Power Factor (โคไซน์พี) คืออะไร

พาวเวอร์แฟกเตอร์ของบุคคลธรรมดา (โคไซน์พี) มีดังต่อไปนี้ อย่างที่คุณทราบ ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับโดยทั่วไปมีโหลดสามประเภทหรือกำลังสามประเภท (กระแสสามประเภท ความต้านทานสามประเภท) กำลังของแอคทีฟ P, รีแอคทีฟ Q และ C ทั้งหมดนั้นสัมพันธ์กับค่าแอคทีฟ r, รีแอคทีฟ x และค่าความต้านทานทั้งหมด z ตามลำดับ

เป็นที่ทราบกันดีจากหลักสูตรวิศวกรรมไฟฟ้าว่าความต้านทานนั้นเรียกว่าแอคทีฟซึ่งความร้อนจะถูกปล่อยออกมาเมื่อกระแสผ่านไป ความต้านทานแบบแอคทีฟนั้นสัมพันธ์กับการสูญเสียพลังงานแบบแอคทีฟ dPnเท่ากับกำลังสองของกระแสคูณด้วยความต้านทาน dPn = Az2r W

รีแอกแตนซ์ เมื่อกระแสไหลผ่านจะไม่เกิดการสูญเสีย ความต้านทานนี้เกิดจากการเหนี่ยวนำ L เช่นเดียวกับความจุ C

ความต้านทานแบบอุปนัยและตัวเก็บประจุเป็นรีแอกแตนซ์สองประเภทและแสดงด้วยสูตรต่อไปนี้:

• รีแอกแตนซ์หรือความต้านทานอุปนัย

• ความต้านทานแบบ capacitive หรือความจุ

จากนั้น x = xL — НС° С… ตัวอย่างเช่น ถ้าในวงจร xL= 12 โอห์ม, xc = 7 โอห์ม ดังนั้นค่ารีแอกแตนซ์ของวงจร x = xL — NSc= 12 — 7 = 5 โอห์ม

ข้าว. 1. ภาพประกอบเพื่ออธิบายสาระสำคัญของโคไซน์ «phi»: a — วงจรของการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของ r และ L ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ, b — สามเหลี่ยมของความต้านทาน, c — สามเหลี่ยมของกำลัง, d — สามเหลี่ยมของกำลังที่ค่าต่างกัน ​ของพลังงานที่ใช้งานอยู่

อิมพีแดนซ์ z รวมถึงความต้านทานและรีแอกแตนซ์ สำหรับการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของ r และ L (รูปที่ 1, a) รูปสามเหลี่ยมแนวต้านจะแสดงเป็นกราฟิก

หากด้านของสามเหลี่ยมนี้คูณด้วยกำลังสองของกระแสเดียวกัน อัตราส่วนจะไม่เปลี่ยนแปลง แต่สามเหลี่ยมใหม่จะเป็นสามเหลี่ยมความจุ (รูปที่ 1, c) ตรวจสอบรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่นี่ — สามเหลี่ยมของความต้านทาน แรงดัน และกำลัง

ดังที่เห็นจากรูปสามเหลี่ยม ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ โดยทั่วไปจะมีกำลังสามเกิดขึ้น: แอกทีฟ P, รีแอกทีฟ Q และ S ทั้งหมด

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

พลังงานที่ใช้งานสามารถเรียกว่ากำลังงานนั่นคือ "ความร้อน" (การปล่อยความร้อน), "แสง" (ไฟฟ้าแสงสว่าง), "การเคลื่อนไหว" (ไดรฟ์มอเตอร์ไฟฟ้า) ฯลฯ วัดในลักษณะเดียวกับพลังงานคงที่ หน่วยเป็นวัตต์

ที่พัฒนา พลังงานที่ใช้งานอยู่ข หมดสิ้นไปอย่างไร้ร่องรอยในเครื่องรับและสายตะกั่วด้วยความเร็วแสง แทบจะในทันที นี่คือหนึ่งในคุณลักษณะเฉพาะของพลังงานที่ใช้งาน: มากเท่าที่มันถูกสร้างขึ้นมากก็จะใช้มาก

พลังงานปฏิกิริยา Q จะไม่ถูกใช้และแสดงถึงการสั่นของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าการไหลของพลังงานจากแหล่งกำเนิดไปยังเครื่องรับและในทางกลับกันนั้นสัมพันธ์กับการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านสายไฟ และเนื่องจากสายไฟมีความต้านทานที่ใช้งานอยู่ จึงมีการสูญเสียเกิดขึ้น

ดังนั้นด้วยพลังงานรีแอกทีฟ การทำงานจึงไม่ได้ดำเนินไป แต่เกิดการสูญเสียขึ้น ซึ่งสำหรับพลังงานแอคทีฟเดียวกัน ยิ่งมีค่ามาก ค่าพลังงานก็จะยิ่งน้อยลง (cosphi, cosine «phi»)

ตัวอย่าง. กำหนดการสูญเสียพลังงานในเส้นที่มีความต้านทาน rl = 1 โอห์ม ถ้ากำลัง P = 10 kW ส่งผ่านที่แรงดัน 400 V หนึ่งครั้งที่ cosphi1 = 0.5 และครั้งที่สองที่ cosphi2 = 0.9

คำตอบ. กระแสในกรณีแรก I1 = P / (Ucosphi1) = 10/(0.4•0.5) = 50 A.

การสูญเสียพลังงาน dP1 = Az12rl = 502•1 = 2500 W = 2.5 kW

ในกรณีที่สอง Az1 ปัจจุบัน = P / (Ucosphi2) = 10/(0.4•0.9) = 28 A

การสูญเสียพลังงาน dP2 = Az22rl = 282•1 = 784 W = 0.784 kW เช่น ในกรณีที่สอง การสูญเสียพลังงานคือ 2.5 / 0.784 = น้อยกว่า 3.2 เท่าเท่านั้น เนื่องจากค่า cosfi สูงกว่า

การคำนวณแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่ายิ่งค่าโคไซน์ «phi» สูงเท่าใด การสูญเสียพลังงานก็จะยิ่งน้อยลง และความจำเป็นในการวางโลหะที่ไม่ใช่เหล็กก็จะน้อยลงเมื่อทำการติดตั้งใหม่

โดยการเพิ่มโคไซน์ «phi» เรามีเป้าหมายหลักสามประการ:

1) การประหยัดพลังงานไฟฟ้า

2) ประหยัดโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก

3) การใช้พลังงานสูงสุดที่ติดตั้งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้า และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับทั่วไป

สถานการณ์ล่าสุดได้รับการยืนยันจากข้อเท็จจริงที่ว่า ตัวอย่างเช่น จากหม้อแปลงเดียวกัน เป็นไปได้ที่จะได้รับพลังงานที่ใช้งานมากขึ้น มูลค่าของผู้ใช้ cosfi ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นดังนั้นจากหม้อแปลงที่มีกำลังไฟ Sn= 1,000 kVa ที่ cosfi1 = 0.7 คุณจะได้รับพลังงานที่ใช้งานอยู่ P1 = Снcosfie1 = 1,000 • 0.7 = 700 kW และที่ cosfi2 = 0.95 R2 = Сncosfi2= 1,000 • 0 .95 = 950 กิโลวัตต์

ในทั้งสองกรณี หม้อแปลงจะถูกโหลดเต็มถึง 1,000 kVA มอเตอร์เหนี่ยวนำและหม้อแปลงอันเดอร์โหลดเป็นสาเหตุของปัจจัยกำลังไฟฟ้าต่ำในโรงงาน ตัวอย่างเช่น มอเตอร์เหนี่ยวนำที่ความเร็วรอบเดินเบามีค่า cosfixx ประมาณเท่ากับ 0.2 ในขณะที่เมื่อโหลดถึงกำลังไฟพิกัดของ sfin = 0.85

เพื่อความชัดเจนยิ่งขึ้น ให้พิจารณาสามเหลี่ยมกำลังโดยประมาณสำหรับมอเตอร์เหนี่ยวนำ (รูปที่ 1, ง) ระหว่างการเดินเบา มอเตอร์เหนี่ยวนำจะใช้พลังงานรีแอกทีฟประมาณ 30% ของกำลังไฟพิกัด ในขณะที่กำลังไฟที่ใช้งานในกรณีนี้คือประมาณ 15% ดังนั้นตัวประกอบกำลังจึงต่ำมาก เมื่อโหลดเพิ่มขึ้น พลังงานที่แอคทีฟจะเพิ่มขึ้นและพลังงานปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไปเล็กน้อย ดังนั้นค่า cosfi จึงเพิ่มขึ้น อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับที่นี่: ขับเคลื่อนตัวประกอบกำลัง

กิจกรรมหลักที่เพิ่มมูลค่าของ cosfi คือการดำเนินงานเต็มกำลังการผลิต ในกรณีนี้ มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสจะทำงานโดยมีตัวประกอบกำลังใกล้เคียงกับค่าที่ระบุ

กิจกรรมการปรับปรุงตัวประกอบกำลังแบ่งออกเป็นสองกลุ่มหลัก:

1) ไม่ต้องติดตั้งอุปกรณ์ชดเชยและเหมาะสมในทุกกรณี (วิธีธรรมชาติ)

2) ที่เกี่ยวข้องกับการใช้อุปกรณ์ชดเชย (วิธีประดิษฐ์)

หน่วยควบแน่นเพื่อเพิ่มตัวประกอบกำลัง

กิจกรรมของกลุ่มแรกตามแนวทางปัจจุบันรวมถึงการหาเหตุผลเข้าข้างตนเองของกระบวนการทางเทคโนโลยีซึ่งนำไปสู่การปรับปรุงโหมดพลังงานของอุปกรณ์และการเพิ่มตัวประกอบกำลัง มาตรการเดียวกันนี้รวมถึงการใช้มอเตอร์ซิงโครนัสแทนอะซิงโครนัสบางตัว (แนะนำให้ติดตั้งมอเตอร์ซิงโครนัสแทนอะซิงโครนัสหากจำเป็นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ)

อ่านหัวข้อนี้ด้วย: แหล่งจ่ายไฟ AC และการสูญเสียพลังงาน