ตัวประกอบกำลังของมอเตอร์เหนี่ยวนำ - ขึ้นอยู่กับอะไรและจะเปลี่ยนแปลงอย่างไร

บนป้ายชื่อ (ป้ายข้อมูล) ของมอเตอร์เหนี่ยวนำแต่ละตัว นอกเหนือจากพารามิเตอร์การทำงานอื่นๆ แล้ว พารามิเตอร์ของมอเตอร์ยังระบุเป็น โคไซน์พี — cosfi… โคไซน์พีเรียกอีกอย่างว่าตัวประกอบกำลังของมอเตอร์เหนี่ยวนำ

เหตุใดพารามิเตอร์นี้จึงเรียกว่า cos phi และเกี่ยวข้องกับพลังงานอย่างไร ทุกอย่างค่อนข้างง่าย: phi คือความแตกต่างของเฟสระหว่างกระแสและแรงดัน และถ้าคุณวาดกราฟของพลังงานที่ใช้งาน ปฏิกิริยา และพลังงานทั้งหมดที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำ (หม้อแปลง เตาแม่เหล็กไฟฟ้า ฯลฯ) ปรากฎว่าอัตราส่วน ของพลังงานที่ใช้งานจนถึงเต็มกำลัง — นี่คือโคไซน์ฟี — คอสฟี หรืออีกนัยหนึ่ง — พาวเวอร์แฟกเตอร์

ที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดและโหลดเพลาที่กำหนดของมอเตอร์เหนี่ยวนำ ค่าโคไซน์พีหรือตัวประกอบกำลังจะเท่ากับค่าแผ่นป้าย

ตัวอย่างเช่น สำหรับเครื่องยนต์ AIR71A2U2 ตัวประกอบกำลังจะเท่ากับ 0.8 โดยมีภาระเพลา 0.75 กิโลวัตต์แต่ประสิทธิภาพของมอเตอร์นี้คือ 79% ดังนั้นพลังงานที่ใช้งานโดยมอเตอร์ที่โหลดเพลาที่กำหนดจะมากกว่า 0.75 กิโลวัตต์คือ 0.75 / ประสิทธิภาพ = 0.75 / 0.79 = 0.95 กิโลวัตต์

อย่างไรก็ตาม ที่โหลดเพลาที่กำหนด พารามิเตอร์พลังงานหรือ Cosphi เกี่ยวข้องอย่างแม่นยำกับพลังงานที่ใช้โดยเครือข่าย ซึ่งหมายความว่ากำลังรวมของมอเตอร์นี้จะเท่ากับ S = 0.95 / Cosfi = 1.187 (KVA) โดยที่ P = 0.95 คือพลังงานที่ใช้งานโดยมอเตอร์

ในกรณีนี้ ตัวประกอบกำลังหรือ Cosphi เกี่ยวข้องกับโหลดของเพลามอเตอร์ เนื่องจากกำลังเชิงกลของเพลาต่างกัน ส่วนประกอบที่ใช้งานของกระแสสเตเตอร์ก็จะแตกต่างกันด้วย ดังนั้นในโหมดเดินเบา นั่นคือเมื่อไม่มีอะไรเชื่อมต่อกับเพลา ตัวประกอบกำลังของมอเตอร์จะไม่เกิน 0.2 ตามกฎ

หากภาระของเพลาเริ่มเพิ่มขึ้น ส่วนประกอบที่ใช้งานของกระแสสเตเตอร์ก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ดังนั้นตัวประกอบกำลังจะเพิ่มขึ้นและที่โหลดใกล้กับค่าเล็กน้อยจะอยู่ที่ประมาณ 0.8 — 0.9

หากตอนนี้โหลดยังคงเพิ่มขึ้นนั่นคือโหลดเพลาเหนือค่าเล็กน้อยโรเตอร์จะช้าลงเพิ่มขึ้น สลิปความต้านทานอุปนัยของโรเตอร์จะเริ่มมีส่วนร่วมและตัวประกอบกำลังจะเริ่มลดลง

หากมอเตอร์ไม่ทำงานในช่วงระยะเวลาหนึ่งคุณสามารถใช้การลดแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ได้เช่นเปลี่ยนจากเดลต้าเป็นสตาร์จากนั้นแรงดันเฟสของขดลวดจะลดลง 3 เท่า , ส่วนประกอบอุปนัยจากโรเตอร์ที่ไม่ได้ใช้งานจะลดลง และส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่ในขดลวดสเตเตอร์จะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ดังนั้นตัวประกอบกำลังจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย

โดยหลักการแล้ว ระบบที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ เช่น มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส นอกเหนือไปจากส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่ อุปนัยและตัวเก็บประจุ ดังนั้น ทุกๆ ครึ่งรอบ พลังงานส่วนหนึ่งจะถูกส่งกลับไปยังเครือข่าย ซึ่งเรียกว่า พลังงานปฏิกิริยา Q. 

ข้อเท็จจริงนี้สร้างปัญหาให้กับผู้ผลิตไฟฟ้า: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าถูกบังคับให้จ่ายพลังงานเต็ม S ให้กับกริด ซึ่งส่งกลับไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แต่สายไฟยังคงต้องมีหน้าตัดที่เหมาะสมสำหรับกำลังไฟฟ้าเต็มที่นี้ และแน่นอนว่ามีความร้อนจากกาฝาก สายไฟจากกระแสรีแอกทีฟที่หมุนเวียนไปมา... ปรากฎว่าจำเป็นต้องให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าส่งกำลังเต็มที่ ซึ่งบางรุ่นก็ไร้ประโยชน์โดยพื้นฐาน

ในรูปแบบแอคทีฟล้วนๆ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าสามารถจ่ายไฟฟ้าให้กับผู้ใช้ได้มากขึ้น และด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นที่ตัวประกอบกำลังจะต้องใกล้เคียงกับเอกภาพ นั่นคือในโหลดที่ใช้งานล้วนโดยที่ Cosphi = 1

เพื่อให้มั่นใจถึงเงื่อนไขดังกล่าว องค์กรขนาดใหญ่บางแห่งจึงติดตั้ง หน่วยชดเชยพลังงานปฏิกิริยานั่นคือระบบของขดลวดและตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อโดยอัตโนมัติแบบขนานกับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเมื่อตัวประกอบกำลังลดลง

ปรากฎว่าพลังงานปฏิกิริยาหมุนเวียนระหว่างมอเตอร์เหนี่ยวนำและการติดตั้งที่กำหนด ไม่ใช่ระหว่างมอเตอร์เหนี่ยวนำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในโรงไฟฟ้า ดังนั้นตัวประกอบกำลังของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสจึงเกือบ 1