Čo je Power Factor: Oprava, Vzorec a definícia
Vo všeobecnosti je schopnosť robiť prácu. V elektrickej oblasti je elektrická energia množstvo elektrickej energie, ktoré môže byť prenesené do inej formy (teplo, svetlo atď.) Za jednotku času. Matematicky je výsledkom poklesu napätia naprieč prvkom a pretekajúceho prúdu. Najskôr, keď sa zoberieme do úvahy jednosmerné obvody s jednosmernými zdrojmi napätia, induktory a kondenzátory sa správajú ako skrat a otvorený obvod v ustálenom stave.
Celý okruh sa teda správa ako odporový obvod a celá elektrická energia sa rozptýli vo forme tepla. Tu je napätie a prúd v
Teraz prichádzajúci do obvodu AC, tu induktor a kondenzátor ponúkajú určitú impedanciu danú:
Induktor uchováva elektrickú energiu vo formemagnetickej energie a kondenzátora ukladá elektrickú energiu vo forme elektrostatickej energie. Ani jeden z nich to nerozlišuje. Ďalej existuje fázový posun medzi napätím a prúdom.
Preto keď uvažujeme celý obvod pozostávajúci z odporu, induktora a kondenzátora, existuje určitý fázový rozdiel medzi zdrojovým napätím a prúdom.
Je nazývaný kosinus tohto fázového rozdielu faktorom elektrickej energie, Tento faktor (-1 <cosφ <1) predstavujezlomok celkového výkonu, ktorý sa používa na užitočnú prácu. Druhý podiel elektrickej energie je uložený vo forme magnetickej energie alebo elektrostatickej energie v induktore a kondenzátore.
Celkový výkon v tomto prípade je:
Toto sa nazýva zdanlivý výkon a jeho jednotka je VA (Volt Amp) a označená symbolom "S". Časť tejto celkovej elektrickej energie, ktorá nám užitočnú prácu nazýva aktívna sila. Označujeme to ako "P".
P = Aktívny výkon = Celkový elektrický výkon.cosf a jeho jednotka je watt.
Druhá časť výkonu sa nazýva reaktívna sila. Reaktívna energia nemá žiadnu užitočnú prácu, ale je potrebná na aktívnu prácu. Znamenáme to s "Q" a matematicky je daný:
Q = Reaktívny výkon = Celkový elektrický výkon.sinφ a jeho jednotka je VAR (Volt Amp Reactive). Tento jalový výkon osciluje medzi zdrojom a záťažou. Aby sme to lepšie porozumeli, všetka táto moc je reprezentovaná vo forme a
Matematicky, S2 = P2 + Q2 a faktorom elektrickej energie je aktívny výkon / zdanlivý výkon.
Zlepšenie výkonového faktora
Na obrázku sa nachádza pojem výkonový faktorLen obvody AC. Matematicky je to kosínus fázového rozdielu medzi zdrojovým napätím a prúdom. Týka sa podielu celkového výkonu (zdanlivý výkon), ktorý sa využíva na užitočnú prácu nazvanú aktívna energia.
Potreba zvýšenia výkonového faktora
- Skutočná sila je daná P = VIcosφ. Elektrický prúd je nepriamo úmerný cosφ na prenos určitého množstva výkonu pri určitom napätí. Preto je vyššie pf nižšie prúdenie prúdu. Malý prúdový prúd vyžaduje menšiu prierezu vodičov a tým šetrí vodiče a peniaze.
- Z vyššie uvedeného vzťahu vidíme slabú mocFaktor zvyšuje prúd prúdiaci vo vodiči a tým stúpa strata meď. V alternátore, elektrickom transformátore a prevodovke dochádza k veľkému poklesu napätia
a distribučné vedenia - čo spôsobuje veľmi slabú reguláciu napätia. - KVA hodnotenie strojov sa tiež znižuje tým, že má vyšší výkonový faktor podľa vzorca:
Preto veľkosť a cena stroja
To je dôvod, prečo
Metódy zlepšenia výkonového faktora
Existujú tri hlavné spôsoby, ako zlepšiť výkonový faktor:
- Kondenzátorové banky
- Synchrónne kondenzátory
- Phase Advancers
Kondenzátorové banky
Zlepšenie výkonového faktora znamená zníženie fázyrozdiel medzi napätím a prúdom. Pretože väčšina nákladu má indukčnú povahu, potrebuje na to, aby fungovala určitá časť reaktívneho výkonu.
Kondenzátor alebo skupina kondenzátorov inštalovaných paralelne so záťažou poskytuje tento jalový výkon. Pôsobia ako zdroj lokálnej reaktívnej sily a tým menej toku reaktívnej energie preteká cez linku.
Kondenzátorové banky znižujú fázový rozdiel medzi napätím a
Synchrónne kondenzátory
Synchrónne kondenzátory sú trojfázové synchrónne motory bez záťaže pripojené k ich hriadeľu.
Synchrónny motor má charakteristikypracujú pod ľubovoľným vedúcim výkonovým faktorom, oneskorením alebo jednotou v závislosti od budenia. Pri induktívnom zaťažení je synchrónny kondenzátor pripojený k strane zaťaženia a je preexponovaný.
Synchrónne kondenzátory spôsobujú, že sa správa ako kondenzátor. Vyťahuje zaťažovací prúd zo zdroja alebo dodáva jalový výkon.
Phase Advancers
Toto je AC budič používaný predovšetkým na zlepšenie PF indukčného motora.
Sú namontované na hriadeli motora asú pripojené k obvodu rotora motora. Zlepšuje výkonový faktor tým, že poskytuje vzrušujúce záťažové kmitočty na vytvorenie požadovaného toku pri danej skĺznutej frekvencii.
Ďalej, ak sa ampere-otáčky zvyšujú, môžu byť vykonané tak, aby fungovali s vedúcim činiteľom výkonu.
Výpočet výkonového faktora
v výpočet účinníka, merime napätie a prúd napájané pomocou voltmetra a ampérmetra. Na získanie aktívneho výkonu sa používa wattmeter.
Teraz vieme, že P = VIcosφ watt
Preto môžeme získať faktor elektrickej energie.
Teraz môžeme vypočítať jalový výkon Q = VIsinφ VAR
Táto jalová energia sa teraz môže dodávať z kondenzátora inštalovaného paralelne so záťažou v miestnej. Reaktívny výkon kondenzátora sa môže vypočítať podľa tohto vzorca:
DÔLEŽITÉ: V zlepšenie účinníka, požiadavka jalového výkonu na zaťaženie sa nemení. Dodáva sa iba inými zariadeniami, čím sa znižuje zaťaženie zdroja na zabezpečenie požadovanej jalovej energie.