• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com


Коэффициент мощности

Коэффициент мощности является безразмерной физической величиной, характеризующей электрический ток. Это отношение мощностей: активной к полной:

формула

Математически интерпретируется в качестве  косинуса угла между вектором тока и вектором напряжения. Таким образом, при синусоидальном характере напряжения и тока данный коэффициент соответствует косинусу угла отставания определённых фаз.

Данный коэффициент весьма важен для проектирования электросетей. Если он будет недостаточно высок, то он может вызывать потери электроэнергии в электросети. Для его увеличения пользуются компенсаторами. Его неправильный расчёт может стать снижения КПД приборов, подсоединённых к этой сети, а также избыточного энергопотребления.

Причины низкого коэффициента мощности

1.  Ошибочный выбор вида электродвигателя. У быстроходных двигателей и высокомощных двигателей коэффициент выше, чем у тихоходных и маломощных.

2.  Недостаточная загрузка асинхронных электродвигателей. Уменьшение потребляемой мощности осуществляется пропорционально нагрузке. При этом реактивная мощность изменяется в меньшей степени.

3.  Повышение сетевого напряжения. У индуктивных потребителей реактивного компонента полного тока увеличивается намагничивающий ток.

график зависимости мощностей

Коррекция коэффициента мощности

Коррекцией коэффициента мощности называют нормализацию состояния процесса эксплуатация конечного устройства, имеющего невысокий коэффициент, с целью его соответствия имеющимся стандартам. Она осуществляется в форме дополнительной схемы у входа устройства.

Эта процедура должна осуществляться для импульсных источников питания, мощность которых превышает 100 Вт. Это позволяет равномерно использовать фазную мощность и не позволить нейтральному проводу трёхфазной сети перегружаться. Устраняются всплески вверху синусоиды питающего напряжения, а нагрузка на силовую линию распределяется равномерно.

Существуют два основных вида коррекции:

1.  Пассивная. Данный метод коррекции используется в дешевых устройствах с небольшим потреблением энергии. С её помощью значения данного коэффициента поднимаются до 0,9. Это используется тогда, когда источник питания уже существует, и нужно лишь создать требуемый фильтр, включив его в схему на входе. Данный метод представляет собой фильтрацию потребляемого тока полосовым LC-фильтром. У данной методики имеются определённые ограничения. Эффективность LC-фильтра обеспечивается лишь тогда, когда осуществляется перемена частоты, напряжения и нагрузки в узком интервале значений. Поскольку работа фильтра происходит в низкочастотной области, его компоненты отличаются крупными габаритами и невысокой добротностью, а это приемлемо не всегда. 

2.  Активная. Данная коррекция может быть осуществлена с помощью нескольких схем, среди которой наиболее распространена «схема трансформатора с повышением» (boost converter). С помощью данной схемы обеспечивается работа в сетях с разными показателями питающего напряжения без ограничений. Кроме того, эта схема характеризуется низкой восприимчивостью к переменам электрических параметров сети. Кроме того, эта схема обеспечивает упрощённую реализацию защиты от перенапряжений. Стандартным корректором является AC/DC преобразователь, имеющий широтно-импульсную модуляцию (PWM). Модулятором управляется мощный ключ, трансформирующий напряжение сети в последовательности импульсов. После того, как они выпрямляются на выходе, получается постоянное напряжение.

Рекомендации по повышению коэффициента мощности

Повысить этот коэффициент можно посредством улучшения функционирования электроустановок, не применяя при этом компенсирующие устройства. Для этого нужно:

1.  Упорядочить технологический процесс предприятия, что позволит сделать энергетический режим оборудования более эффективным.

2.  Заменить асинхронные электродвигателями синхронными той же мощности, если это допускается условиями технологического процесса.

3.  Заменить малозагруженные асинхронные двигатели на менее мощные.

4.  Снизить напряжение у малозагруженных двигателей.

5.  Ограничить холостой ход двигателей.

6.  Произвести замену малозагруженных трансформаторов на менее мощные.

Подбор электродвигателя для функционирующей машины должен выбираться соответственно её режиму работы с учётом допустимой перегрузки двигателя. Желательно наличие у двигателя большой скорости вращения и короткозамкнутого ротора, который вращается на подшипниках качения.

Таким образом, при проектировании электросетей очень важен размер коэффициента мощности. Требуется делать все возможное для его увеличения, в частности, коррекцию мощности.


Вольт-амперная характеристика – это зависимость тока в конкретной электрической цепи-многополюснике от напряжения в ней. Она показывает зависимость падения напряжения от протекающего тока.

читать далее

Правило правой руки – правило, использующееся для определения вектора магнитной индукции поля.

читать далее

Термин "постоянный ток" применяется к любому электрическому току, который с течением времени не изменяет своих характеристик. Т.е.

читать далее