности можно:

      • изменить мощность и тип устанавливаемых электродвигателей;
      • увеличить загрузку электродвигателей в процессе работы;
      • уменьшить время работы в холостом режиме оборудования потребляющего индуктивную мощность;
      • установить установку компенсации реактивной мощности с конденсаторами производства «Нюкон»;

      Преимущества использования конденсаторных установок «Нюкон» для компенсации реактивной мощности

      • малые удельные потери активной мощности установками КРМ (собственные потери косинусных конденсаторов напряжением 0,4 кВ не превышают 0,5 Вт на 1000 ВАр);
      • отсутствие вращающихся частей;
      • удобный монтаж и надежные эксплуатационные характеристики;
      • возможность выбора любого необходимого шага компенсации реактивной мощности;
      • возможность установки и подключения в необходимой точке электросети;
      • отсутствие шума во время работы;
      • малые эксплуатационные затраты;
      • хорошая цена.

      Если Вы желаете купить конденсаторную установку или узнать цену на установки компенсации реактивной мощности, позвоните по телефону указанному ниже или заполните приведенную форму. В этом случае, в ближайшее время мы с Вами свяжемся для уточнения особенностей Вашего проекта, необходимых для расчета стоимости КРМ

      Описание параметра «Компенсация (cos ϕ)»

      Коэффициент мощности (cos φ) — физическая величина, являющаяся энергетической характеристикой электрического тока. Коэффициент мощности характеризует приёмник электроэнергии переменного тока, а именно — степень линейности нагрузки. Равен отношению потребляемой электроприёмником активной мощности к полной мощности. Активная мощность расходуется на совершение работы. Полная мощность — геометрическая сумма активной и реактивной мощностей (в случае синусоидальных тока и напряжения). В общем случае полную мощность можно определить как произведение действующих (среднеквадратических) значений тока и напряжения в цепи. Полная мощность равна корню квадратному из суммы квадратов активной и неактивной мощностей. В качестве единицы измерения полной мощности принято использовать вольт-ампер (ВА) вместо ватта (Вт).

      Коэффициент мощности математически можно интерпретировать как косинус угла между векторами тока и напряжения. Поэтому в случае синусоидальных напряжения и тока величина коэффициента мощности совпадает с косинусом угла, на который отстают соответствующие фазы.

      Коэффициент мощности позволяет судить о нелинейных искажениях, вносимых нагрузкой в электросеть. Чем он меньше, тем больше вносится нелинейных искажений. Кроме того, при одной и той же активной мощности нагрузки мощность, бесполезно рассеиваемая на проводах, обратно пропорциональна квадрату коэффициента мощности. Таким образом, чем меньше коэффициент мощности, тем ниже качество потребления электроэнергии. Для повышения качества электропотребления применяются различные способы коррекции коэффициента мощности, т. е. его повышения до значения, близкого к единице.

      Значение коэффициента мощности	Высокое	Хорошее	Удовлетворительное	Низкое	Неудовлетворительное
      cos φ	0,95. 1	0,8. 0,95	0,65. 0,8	0,5. 0,65	0. 0,5

      Коэффициент мощности и гармоники в электросети

      

      Контроллер компенсаторной установки для увеличения cos φ

      В прошлой статье я рассказал при исследование качества электроэнергии при помощи анализатора HIOKI. Там я обещал продолжить рассказ и поделиться своими знаниями по таким понятиям, как коэффициент мощности (известный в народе как cos φ) и гармоники питающего напряжения. Кроме того, расскажу, что такое PF, DPF, и докажу, что косинус и синус – две большие разницы! 🙂 Для примера разберём, как обстоят дела с косинусом и гармониками на предприятии, которое мы обследовали совместно с “ИК Энергопартнер”.

      Косинус угла в электротехнике

      Кто хочет, почитайте про cos φ в Википедии, а я расскажу своими словами. Итак, что такое косинус в электротехнике? Дело в том, что есть такое явление, как сдвиг фаз между током и напряжением. Он происходит по разным причинам, и иногда важно знать о его величине. Сдвиг фаз можно измерить в градусах, от 0 до 360. На практике степень реактивности (без указания индуктивного либо емкостного характера) выражают не в градусах, а в функции косинуса, и называют коэффициентом мощности:

      

      cos fi

      • P – активная мощность, которая тратится на совершение полезной работы,
      • S – полная мощность.

      Полная мощность является геометрической суммой активной Р и реактивной Q мощностей, поэтому формулу коэффициента мощности можно записать в следующем виде:

      

      Формула коэффициента мощности через активную и реактивную мощности

      СамЭлектрик.ру в социальных сетях:

      

      Подписывайтесь! Там тоже интересно!

      В иностранной литературе коэффициент мощности cos φ называют PF (Power Factor). Фактически, это коэффициент, который говорит о сдвиге сигнала тока по отношению к сигналу напряжения.

      На самом деле, всё не так просто, подробности ниже.

      Легендарный Алекс Жук очень толково рассказал, что такое реактивная мощность, и всё по этой теме:

      В видео подробно и доступно изложена вся теория по теме.

      Размерности. Что в чём измеряется

      Активная мощность Р ⇒ Вт (то, что измеряет домашний счетчик),

      Реактивная мощность Q ⇒ ВАР (Вольт · Ампер Реактивный),

      Полная мощность S ⇒ ВА (Вольт · Ампер).

      Кстати, в стабилизаторах и генераторах мощность указана в ВА. Так больше. Маркетологи знают лучше.

      Также маркетологи знают, что на потребителях (например, на двигателях) мощность лучше указывать в Вт. Так меньше.

      Минусы и плюсы наличия реактивной составляющей

      При питании нагрузки, имеющей только активный характер, сдвиг фаз между током и напряжением равен нулю. Этот случай можно назвать идеальным, при нем можно питающие сети используются полностью, поскольку нет потерь на бесполезную реактивную составляющую.

      Реактивная составляющая не так бесполезна. Она формирует электромагнитное поле, нужное для адекватной работы реактивной нагрузки.

      В реальной жизни нагрузка, как правило, имеет индуктивный характер (ток отстает от напряжения), и является активно-реактивной. Поэтому всегда, когда говорят о сдвиге фаз и о косинусе, имеют ввиду индуктивную нагрузку.

      Уточню: речь идет о промышленной сфере, где эта проблема стоит особенно остро. В быту нагрузка, как правило, имеет емкостной характер. Но учитывая мизерные мощности и высокий cos φ, реактивные мощности в быту не используют.

      Основными источниками реактивной составляющей электроэнергии являются трансформаторы и асинхронные электродвигатели.

      Чисто реактивная нагрузка бывает только в учебнике. Реально за счет потерь всегда присутствует и активная составляющая тоже.

      Реактивная составляющая мощности питания является негативным фактором, поскольку:

      • Возникают дополнительные потери в линиях передачи электроэнергии,
      • Снижается пропускная способность линий электропередачи,
      • Происходит падение напряжения на линиях передачи из-за увеличения реактивной составляющей тока питающей сети,
      • Происходит дополнительный нагрев и износ систем распределения и трансформации электроэнергии,
      • Возможно появление резонансных эффектов на частотах гармоник, что может вызвать перегрев питающих сетей.

      По приведенным причинам необходимо понижать долю реактивной мощности в сети (повышать косинус) – это выгодно и энергоснабжающим организациям, и потребителям с распределенными сетями.

      Пример: Для передачи определенной мощности нужен ток 100 А при cos φ = 1. Однако, при cos φ = 0,6 для обеспечения той же мощности нужно будет передать ток 166 А! Соответственно, нужно думать о повышении мощности питающей сети и увеличении сечения проводов…

      Реактивная мощность – это часть мощности источника питания, эта мощность была накоплена в магнитном поле, а затем возвращена обратно источнику.

      Как компенсируют реактивную составляющую мощности?

      Для понижения (компенсации) индуктивного характера реактивной составляющей используют введение емкостной составляющей в нагрузку, которая имеет положительный сдвиг фаз напряжения и тока (ток опережает напряжение). Реализуется это путем подключения параллельно нагрузке конденсаторов необходимой емкости. В результате происходит компенсация, и нагрузка со стороны питающей сети становится активной, с малой долей реактивной составляющей.

      

      Компенсаторная установка на контакторах

      Важно, чтобы не происходило перекомпенсации. То есть, даже после компенсации косинус не должен быть выше 0,98 – 0,99, и характер мощности всё равно должен оставаться индуктивным. Ведь компенсация имеет ступенчатый характер (контакторами переключаются трехфазные конденсаторы).

      

      Конденсатор компенсатора реактивной мощности

      Однако, для конечного потребителя компенсация реактивной мощности не имеет особого смысла. Польза в её компенсации есть только там, где имеются длинные сети передачи, которые “забиваются” реактивной мощностью, что в итоге снижает их пропускную способность.

      Поэтому компенсация реактивной мощности относится к вопросу энергосбережения – она позволяет экономить расход топлива на электростанциях, и выработку бесполезной реактивной энергии, которая в конечном счете преобразуется в тепловую энергию и выбрасывается в атмосферу.

      На предприятиях учитывается и активная, и реактивная потребляемые мощности, и при составлении договора оговаривается минимальное значение коэффициента мощности, которое нужно обеспечить. Если косинус упал – включается повышающий коэффициент при оплате.

      Отрицательный косинус

      Из школьного курса геометрии известно, что cos (φ) = cos (-φ), то есть косинус любого угла будет положительной величиной. Но как же отличить индуктивную нагрузку от емкостной? Всё просто – электрики всех стран условились, что при емкостной нагрузке перед знаком косинуса ставится минус!

      В практике пользования прибором анализа напряжения HIOKI у меня были случаи, когда значение косинуса было отрицательным. В последствии выяснилось, что была неправильно включена компенсаторная установка и произошла перекомпенсация. То есть cos φ < 0, что и должно быть, но конденсаторные установки используются неправильно, и возможны ситуации, когда напряжение в сети из-за этого может подняться.

      Коэффициент реактивной мощности Тангенс φ

      Часто более удобным является коэффициент реактивной мощности tg φ, который показывает отношение реактивной мощности к активной. Понятно, что при tg φ = 0 достигается идеал cos φ = 1.

      Гармоники питающего напряжения

      Кроме образования реактивной мощности, на промышленных предприятиях существует такой негативный фактор, как выработка гармоник напряжения питающей сети.

      Гармоники – это та часть спектра питающего напряжения, которая отличается частоты промышленной сети 50 Гц. Как правило, гармоники образуются на частотах, кратных основной. Таким образом, 1-я (основная) гармоника имеет частоту 50 Гц, 2-я – 100, 3-я – 150, и так далее.

      Для измерения гармоник напряжения существует формула:

      Гармоники напряжения – формула расчета

      • Кu – коэффициент нелинейных искажений, или THD (Total Harmonic Distortion),
      • U(1), U(2), и так далее – напряжение соответствующей гармоники, вплоть до 40-й.

      Однако, эта формула не удобна на практике, поскольку не дает представления об уровне каждой гармонике в отдельности. Поэтому для практических целей используют формулу:

      Коэффициент каждой гармоники напряжения

      • Кu(n) – коэффициент n-й гармонической составляющей спектра напряжения,
      • U(n) – напряжение n-й гармоники,
      • U(1) – напряжение 1-й гармоники

      Таким образом, при измерении мы получим детальное распределение гармоник в спектре питающего напряжения, что позволит провести детальный анализ полученной информации и сделать правильные выводы.

      Есть ещё гармоники тока, но там всё гораздо хуже…

      На основе увеличения гармоник тока построен прибор для обмана счетчика. Кстати, там Автор прибора довольно убедительно доказал пользу своего изобретения)

      PF или DPF?

      Здесь надо сделать оговорку. Всё, что я говорил выше про косинус – относится к линейной нагрузке. Это означает, что напряжение и ток, хоть и гуляют по фазе, имеют форму синуса.

      Но в реальном мире вся нагрузка не только не активная, но и не линейная. Значит, ток через неё имеет хоть и периодическую, но далеко не синусоидальную форму. Искаженная синусоида означает, что кроме первой гармоники имеются и другие, вплоть до бесконечности.

      Вот как обстоят иногда дела:

      

      Формы напряжения и тока при нелинейной нагрузке

      

      Гармоники напряжения, тока и мощности

      Обычно, когда нагрузка симметричная (трехфазные потребители), за счёт принципов работы все гармоники, кратные 2 и 3, почти отсутствуют. В итоге остаются в основном 5, 7, 11, 13 гармоники, имеющие частоты соответственно частоты 250, 350, 550, 650 Гц.

      Поэтому надо понимать, что та теория, что я расписал выше – для идеальных условий (без нелинейных искажений), которых в реале не бывает. Либо, если пренебречь высшими гармониками тока, и взять только первую (50 Гц), что обычно и происходит в жизни.

      И если подходить к терминологии строго, то cos φ и PF (Power Factor) – это не одно и то же. PF учитывает также все гармоники напряжения и тока. И с учетом нелинейности реальный PF будет меньше.

      Для учета коэффициента мощности в приборе HIOKI есть параметр DPF (Displacement Power Factor, смещённый коэффициент мощности), который учитывает только первую гармонику и равен cos φ.

      

      Коэффициенты мощности полный PF и смещённый DPF (для чистого синуса)

      В итоге можно сказать, что справедливо выражение:

      cos φ = DPF ≤ PF

      Измерения на предприятии

      При индуктивном характере нагрузки, который наблюдается на практике в большинстве случаев, ток отстает от напряжения (отрицательный сдвиг фаз), что видно на экране прибора HIOKI 3197 (табличные данные) при проведении измерений:

      

      В данном случае видно, что ток отстает от напряжения примерно на 26°.

      Из вышеприведенного измерения видно, что при угле отставания тока (сдвиге фаз) 26° cos φ = 0,898. Данный расчет подтверждается измеренным значением.

      Измерение проводилось в течение около двух часов, за это время оборудование (нагрузка) циклически включалось и выключалось. За всё время измерения коэффициент нелинейных искажений напряжения THD не превысил 1,3% по каждой из фаз.

      Результаты измерений приведены ниже:

      

      Измеренные гармоники напряжения, тока и мощности

      

      Режим мультиметра – на экране разные параметры

      Для проверки проведём расчет по выше приведенной формуле для самых интенсивных гармоник (5, 7, 11):

      

      Расчет гармоник напряжения

      Как видно, остальные гармоники имеют пренебрежимо малый вес.

      Временной график THD:

      

      График THD (коэфта нелинейных искажений)

      Временной график cosϕ:

      

      Анализ полученных результатов обследования

      На предприятии нужно было выбрать компенсирующую установку для увеличения коэффициента мощности. Но перед её покупкой было решено обратить внимание на гармоники.

      Были реальные случаи, когда из-за высокого уровня гармоник напряжения взрывались и загорались конденсаторные установки

      В ГОСТ 13109-97 указан допустимый уровень гармонических искажений по напряжению, равный 8%. По проведенным измерениям, этот уровень не превышен. Однако, при увеличении мощности в 5 раз можно ожидать увеличение процента гармоник (THD) в то же количество раз. Следовательно, возможно увеличение коэффициента гармоник с 2,3 % до 11,5 %.

      Однако, по рекомендациям производителей для безопасной эксплуатации батарей конденсаторов установок стандартного исполнения уровень THD не должен превышать 2 %. При этом уровень гармоник тока не учитывается и ГОСТом не регламентируется.

      Следовательно, необходимо применять совместно с конденсаторными установками фильтры высших частот (фильтрокомпенсирующие устройства).

      Рекомендации по уменьшению гармонических составляющих питающего напряжения

      Для уменьшения гармоник напряжение рекомендуется сделать следующее:

      1. На все преобразователи частоты мощностью более 10 кВт в обязательном порядке установить линейные дроссели переменного тока. Лучшим вариантом будет выбор дросселей с высоким импедансом (3-4 %), которые уменьшат уровень гармоник на 15-20%. Кроме того, установка дросселей улучшит надежность и отказоустойчивость преобразователей.
      2. На преобразователи частоты мощностью более 35 кВт, кроме дросселей переменного тока, установить дроссели постоянного тока для питания звена постоянного тока. Это дополнительно уменьшит выбросы гармоник в питающую сеть на 5-10%.
      3. Применить пассивные LC-фильтры на вводе питания преобразователей частоты и других нелинейных нагрузок.

      Для выполнения приведенных рекомендаций желательно обратиться к инструкциям производителей и специалистам.

      Креме того, рекомендуется проверить состояние питающих проводов, кабелей, клемм, переходных сопротивлений силовых соединений фазных и нейтральных проводов, качество соединений заземления корпусов электроприборов и т.д. В результате обследования выявлены преобразователи с отключенным заземлением.

      Рекомендации по выбору компенсирующих устройств реактивной мощности

      Мощность компенсирующего устройства выбирается исходя из мощности нагрузки, а также существующего и желаемого коэффициентов мощности.

      Для расчета параметров можно воспользоваться следующей методикой.

      Определить из таблицы коэффициент К, который считается по формулам на основе углов фаз некомпенсированного и компенсированного питания:

      

      Таблица для определения коэффициента выбора конденсаторов

      Например, текущий cosϕ = 0,7, желаемый cosϕ = 0,96. Тогда К = 0,73.

      Как я уже говорил, не рекомендуется компенсировать реактивную мощность полностью (до cosϕ = 1), так как при этом возможна перекомпенсация (за счет переменной величины активной мощности нагрузки и других случайных факторов)

      Этот тот самый случай, когда к идеалу стремиться не нужно)

      Далее, необходимую емкостную мощность конденсаторных батарей определяют по формуле: Qc = КP (ВАр).

      Например, в нашем случае, при мощности 1000 кВт полная мощность конденсаторной батареи будет 730 кВАр.

      При выборе конденсаторной батареи она должна обладать следующими параметрами (не хуже):

      • Перегрузка по току – 1,3 I ном
      • Перегрузка по напряжению – 1,1 U ном
      • Мощность минимальной ступени – не более 15 кВАр
      • Допустимое содержание гармоник напряжения – не менее 20 %
      • Частота расстройки фильтра – не более 190 Гц (срез начиная с 4-й гармоники)
      • Регулятор реактивной мощности – электронный, с измерением и выдачей всех необходимых параметров
      • Коммутация – контакторы, поскольку изменение активной мощности не быстрое

      (рекомендации даны поставщиком КУ)

      На этом всё. Если есть желание что-то добавить, или поправить меня – как всегда, рад вашим комментариям!

      Рекомендую похожие статьи:

      1. О пивной пене – или мифы о компенсации реактивной мощности
      2. Измерение качества электроэнергии
      3. Выбор стабилизатора напряжения
      4. Расчет падения напряжения в кабеле
      5. Измерение тока КЗ в домашних условиях
      6. Что делать, если пониженное или повышенное напряжение
      7. Почему лучше ставить автоматы с характеристикой “В”?

      Коэффициент мощности асинхронного двигателя — от чего зависит и как изменяется

      

      На шильдике (информационной табличке) любого асинхронного двигателя, кроме других рабочих параметров, указан такой его параметр как косинус фи — Cosфи. Косинус фи иначе называется коэффициентом мощности асинхронного двигателя.

      Почему этот параметр называется косинусом фи, и какое отношение он имеет к мощности? Все довольно просто: фи — это разность фаз между током и напряжением, и если изобразить графически активную, реактивную и полную мощности, имеющие место при работе асинхронного двигателя (трансформатора, индукционной печи и т. д.), то окажется, что отношение активной мощности к полной мощности — это и есть косинус фи — Cosфи, или другими словами — коэффициент мощности.

      

      При номинальном напряжении питания и при номинальной нагрузке на валу асинхронного двигателя, косинус фи или коэффициент мощности как раз и будет равен тому значению, которое указано на его шильдике.

      

      Например, для двигателя АИР71А2У2 коэффициент мощности будет равен 0,8 при нагрузке на валу 0,75 кВт. Но КПД этого двигателя равен 79%, следовательно потребляемая двигателем активная мощность при номинальной нагрузке на валу окажется больше 0,75 кВт, а именно 0,75/КПД = 0,75/0,79 = 0,95 кВт.

      Тем не менее, при номинальной нагрузке на валу, параметр коэффициент мощности или Cosфи связан именно с потребляемой из сети энергией. Значит полная мощность данного двигателя окажется равна S = 0,95/Cosфи = 1,187 (КВА). Где P = 0,95 – потребляемая двигателем активная мощность.

      При этом коэффициент мощности или Cosфи связан с нагрузкой на валу двигателя, поскольку при разной механической мощности на валу — разной будет и активная составляющая тока статора. Так, в режиме холостого хода, то есть когда к валу ничего не присоединено, коэффициент мощности двигателя не превысит, как правило, значения 0,2.

      Если же нагрузку на валу начать увеличивать, то активная составляющая тока статора также будет расти, следовательно коэффициент мощности возрастет, и при близкой к номиналу нагрузке окажется равным примерно 0,8 — 0,9.

      Если теперь нагрузку продолжить увеличивать, то есть нагружать вал сверх номинала, то ротор будет тормозиться, возрастет величина скольжения s, индуктивное сопротивление ротора станет вносить свой вклад, и коэффициент мощности начнет уменьшаться.

      

      Если двигатель определенную часть рабочего времени работает вхолостую, то можно прибегнуть к снижению подводимого напряжения, например переключением с треугольника на звезду, тогда фазное напряжение на обмотках уменьшится в корень из 3 раз, снизится индуктивная составляющая от крутящегося вхолостую ротора, а активная составляющая в обмотках статора немного возрастет. Коэффициент мощности таким образом немного повысится.

      

      Вообще, системы, питающиеся переменным током, такие как асинхронные двигатели, всегда обладают кроме активной еще и индуктивной и емкостной составляющими, поэтому каждые пол периода в сеть возвращается какая-то определенная часть энергии, называемая реактивной мощностью Q.

      Этот факт вызывает у поставщиков электроэнергии проблемы: генератор вынужден поставлять в сеть полную мощность S, которая к генератору возвращается, но провода то все равно требуются соответствующего сечения под эту полную мощность, и, конечно, возникает паразитный нагрев проводов от циркулирующего туда-сюда реактивного тока. Получается, что генератор обязан поставлять полную мощность, часть которой в принципе является бесполезной.

      В чисто активной форме генератор электростанции мог бы поставить потребителю гораздо больше электроэнергии, а для этого необходимо, чтобы коэффициент мощности был бы близок к единице, то есть как при чисто активной нагрузке, у которой Cosфи = 1.

      Для обеспечения таких условий некоторые крупные предприятия устанавливают у себя на территории установки компенсации реактивной мощности, то есть системы из катушек и конденсаторов, которые автоматически подключаются параллельно асинхронным двигателям когда коэффициент их мощности снижается.

      Получается, что реактивная энергия циркулирует между асинхронным двигателем и данной установкой, а не между асинхронным двигателем и генератором на электростанции. Так коэффициент мощности асинхронных двигателей доводят почти до 1.

      Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

      Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

      Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

      Похожие публикации:

      1. Как в автокаде убрать подсказки при построении
      2. Как вставить рамку в нанокаде
      3. Математическая формулировка принципа гюйгенса френеля
      4. Меры безопасности при подъеме и перемещении опор вл 10 20 кв