Коэффициент мощности — это… Что такое Коэффициент мощности?

Синусоидальное напряжение (красная линия) и ток (зелёная линия) синфазны — между ними нет фазового сдвига (, ) — нагрузка полностью активная, нет реактивной составляющей. Мгновенная мощность (синяя линия) и активная мощность (голубая линия) рассчитаны с коэффициентом мощности, равным 1. Как видно, синяя линия (график мгновенной мощности) находится полностью над осью абсцисс (в положительной полуплоскости), вся подводимая энергия преобразуется в работу: переходит в активную мощность, потребляемую нагрузкой. Синусоидальное напряжение (красная линия) и ток (зелёная линия) имеют фазовый сдвиг () — нагрузка полностью реактивная, нет активной составляющей. Мгновенная мощность (синяя линия) и активная мощность (голубая линия) рассчитаны с коэффициентом мощности, равным 0. Расположение синей линии (графика мгновенной мощности) на оси абсцисс показывает, что в течение первой четверти цикла вся подводимая мощность временно сохраняется в нагрузке, а во второй четверти цикла возвращается в сеть, и так далее, то есть никакой активной мощности не потребляется, полезной работы в нагрузке не совершается. Синусоидальное напряжение (красная линия) и ток (зелёная линия) имеют фазовый сдвиг () — нагрузка имеет и активную, и реактивную составляющие. Мгновенная мощность (синяя линия) и активная мощность (голубая линия) рассчитаны из переменного напряжения и тока с коэффициентом мощности, равным 0,71. Расположение синей линии (графика мгновенной мощности) под осью абсцисс показывает, что некоторая часть подводимой мощности всё же возвращается в сеть в течение части цикла, отмеченного φ.

Коэффицие́нт мо́щности — безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.

Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига.

Можно показать, что если источник синусоидального тока (например, розетка ~220 В, 50 Гц) нагрузить на нагрузку, в которой ток опережает или отстаёт по фазе на некоторый угол от напряжения, то на внутреннем активном сопротивлении источника выделяется повышенная мощность.

На практике это означает, что при работе на нагрузку со сдвинутыми напряжением и током от электростанции требуется больше энергии; избыток передаваемой энергии выделяется в виде тепла в проводах и может быть довольно значительным.

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 (В∙А) вместо ватта (Вт).

Согласно неравенству Коши—Буняковского, активная мощность, равная среднему значению произведения тока и напряжения, всегда не превышает произведение соответствующих среднеквадратических значений. Поэтому коэффициент мощности принимает значения от нуля до единицы (то есть от 0 до 100 %).

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.

В электроэнергетике для коэффициента мощности приняты обозначения cos φ (где φ — сдвиг фаз между силой тока и напряжением) либо λ. Когда для обозначения коэффициента мощности используется λ, его величину обычно выражают в процентах.

При наличии реактивной составляющей в нагрузке кроме значения коэффициента мощности иногда также указывают характер нагрузки: активно-ёмкостный или активно-индуктивный. В этом случае коэффициент мощности соответственно называют опережающим или отстающим.

В случае синусоидального напряжения, если нагрузка не имеет реактивной составляющей, коэффициент мощности равен доле мощности первой гармоники тока в полной мощности, потребляемой нагрузкой, и равен коэффициенту искажений тока.

Математические расчёты

Треугольник мощностей

Коэффициент мощности необходимо учитывать при проектировании электросетей. Низкий коэффициент мощности ведёт к увеличению доли потерь электроэнергии в электрической сети в общих потерях. Чтобы увеличить коэффициент мощности, используют компенсирующие устройства. Неверно рассчитанный коэффициент мощности может привести к избыточному потреблению электроэнергии и снижению КПД электрооборудования, питающегося от данной сети.

Для расчётов в случае гармонических переменных U (напряжение) и I (сила тока) используются следующие математические формулы:

Здесь  — активная мощность,  — полная мощность,  — реактивная мощность.

Типовые оценки качества электропотребления

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, то есть 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
λ	95…100 %	80…95 %	65…80 %	50…65 %	0…50 %

Например, большинство компактных люминесцентных («энергосберегающих») ламп, имеющих ЭПРА, характеризуются высоким его значением.

Нелинейные искажения тока

Потребители электроэнергии с нелинейной вольт­амперной характеристикой (с коэффициентом мощности, меньшим единицы) создают ток, который меняется непропорционально мгновенному напряжению в сети (как правило, форма тока при этом отличается от синусоидальной). Соответственно искажается форма напряжения на данном участке электросети, что приводит к ухудшению качества электроэнергии. В зависимости от характера нагрузки можно выделить следующие основные виды нелинейных искажений тока: это фазовый сдвиг, вызванный реактивной составляющей в нагрузке, и несинусоидальность формы тока. Несинусоидальные искажения, в частности, имеют место, когда нагрузка несимметрична в разных полуволнах сетевого напряжения.

Несинусоидальность

Несинусоидальность — вид нелинейных искажений напряжения в электрической сети, который связан с появлением в составе напряжения гармоник с частотами, многократно превышающими основную частоту сети. Высшие гармоники напряжения оказывают отрицательное влияние на работу системы электроснабжения, вызывая дополнительные активные потери в трансформаторах, электрических машинах и сетях; повышенную аварийность в кабельных сетях; уменьшение коэффициента мощности за счёт мощности искажения, вызванной протеканием токов высших гармоник; а также ограниченное применение батарей конденсаторов для компенсации реактивной мощности.

Источниками высших гармоник тока и напряжения являются электроприёмники с нелинейными нагрузками. Например, мощные выпрямители переменного тока, применяемые в металлургической промышленности и на железнодорожном транспорте, газоразрядные лампы и др.

Ссылки

коэффициент мощности (cos φ) — это… Что такое коэффициент мощности (cos φ)?

• power factor
• kincinalic viscosity coefficient

Полезное

Смотреть что такое «коэффициент мощности (cos φ)» в других словарях:

• коэффициент мощности — Скалярная величина, равная отношению активной мощности двухполюсника к полной мощности. [ГОСТ Р 52002 2003] коэффициент мощности (цепи) Отношение активного сопротивления к полному сопротивлению при промышленной частоте в эквивалентной цепи,… …   Справочник технического переводчика

• КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ — (косинус фи) отношение активной мощности к полной. В случае синусоидального тока равен косинусу угла сдвига фаз ? между напряжением и током; отпределяется отношением активного сопротивления цепи (r) к полному (Z): cos ? = r/Z …   Большой Энциклопедический словарь

• коэффициент мощности, не учитывающий высшие гармоники — [Интент] EN displacement power factor DPF The displacement power factor is the power factor due to the phase shift between voltage and current at the fundamental line frequency. For sinusoidal (non distorted) currents, the displacement power… …   Справочник технического переводчика

• Коэффициент мощности — Синусоидальное напряжение (красная линия) и ток (зелёная линия) синфазны между ними нет фазового сдвига ( …   Википедия

• коэффициент мощности — отношение активной мощности к полной. В случае синусоидального тока равен косинусу угла сдвига фаз φ между напряжением и током; определяется отношением активного сопротивления цепи (r) к полному (Z): cosφ = r/Z. * * * КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ… …   Энциклопедический словарь

• опережающий коэффициент мощности — [Интент] В электроэнергетике для коэффициента мощности приняты обозначения cos φ (где φ — сдвиг фаз между силой тока и напряжением) либо λ. Когда для обозначения коэффициента мощности используется λ, его величину… …   Справочник технического переводчика

• отстающий коэффициент мощности — [Интент] В электроэнергетике для коэффициента мощности приняты обозначения cos φ (где φ — сдвиг фаз между силой тока и напряжением) либо λ. Когда для обозначения коэффициента мощности используется λ, его величину… …   Справочник технического переводчика

• коэффициент полезного действия дуговой печи — [EAF efficiency] отношение полезной мощности на дугах печи, вводимой в рабочее пространство печи, к актомной мощности, забираемой из сети: η = Pпол/Pa/ Смотри также: Коэффициент фабрикационный коэффициент температурный …   Энциклопедический словарь по металлургии

• коэффициент Лоде-Надаи — [Lode Nadai coefficient] коэффициент, примемененный В. Лоде и А. Падай для выражения величины среднего главного напряжения через величины двух крайних главных напряжений: σ2 = 0,5(σ1 + σ3) + μ(σ1 σ3). Обозначение μ или к и записанного в виде μ =… …   Энциклопедический словарь по металлургии

• коэффициент форсирования — [boosting ratio] отношение максимальной тепловой мощности к средней в печах периодического действия; Смотри также: Коэффициент фабрикационный коэффициент температурный коэффициент сопротивления …   Энциклопедический словарь по металлургии

Корректор коэффициента мощности блока питания APFC — что это и зачем он нужен | Блоки питания компьютера | Блог

Подбирая современный блок питания для настольного ПК, пользователь сталкивается с понятием корректора коэффициента мощности. В английской интерпретации это понятие звучит как power factor corrector (PFC). Что это такое, что он корректирует в современных блоках питания и какая от него польза? Попробуем разобраться.

Полная и активная мощность ПК

Для начала, разделим активный и пассивный корректоры коэффициента мощности (ККМ). Пассивные ККМ в современных блоках питания не применяются из-за низкой эффективности. Их мы рассматривать не будем. Далее речь пойдет только об активных ККМ (APFC).

В некоторых блоках питания APFC есть, в других нет. APFC в БП обычно преподносится производителем как неоспоримое преимущество.

Но для начала нужно разобраться с мощностью самого компьютера. Для определения мощности необходимо измерить ток, напряжение и перемножить их. Закон Ома, однако.

Измерим потребляемую мощность ПК, в составе которого установлен БП без корректора.

Измеритель показывает напряжение 220 вольт при токе 0.756 ампер. Все это перемножаем и получаем мощность 166 Вт. Странно, но прибор показывает мощность 100 Вт. Что это, ошибка?

Нет, просто мы сравнили разные мощности. После перемножения тока на напряжение была получена так называемая полная мощность — 166 Вт. А измеритель показал активную мощность 100 Вт, то есть именно ту, которая делает для нас работу. Остальная мощность просто не используются и ее можно условно назвать неактивной мощностью. В понятие неактивной мощности входят составляющие реактивной мощности и мощности гармонических искажений. вычисляются они немного сложнее, чем просто разность полной и активной мощности и останавливаться на этом мы не будем.

Чтобы не запутаться, полную мощность измеряют в вольт-амперах (ВА),  активную в ваттах (Вт)

Наверняка пытливый читатель сразу же задался корыстным вопросом: а за какую электрическую мощность мы платим, что учитывает электросчетчик. Так вот, счетчик считает только активную потребленную мощность.

Коэффициент мощности, он же Power Factor

Так вот, отношение активной мощности к полной дает нам так называемый коэффициент мощности (КМ), в английском это Power Factor (PF). Разделим 100 Вт на 166 и получим PF=0.60. Обратите внимание, именно это значение PF и показывает нам измеритель.

Не зная PF, невозможно достоверно определить мощность нелинейной нагрузки в сети переменного тока. Простой амперметр и вольтметр тут не годятся.

Иногда коэффициент мощности путают с коэффициентом полезного действия (КПД). На самом деле это совершенно разные показатели, не имеющие друг к другу никакого отношения.

PF показывает, насколько эффективно БП использует сеть переменного тока. КПД показывает, насколько эффективно БП преобразует мощность из сети для питания компонентов компьютера.

Именно коэффициент мощности и должен скорректировать корректор (PFC), пытаясь довести его до единицы и свести к нулю неиспользуемую мощность. Возникает вопрос: зачем? Ведь счетчик ее не учитывает, зачем же платить за корректор коэффициента мощности, который мы покупаем в одном корпусе с блоком питания.

Зачем корректировать коэффициент мощности

Первая причина — она же главная

Сама по себе неактивная мощность не используется и напрямую мы за нее не платим, но она бегает по проводам, по контактам выключателей и реле, по обмоткам трансформаторов и тем самым нагружает их почем зря.

Судите сами, наш подопытный БП потребляет ток 0.756 ампер. А если бы коэффициент мощности был равен 1, то потребляемый ток составил всего 0.45 А.

«А для моей новенькой медной проводки в квартире без разницы», — скажет читатель и будет прав, но только в границах своей квартиры. Для примера возьмем большое офисное здание, в котором установлены 1000 компов. Если все они будут с корректором коэффициента мощности, то общий потребляемый ток будет 450 Ампер. А если все будут без корректора, то мы получим ток в 750 А, из которых 300 А будут лишний раз нагревать провода, кабели и обмотки генераторов, увеличивая общие потери электроэнергии. Теперь умножьте все это на масштабы города, страны или даже всей планеты.

Вторая причина, тоже важная

Импульсный блок питания компьютера имеет на входе достаточно большую емкость в виде электролитического конденсатора. Кто хоть раз вскрывал БП, знает об этом. Именно этот конденсатор является главным виновником низкого PF и необходимости использования APFC.

Дело в том, что конденсатор потребляет ток не равномерно, а только в определенные моменты. И вот в эти моменты возникает бросок тока.

Ниже желтая осциллограмма — это напряжение сети, а голубым цветом как раз обозначены импульсы тока зарядки конденсатора в моменты максимальных значений напряжения.

Все это приводит к искажению формы и симметрии синусоидального напряжения в сети. Даже на этой осциллограмме видно, что макушки синусоиды срезаны, и причина этому — как раз неравномерное потребление тока. Это негативно сказывается на работе других электроприборов, для которых «чистый» синус — залог хорошей работоспособности.

Для сравнения ниже показана осциллограмма, полученная при измерении тока через БП с APFC.

Нетрудно заметить, что форма тока в БП с APFC синхронно повторяет форму напряжения, именно это и требуется от APFC. В данном случае PF составлял 0.98. Кстати, это блок питания be quiet! Pure Power 11 500W.

Требования энергоэффективности

В целях повышения энергоэффективности компьютерных блоков питания была предложена программа сертификации — 80 PLUS. Чуть позже требования программы были включены в международный стандарт энергоэффективности потребительских товаров Energy Star, который является обязательным во многих странах мира.

В стандарте 80 PLUS, кроме базовых требований, существуют несколько дополнительных уровней, которые добавлялись по мере совершенствования технологий изготовления БП.

Обозначаются уровни энергоэффективности вот такими симпатичными значками.

О КПД мы говорить не будем, это совсем другая история, а вот на коэффициент мощности как раз стоит обратить внимание. Как следует из таблицы, даже в базовых требованиях стандарта 80 PLUS коэффициент мощности должен быть не ниже 0.8, и с каждым уровнем энергоэффективности требования к коэффициенту мощности только возрастают.

Получить такой коэффициент мощности можно, только если применять активный корректор коэффициента мощности (APFC). Теперь причина применения APFC в БП становится понятной и заключается в необходимости соответствовать требованиям стандарта 80 PLUS. Кроме того, получение сертификата определенного уровня энергоэффективности является делом чести уважающего себя производителя. Ведь чем выше сертификат, тем более престижным и продвинутым среди покупателей считается блок питания.

«КОСИНУС ФИ» ИЛИ ЕЩЕ ОДНА СТОРОНА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНДУКЦИОННЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ

Эффективность индукционных нагревателей непосредственно связана с понятием «косинуса фи».

Разберемся с этим понятием и поймем, почему «косинус фи» близкий к 1, – это очень важно для оценки эффективности индукционных нагревателей. Сos φ — это отношение активной мощности к полной.

Сos φ это коэффициент и является относительной величиной. Он может варьироваться от 0 до 1. И чем ближе к 1, тем лучше. Также этот коэффициент называется «коэффициентом мощности».

Эффективность индукционных нагревателей непосредственно связана с понятием «косинуса фи».

Разберемся с этим понятием и поймем, почему «косинус фи» близкий к 1, – это очень важно для оценки эффективности индукционных нагревателей. Сos φ — это отношение активной мощности к полной.

Сos φ это коэффициент и является относительной величиной. Он может варьироваться от 0 до 1. И чем ближе к 1, тем лучше. Также этот коэффициент называется «коэффициентом мощности».

Любой прибор, имеющий в своем составе электрические элементы, создает электромагнитное поле, а для трансформатора или индукционного нагревателя, электромагнитное поле – это то, ради чего и создается прибор, так как если он не будет генерировать магнитное поле, он не будет работать. Возьмем, к примеру, индукционный электронагреватель мощностью 100 кВт. С точки зрения владельца это нагреватель, который потребляет электроэнергию и производит тепло. А с точки зрения поставщика электроэнергии, это нагрузка, то есть потребитель мощностью 102 кВА. Что за разница в показаниях? И почему одна мощность измеряется в кВт, а другая – в кВА?

Дело в том, что в сети переменного тока различают активную, реактивную и полную мощность. Собственно говоря, полная мощность и состоит из двух составляющих – активной и реактивной мощности. Активная мощность – это та самая мощность, потребляя которую, электронагреватель и вырабатывает тепловую энергию, она-то и измеряется в кВт. и для нагревателя составляет 100 кВт. Но какая-то часть мощности тратится не на нагрев, а на поддержание работы самого нагревателя. В случае с индукционным нагревателем – на создание и поддержание магнитного поля, без которого он бы не работал вообще. Эта мощность и является «реактивной мощностью». В данном случае, «реактивный» — значит направленный в противоположном от движения электротока направлении. Реактивная мощность измеряется в вольт-амперах реактивных (Вар, кВАр), а общая мощность измеряется в кВА. Коэффициент мощности, он же Сos φ — это отношение активной мощности к полной. Физически он показывает, какая часть полной мощности идет на совершение полезной работы (в нашем случае – на преобразование в тепло), а какая – на поддержание работоспособности самого устройства. Если наш нагреватель обладает коэффициентом мощности 0,985, значит 98,5% мощности идет на нагрев и только 1,5% преобразуется в реактивную мощность. Так и получается, что 102 кВА х 0,985 = 100 кВт.

Реактивная мощность сама по себе не совершает полезную работу, хотя является необходимой составляющей для ее осуществления. Реактивная мощность возвращается обратно в электросеть. Реактивная мощность и энергия снижают показатели эффективности энергосистемы, то есть загрузка реактивными токами генераторов электростанций увеличивает расход топлива, растут потери в подводящих сетях и приемниках, увеличивается падение напряжения в сетях. Но и для потребителя это важно, поскольку, чем меньше реактивной мощности выдает его оборудование, тем меньше нагрузка на понижающие силовые трансформаторы, меньше нагрузка на провода и возможность использования кабелей меньшего сечения, избежание штрафов за низкий Сos φ, и в целом снижение потребления электроэнергии.

Значение коэффициента мощности выше 0,9 говорит о высокой эффективность индукционных нагревателей.

What is the power factor of HV power supplies?

Источники питания высокого напряжения и информация о безопасности

Что такое коэффициент мощности? Что такое коэффициент мощности импульсного источника питания?

Коэффициент мощности – это отношение активной мощности к полной мощности. Он обычно выражается в виде десятичной дроби меньше 1. Активная мощность выражается в ваттах, а полная – в вольт-амперах (ВА). Коэффициент мощности импульсного источника питания зависит от типа входного переменного тока: однофазный, трехфазный или с активной коррекцией коэффициента мощности.

Коэффициент мощности однофазных импульсных источников питания без коррекции обычно довольно низкий, около 0,65. Это связано с тем, что в большинстве устройств для получения напряжения постоянного тока используется схема с выпрямителем/конденсатором. В такой конфигурации ток потребляется только на пике каждого цикла, при этом образуются узкие и высокие импульсы тока, что обеспечивает низкий коэффициент мощности.

Трехфазные импульсные источники питания без коррекции характеризуются более высоким коэффициентом мощности, например, 0,85. Это связано с тем, что несмотря на используемый выпрямитель/конденсатор для получения напряжения постоянного тока, наличие трех фаз увеличивает суммарный коэффициент мощности.

Устройства со схемами активной коррекции коэффициента мощности могут обладать очень высоким коэффициентом мощности, например, 0,98. В них фактически используется входной преобразователь в режиме усиления, благодаря которому потребление фазного тока изменяется в соответствии с междуфазным напряжением, что резко повышает коэффициент мощности.

Почему так важен коэффициент мощности? Источникам питания без коррекции свойственно ограничивать мощность, которую вы можете получить из электросети. Все кабели питания, автоматические предохранители, разъемы и электросети должны быть рассчитаны на максимальное потребление тока. При использовании источников питания без коррекции,свойственно ограничивать фактическую мощность, которую можно получить из определенной электросети. При использовании источника питания с активной коррекцией коэффициента мощности, максимальная сила тока в сети значительно ниже, что позволяет источнику питания потреблять больше тока и обеспечить более высокую выходную мощность в той же электрической сети.

Кроме этого, гармонические помехи, наводимые источником питания на сеть переменного тока, также могут быть ниже. Еще одним преимуществом активной коррекции коэффициента мощности является возможность питания от сети любого напряжения, благодаря чему источники питания могут использоваться по всему миру в сетях переменного тока напряжением от 88 до 264 В. Источники питания с коррекцией коэффициента мощности определенно имеют некоторые преимущества.

3 причины обратить внимание на низкий коэффициент мощности

Когда кто-то впервые упомянул «фактор силы» на собрании, которое я посещал, я сделал то, что сделал бы любой уважающий себя человек, слишком смущенный признаться, что он не знал, что это такое: я погуглил. Если вы когда-либо делали это, скорее всего, если вы еще не специалист в области энергетики, вы были разочарованы результатами.

Нравится doozy:

Составляющими тока двигателя являются ток нагрузки и ток намагничивания (сложение этих мгновенных значений дает общий ток двигателя).Кроме того, поскольку ток нагрузки находится в фазе с напряжением, а ток намагничивания отстает от напряжения на 90 градусов, их сумма будет синусоидальной волной с запаздыванием где-то между 0 и 90 градусами, что является смещением тока двигателя от напряжения. Есть отрицательные эффекты, связанные с увеличенным смещением, и это часть объяснения коэффициента мощности. В любом случае коэффициент мощности представляет собой смещение во времени или задержку между напряжением и подаваемым током и определяется как косинус этого смещения.

В конце концов, один из моих коллег объяснил это понятным мне языком: пиво.

Когда вы идете в бар и заказываете пинту пива, бармен опускает стакан и наливает пиво до этой волшебной линии. У хорошего бармена напор будет минимальным, а у плохого — и вы получите дюйм пены. Вы платите одинаковую сумму за любое пиво. Больше пива = хорошо. Больше пены = плохо.

Итак, комбинируя определение супер-компьютерщика с чрезмерно упрощенной аналогией с пивом, коэффициент мощности — это способ измерить разницу между «кажущейся мощностью», мощностью, которая теряется в процессе индукции (пиво И пена), и «реальная сила», которую можно использовать для работы (пиво). Что-то вроде лампы накаливания имеет идеальный коэффициент мощности, преобразуя практически каждый бит электричества, который в нее течет, без магнитных потерь (потеря преобразования в тепло — это совсем другое дело!). Реактивные нагрузки, как и двигатели, немного сложнее. Они используют катушку или обмотки, подключенные к источнику питания переменного тока, и катушка должна быть намагничена, прежде чем она сможет начать полезную работу по вращению двигателя за счет индукции, что создает неэффективное использование электроэнергии.

Почему все это имеет значение?

Неидеальный коэффициент мощности может быть проблематичным по нескольким причинам, которые инженеры, особенно на промышленных или производственных объектах, где много двигателей работает с тяжелым оборудованием, должны учитывать:

1. Низкий коэффициент мощности может дорого обойтись. Поскольку реактивная мощность по-прежнему требует мощности в системе, даже если она не выполняет какой-либо полезной работы, некоторые коммунальные предприятия взимают за нее дополнительную плату (особенно, если коммунальное предприятие обслуживает регион с большой промышленной нагрузкой).Как мы всегда напоминаем, понимание того, как вам выставляется счет за энергию, — это самый первый шаг к эффективному управлению ею. Презентация Мишеля Стака на Fluke India убедительно продемонстрировала финансовые результаты:

Предположим, что коммунальное предприятие добавляет 1% платы за потребление на каждые 0,01 ниже коэффициента мощности 0,97. Предположим, что ваш средний коэффициент мощности составляет 0,86 каждый месяц, а ваша плата за потребление составляет 7000 долларов. (0,97 — 0,86) * 100% = 11%.

(11% x 7000 долларов США) x 12 месяцев = 9240 долларов США в виде затрат, которых можно избежать.

2. Низкий коэффициент мощности является признаком неэффективности, что может привести к дополнительным расходам, связанным с обслуживанием оборудования. Когда машины выходят из строя, возникают дорогостоящие простои, а продукты, которые вы производите, или системы, в которых вы работаете, также подвергаются риску.

3. В крайних случаях, если вы заметите действительно низкий коэффициент мощности , у вас может быть так называемый трехфазный дисбаланс мощности , который может быть вызван неправильным подключением. Если у вас есть дисбаланс, ваше очень дорогое оборудование работает против самого себя, вызывая большой износ двигателей, сокращая срок их службы и выделяя много тепла, что может быть угрозой безопасности.

Хорошие новости: это поправимо.

Во-первых, вы должны понять, какое оборудование вызывает низкий коэффициент мощности. Если ваш счетчик коммунальных услуг основан на KVAR, вы можете использовать свой счет, чтобы определить, что у вас возникла проблема, но вы не всегда можете определить, какая нагрузка вызывает проблему.

Измерение в реальном времени может помочь вам определить источник проблемы. После того, как вы определили источник проблемы, на отдельные части оборудования можно добавить конденсаторы или кондиционеры, которые, по сути, действуют как усилитель, компенсируя неидеальный коэффициент мощности.Или вы можете обнаружить, что двигатель или даже весь центр управления двигателем был неправильно подключен.

Что такое коэффициент мощности, его причины и как его улучшить?

Таким образом, для данной кВА:

1. Чем больше у вас пены (чем выше процент KVAR), тем ниже ваше отношение KW (пиво) к KVA (пиво плюс пена). Таким образом, тем ниже ваш коэффициент мощности.
2. Чем меньше у вас пены (чем ниже процент KVAR), тем выше ваше отношение KW (пиво) к KVA (пиво плюс пена).Фактически, когда ваша пена (или KVAR) приближается к нулю, ваш коэффициент мощности приближается к 1,0.

Треугольник силы

«Треугольник мощности » иллюстрирует эту взаимосвязь между кВт, кВА, кВАр и коэффициентом мощности:

PF = кВт / кВАр = Cos Φ

кВАр / кВА = Sin Φ

Треугольник силы

Обратите внимание, что… в идеальном мире… глядя на аналогию с пивной кружкой:

• KVAR будет очень мало (пена приближается к нулю)
• кВт и кВА будут почти равны (больше пива; меньше пены)

Итак, чтобы иметь «эффективную» систему, мы хотим, чтобы коэффициент мощности был как можно ближе к 1.0 насколько возможно.

Коэффициент мощности, равный единице, или «единичный коэффициент мощности» — цель любой электроэнергетической компании.

Это потому, что, если коэффициент мощности меньше единицы, они должны подавать больший ток пользователю для заданного количества потребляемой мощности. При этом они несут больше потерь в линии.

Что вызывает низкий коэффициент мощности?

Отлично, теперь мы поняли, что такое коэффициент мощности.

Недавно я обнаружил, что коэффициент мощности на моем заводе очень низкий.Я думал, что плохого я сделал, чтобы вызвать это?

Поскольку коэффициент мощности определяется как отношение кВт к кВА, мы видим, что низкий коэффициент мощности возникает, когда кВт мало по сравнению с кВА.

Если вспомнить нашу аналогию с пивной кружкой, это произойдет, когда KVAR (пена) большой.

Что вызывает большой KVAR в системе? Ответ: Индуктивная нагрузка .

Индуктивные нагрузки (которые являются источниками реактивной мощности) включают:

• Трансформаторы
• Асинхронные двигатели
• Индукционные генераторы (ветряные генераторы)
• Освещение разрядом высокой интенсивности (HID)

Эти индуктивные нагрузки составляют основную часть энергии, потребляемой в промышленных комплексах.

Реактивная мощность (кВАр), необходимая индуктивным нагрузкам, увеличивает полную мощность (кВА) в вашей распределительной системе.

Использование индуктивной нагрузки изменяет угол между кВт и кВА.

Это увеличение реактивной и полной мощности приводит к большему углу θ (измеренному между кВт и кВА). Напомним, что с увеличением θ косинус θ (или коэффициент мощности) уменьшается.

Таким образом, индуктивные нагрузки (с большим KVAR) приводят к низкому коэффициенту мощности.

Зачем мне повышать коэффициент мощности?

Хорошо.Итак, на моем предприятии есть индуктивные нагрузки, из-за которых мой коэффициент мощности оказывается низким. Зачем мне нужно его улучшать?

Вы хотите улучшить коэффициент мощности по нескольким причинам. Вот некоторые из преимуществ повышения коэффициента мощности:

1. Меньшие коммунальные платежи

Повышение коэффициента мощности может снизить счет за коммунальные услуги на

1. Снижение пикового спроса на выставление счетов за кВт
2. Устранение штрафа по коэффициенту мощности

Коммунальные предприятия обычно взимают с клиентов дополнительную плату, если их коэффициент мощности меньше 0.95 (некоторые ниже 0,85). Вы можете избежать этой дополнительной платы, увеличив коэффициент мощности.

2. Увеличение пропускной способности системы и снижение потерь в системе

За счет добавления конденсаторов (генераторов KVAR) в систему повышается коэффициент мощности и увеличивается мощность системы в кВт.

Нескорректированный коэффициент мощности вызывает потери в энергосистеме вашей распределительной системы. Эти потери можно уменьшить, улучшив коэффициент мощности.

В связи с нынешним ростом стоимости энергии очень желательно повышение эффективности предприятия.А с меньшими потерями в системе вы также можете добавить дополнительную нагрузку на вашу систему.

3. Повышенный уровень напряжения и КПД

Повышенный коэффициент мощности может повысить уровень напряжения в вашей электрической системе и повысить эффективность двигателей.

Как упоминалось выше, нескорректированный коэффициент мощности вызывает потери в энергосистеме вашей распределительной системы.

Таким образом, повышая коэффициент мощности, вы минимизируете эти падения напряжения вместе с фидерными кабелями и избегаете связанных с этим проблем.Ваши двигатели будут работать холоднее и эффективнее, с небольшим увеличением мощности и пускового момента.

Как исправить (улучшить) коэффициент мощности?

Как мне улучшить (т.е. увеличить) коэффициент мощности?

Мы видели, что источников реактивной мощности (индуктивные нагрузки) уменьшают коэффициент мощности :

• Трансформаторы
• Асинхронные двигатели
• Индукционные генераторы (ветряные генераторы)
• Освещение разрядом высокой интенсивности (HID)

Аналогично потребителей реактивной мощности увеличивают коэффициент мощности :

• Конденсаторы
• Генераторы синхронные (коммунальные и аварийные)
• Синхронные двигатели

Таким образом, неудивительно, что одним из способов увеличения коэффициента мощности является добавление конденсаторов в систему.Этот и другие способы увеличения коэффициента мощности перечислены ниже:

1. Установка конденсаторов (генераторов КВАР)

Установка конденсаторов снижает величину реактивной мощности (кВАр или пену), тем самым увеличивая коэффициент мощности.

Вот как это работает,

Реактивная мощность (KVAR), вызванная индуктивными нагрузками, всегда действует под углом 90 градусов к рабочей мощности (KW).

Индуктивность и емкость реагируют друг на друга на 180 градусов. Конденсаторы накапливают кВАр и выделяют энергию, противоположную реактивной энергии, вызванной индуктором.

Наличие конденсатора и катушки индуктивности в одной цепи приводит к непрерывной поочередной передаче энергии между ними.

Таким образом, когда схема сбалансирована, вся энергия, выделяемая катушкой индуктивности, поглощается конденсатором.

2. Сведение к минимуму работы на холостом ходу или малонагруженных двигателей.

Мы уже говорили о том, что низкий коэффициент мощности вызван наличием асинхронных двигателей.

Но, в частности, низкий коэффициент мощности вызван работой асинхронных двигателей с небольшой нагрузкой.

3. Не допускайте эксплуатации оборудования выше его номинального напряжения.

Другой метод улучшения коэффициента мощности — избегать эксплуатации оборудования с напряжением, превышающим его номинальное напряжение.

4. Замена стандартных двигателей по мере их выхода из строя на энергоэффективные.

Даже у энергоэффективных двигателей на коэффициент мощности существенно влияют колебания нагрузки.

Двигатель должен работать со своей номинальной нагрузкой, чтобы реализовать преимущества конструкции с высоким коэффициентом мощности.

Коэффициент мощности

(PF) — Продажа осветительного оборудования

В цепях переменного тока (AC) отношение фактической мощности, используемой в цепи, к полной мощности, подаваемой в цепь, называется коэффициентом мощности (PF). Значение коэффициента мощности может находиться в диапазоне от 0 до 1. Рекомендуется, чтобы это значение было близко к 1.

Активная мощность измеряется в Вт. Она также известна как фактическая или истинная мощность и относится к мощности, которая работает в цепи. Реактивная мощность измеряется в ВА. Это относится к мощности, которая не работает в цепи.Сумма активной мощности и реактивной мощности образует полную мощность.

Если вся мощность реактивная, коэффициент мощности равен 0. Если вся мощность активна, коэффициент мощности равен 1.

Коэффициент мощности определяется делением фактической мощности на полную.

PF = P / S

PF: коэффициент мощности
P: фактическая мощность (Вт)
S: полная мощность (ВА)

Наиболее распространенным примером определения активной и реактивной мощности в электротехнике является стакан, наполненный пивом Weiss.Предположим, что стакан наполнен пивом и на нем есть пена. Пиво в нижней части стакана представляет активную мощность, пена на стакане представляет реактивную мощность, весь стакан представляет полную мощность.

Коэффициент мощности очень важен для всех электрических устройств, которые питаются от сети переменного тока. В преобразователях переменного тока в постоянный используются схемы коррекции коэффициента мощности (PFC), чтобы увеличить коэффициент мощности и сделать его максимально приближенным к 1.

При низком коэффициенте мощности толщина кабеля, используемого для питания, должна быть увеличена, и в соответствии с этим следует выбирать предохранительное оборудование.При высоком коэффициенте мощности можно использовать кабели с меньшей толщиной сечения для того же количества активной мощности.

Можно сказать, что коэффициент мощности для жилых домов не влияет на счет за электроэнергию. Поскольку счетчики электроэнергии, используемые в жилых домах, считывают только фактическую мощность, и выставление счетов производится через это значение. Однако тот факт, что энергия тратится впустую из-за низкого коэффициента мощности, не меняется.

Реактивная мощность — один из основных факторов, вызвавших энергетическое загрязнение.Выбор продуктов с высоким коэффициентом мощности позволяет свести к минимуму реактивные токи нагрузки.

Понимание коэффициента мощности — причины низкого коэффициента мощности

Обычно считается, что низкий коэффициент мощности подразумевает низкая потребляемая мощность и, как следствие, низкий счет за электроэнергию, вводящие в заблуждение. Этот блог может помочь разобраться в концепции коэффициента мощности.

Сколько электричества, потребляемого электрическими / электронными устройствами, используется для выполнения реальной работы, такой как нагрев змеевиков для поджаривания хлеба в тостере или запуск водоочистителя для очистки воды путем пропускания ее через различные фильтры и т. Д., Называется Active / Реальная мощность (кВт) .Теперь в некоторых случаях мощность используется не для получения полезной выходной мощности, а потребляется самим устройством. Например, в электродвигателе (часть подкачивающего насоса) водоочистителя некоторая часть потребляемой мощности используется для создания магнитного поля, необходимого для работы двигателя. Конечный потребитель считает, что это бесполезная работа извне, но электричество по-прежнему используется. Это называется Реактивная мощность (кВАр) . Векторная сумма активной и реактивной мощности дает Полная мощность (кВА).

Теперь коэффициент мощности — это просто отношение реальной мощности и полная мощность и находится в диапазоне от 0 до 1. Если коэффициент мощности низкий (близка к нулю), это означает, что очень небольшая мощность из общей потребляемой мощности с помощью устройства используется для выполнения реальной полезной работы.

PF = кВт / кВА

Коэффициент мощности

— это способ узнать , насколько эффективно вы используете электроэнергию. . Высокий коэффициент мощности указывает на эффективное использование электроэнергии, тогда как низкий коэффициент мощности означает неэффективное использование электроэнергии.Устройство считается очень эффективным, если коэффициент мощности близок к 1.

Приведенная ниже аналогия может использоваться для объяснения компонентов питания. Чипсы, которые мы едим, олицетворяют реальную силу. Воздух (азот) в пакете представляет собой реактивную мощность. Однако мы платим за весь пакет, даже если потребляем только его часть. Азот в упаковке предотвращает истощение чипов и их повреждение во время транспортировки, поэтому он должен присутствовать в упаковке. Точно так же реактивная мощность поддерживает напряжение в системе.Он помогает устанавливать и поддерживать магнитные и электрические поля, необходимые для системы. Таким образом, как и азот, необходима реактивная мощность. Если реактивная мощность превышает пороговое значение, система становится нестабильной и имеет тенденцию потреблять больше тока от источника или, по существу, имеет низкий коэффициент мощности.

Причины низкого коэффициента мощности

(Обратите внимание, что все эти проблемы приводят к изменению реактивной / активной мощности)

• Индуктивная нагрузка — 90% промышленной нагрузки составляют индукционные машины (одно- и трехфазные).Такие машины потребляют ток намагничивания для создания магнитного поля и, следовательно, работают с низким коэффициентом мощности.
• Изменения в силовой нагрузке — Когда система нагружена незначительно, напряжение увеличивается, и ток, потребляемый машинами, также увеличивается. Это приводит к низкому коэффициенту мощности.
• Гармонические токи
• Возникает состояние, известное как трехфазный дисбаланс мощности, из-за неправильного подключения или электрических аварий. Это также приводит к низкому коэффициенту мощности.

Реактивная мощность используется без выполнения полезной работы.Таким образом, мы платим за кажущуюся мощность, но используем только реальную мощность. Когда у вас низкий коэффициент мощности, вы не полностью используете электроэнергию, за которую платите. Коммунальные предприятия часто наказывают потребителей за низкий коэффициент мощности в качестве стимула для компенсации этой неэффективности.

Почему коммунальные предприятия взимают штраф за коэффициент мощности?

В Индии, если коэффициент мощности потребителя упадет ниже 0,85, они будут сильно заряжаться. При низком коэффициенте мощности потери мощности и энергии в линиях электропередач и трансформаторы увеличиваются, и коммунальные предприятия включают эти затраты в электричество. счет в виде штрафа за коэффициент мощности.

Коррекция коэффициента мощности

Потребители могут избежать штрафов за коэффициент мощности, установив устройства для коррекции коэффициента мощности,

• Установить конденсаторы в системе распределения. Пока конденсаторные батареи улучшить общий коэффициент мощности системы, отдельные машины, которые вызвали падение коэффициента мощности останется прежним. Эти машины могут быть обслуживаются или улучшаются до более энергоэффективных версий, чтобы поддерживать работоспособность электрическая система.
• Свернуть операцию двигателей на холостом ходу или с малой нагрузкой
• Установить переменную системы частотного привода (ЧРП) для малонагруженных асинхронных двигателей
• Установить новые двигатели которые будут работать с номинальной мощностью
• Незначительно заменить нагруженные двигатели с двигателями, рассчитанными на работу с номинальной мощностью
• Избегайте эксплуатации напряжение выше номинального.

(Источник: Повышение коэффициента мощности для снижения платы за энергопотребление, увеличение вместимость)

Таким образом, важно обращать внимание на коэффициент мощности ваших машин и вашей системы в целом и использовать большую часть энергии, купленной у коммунальных предприятий, для выполнения реальной работы. Поддерживайте исправную электрическую систему и избегайте штрафов за коэффициент мощности, оставаясь в курсе электрических параметров вашего дома с помощью устройств мониторинга энергии, подобных тем, которые предоставляет Energyly.

Что такое коррекция коэффициента мощности и почему она важна?

Возможно, вы не слышали о коэффициенте мощности или способах его корректировки, но использование электрического оборудования с оптимальным коэффициентом мощности может помочь снизить расходы вашего бизнеса и защитить окружающую среду.

Что такое коэффициент мощности?

Коэффициент мощности — это показатель того, насколько эффективно вы используете электроэнергию. Для обеспечения нас электрической энергией используются различные виды энергии. Эта мощность делится между рабочей мощностью и реактивной мощностью.Рабочая мощность используется во всех электроприборах для создания таких вещей, как тепло, свет и движение. Эта мощность измеряется в кВт или киловаттах. Реактивная мощность используется индуктивными нагрузками, такими как двигатели, для создания и поддержания магнитного поля для работы. Рабочая мощность и реактивная мощность вашего оборудования составляют вашу полную мощность. Надеюсь, вы все еще со мной! Коэффициент мощности — это отношение рабочей мощности к полной мощности.

Все двигатели, которые выпускаются в виде машин, таких как конвейеры, миксеры, компрессоры, лифты и эскалаторы, имеют рейтинг эффективности, известный как коэффициент мощности.Это мера «эффективности», имеющая значения от 0 до 1, где 1 соответствует 100% эффективности. Плохой коэффициент мощности — менее 0,95, что приводит к протеканию большего электрического тока, чем необходимо. Хороший коэффициент мощности превышает 0,95, поэтому мощность используется более эффективно. «Идеальный» коэффициент мощности — 1.

Большинство двигателей работают с гораздо более низким КПД, чем 1, а у некоторых коэффициент мощности составляет всего 0,50. Для типичного неисправленного промышленного источника питания коэффициент мощности составляет около 0.80. Это означает, что он эффективен на 80% и потребляет на 20% больше энергии. Итак, вам нужно больше генераторов и более тяжелая распределительная сеть, что приводит к более высоким счетам за электроэнергию.

Что такое коррекция коэффициента мощности?

Самый простой способ улучшить коэффициент мощности — использовать конденсаторы коррекции коэффициента мощности параллельно с подключенным двигателем или цепями освещения. Они могут применяться на оборудовании, распределительном щите или в исходной точке установки. Они повышают общий электрический КПД вашего источника питания, поэтому для достижения того же результата требуется меньший электрический ток.

Примером этого может быть трансформатор 1 МВА с коэффициентом мощности 0,75. Это может обеспечить только 750 кВт нагрузки. Увеличение этого коэффициента мощности до 0,95 может дать дополнительные 200 кВт нагрузки. Это также может уменьшить ток и потери мощности в кабелях и трансформаторах. В целом это может уменьшить количество потребляемых единиц киловатт-часа. Используя этот пример, экономия 200 кВА на платной нагрузке позволяет сэкономить 300 фунтов стерлингов в месяц при типичной плате в размере 1,50 фунта стерлингов за кВА максимальной платы за спрос на поставку. Коррекция коэффициента мощности также может снизить плату за коэффициент мощности и плату за климат.

Каковы преимущества коррекции коэффициента мощности?

Установка устройств коррекции коэффициента мощности в вашу сеть дает многочисленные преимущества. К ним относятся:
• Снижение счетов за электроэнергию
• Повышенная несущая способность в ваших существующих цепях
• Снижение потерь I2R в трансформаторах и распределительном оборудовании
• Общее снижение потерь энергосистемы
• Увеличенный срок службы оборудования
• Снижение электрической нагрузки на кабели и электрические компоненты.

Сохраняет ли коррекция мощности энергию?

Преимущества коррекции коэффициента мощности не только финансовые. есть также важные экологические преимущества. Повышая энергоэффективность, вы сокращаете потребление энергии. Это означает уменьшение выбросов парниковых газов и уменьшение углеродного следа.

Чем может мне помочь Equiptest?

Благодаря нашей репутации добросовестной компании и высокому уровню обслуживания клиентов мы можем помочь вам сделать ваш источник питания максимально эффективным.Наши опытные инженеры оценят требования, предъявляемые к вашим источникам питания, и определят и исправят области, в которых пропало электричество.

Мы используем широкий спектр продуктов, некоторые из которых работают автоматически, что позволяет компенсировать изменяющиеся электрические нагрузки. Такая ситуация характерна для сегодняшних производственных предприятий и офисов, и мы идеально расположены, чтобы помочь вам улучшить использование электроэнергии.

Поговорите с нами о коррекции коэффициента мощности уже сегодня! Свяжитесь с нами

Понимание коэффициента мощности — Buckles-Smith

Что такое коэффициент мощности и как он влияет на ваше предприятие?

Что такое коэффициент мощности? Коэффициент мощности

— это показатель эффективного использования мощности, отношение рабочей мощности к полной (или полной) мощности.Чтобы определить коэффициент мощности (PF), разделите рабочую мощность (кВт) на полную мощность (кВА).

Коэффициент мощности — это способ узнать, насколько эффективно вы используете электроэнергию. Высокий коэффициент мощности указывает на эффективное использование электроэнергии, тогда как низкий коэффициент мощности означает неэффективное использование электроэнергии.

Когда у вас низкий коэффициент мощности, вы не полностью используете электроэнергию, за которую платите. Низкий коэффициент мощности дорого обходится коммунальному предприятию и конечному пользователю — используется мощность энергосистемы, увеличиваются потери в киловаттах и ​​низкое напряжение на нагрузке.Коммунальные предприятия часто наказывают потребителей за низкий коэффициент мощности в качестве стимула для компенсации этой неэффективности.

Пример расчета коэффициента мощности:

Почему стоит беспокоиться о низком коэффициенте мощности? Полная мощность, кВА, уменьшается с увеличением коэффициента мощности.

Рисунок 1. Пример коэффициента мощности

Пример: При коэффициенте мощности 80% требуется 125 кВА для выработки 100 кВт. При коэффициенте мощности 97% для выработки 100 кВт требуется всего 103 кВА.С другой стороны, при коэффициенте мощности 80% для выполнения той же работы требуется на 21% больше тока. См. Рисунок 1.

Что такое VAR?

Активная мощность, также называемая активной мощностью, измеряется в ваттах или кВт и выполняет полезную работу. Электрооборудование, такое как двигатели и трансформаторы, требует реактивной мощности, создает магнитное поле и позволяет выполнять работу.

Пена на верхней части пива представляет собой VAR, то есть потерянную емкость фактического пива, полезную работу или произведенные ватты.

Эта реактивная мощность называется вольт-амперно-реактивной или VAR. Реактивная мощность измеряется в ВАр или кВАр. Рабочая мощность и реактивная мощность составляют полную мощность.

Например, возьмем кружку пива. Емкость кружки представляет собой полную мощность (кВА), сумму реактивной мощности и рабочей мощности. Когда у вас много пены (кВАр) в кружке, тем ниже ваша рабочая мощность (кВт), что соответствует более низкому коэффициенту мощности; не очень эффективно, если вы хотите окупить свои деньги!

Корректирующий коэффициент мощности

Корректировка низкого коэффициента мощности может значительно снизить нагрузку на трансформаторы и проводники, что позволит расширить оборудование.

Представьте лошадь, тащащую лодку по каналу. Лодка поворачивает руль, чтобы не врезаться в берег. Повернутый руль создает сопротивление, поэтому меньшая мощность лошади уходит на движение лодки вперед.

Buckles-Smith предлагает решения для коррекции коэффициента мощности, которые помогут максимально увеличить реальную мощность на вашем предприятии. Пожалуйста, свяжитесь с Buckles-Smith или вашим менеджером по работе с клиентами для получения более подробной информации.

Скачать версию для печати можно здесь: Общие сведения о коэффициенте мощности.

Что такое коэффициент мощности

Коэффициент мощности (PF) по определению представляет собой соотношение между рабочей мощностью P (ватты) и полной мощностью S (вольт-амперы): PF = P / S = Вт / Vrms × Irms Это величина, которая сообщает нам, насколько эффективно ваше устройство использует электроэнергию.Для легкого объяснения физического смысла PF рассмотрим простой пример. Предположим, вы подключаете идеальный конденсатор «C» к линии переменного тока. Поскольку напряжение переменного тока постоянно меняет свою полярность, половину времени этот конденсатор будет заряжаться от входа, а половину времени он будет возвращать накопленную энергию обратно источнику (см. Анимационное видео ниже). Ваш браузер не поддерживает видео тег. Пожалуйста, обновите браузер. Предоставлено Джо Вулфом из Physclips Project в Университете Южного Уэльса.В результате в линии будет постоянно циркулировать переменный ток, но передачи чистой энергии не будет. Итак, у нас будут и вольты, и амперы, но не полезная мощность. Произведение вольт-ампер «VA» называется кажущейся мощностью , потому что это просто математическая величина, не имеющая реального физического значения. Выше приведен пример нагрузки с PF = 0. Точно так же один идеальный дроссель приведет к PF = 0, за исключением того, что его ток будет отставать от напряжения. Теперь рассмотрим противоположный крайний случай резистивной нагрузки.В таком случае вся электрическая энергия, поступающая в нагрузку, потребляется и преобразуется в другие формы энергии, такие как тепло. Это пример PF = 1. Все реальные схемы работают где-то между этими двумя крайностями. При анализе цепей синусоидальный сигнал может быть представлен комплексным числом (называемым вектором ), модуль которого пропорционален величине сигнала, а угол равен его фазе относительно некоторого эталона. В линейных цепях PF = cosφ , где φ — угол между векторами напряжения и тока.Эти и соответствующие векторы для активной и реактивной составляющих мощности можно представить в виде треугольника (см. Схему ниже). Конечно, напряжение — это электрическое поле, а ток — это поток электронов, поэтому так называемый угол между их векторами — не более чем еще одна математическая величина. По соглашению, индуктивная нагрузка создает положительную реактивную силу напряжения (ВАХ). Это связано с так называемым «запаздывающим» коэффициентом мощности, потому что ток отстает от напряжения.

Точно так же емкостная нагрузка создает отрицательные значения VAR и «опережающий» коэффициент мощности. Катушки индуктивности и конденсаторы — не единственные причины низкого коэффициента мощности. За исключением идеальных R, L и C, все практические электрические цепи являются нелинейными , особенно из-за наличия активных компонентов, таких как выпрямители. В таких схемах ток I (t) не пропорционален напряжению V (t), т.е. даже если V (t) является чистой синусоидой, I (t) будет периодическим, но несинусоидальным. Согласно теореме Фурье, любая периодическая функция представляет собой сумму синусоидальных волн с частотами, целыми кратными исходной.Эти волны называются гармониками. Можно показать, что они не способствуют передаче чистой энергии, но увеличивают Irms и уменьшают PF. Когда напряжение синусоидальное, только первая гармоника I 1 среднеквадратичное значение может выдавать реальную мощность. Однако его величина зависит от фазового сдвига между I 1 среднеквадратичное значение и V. Эти факты отражены общей формулой для коэффициента мощности: PF = (I 1 среднеквадратичное значение / I среднеквадратичное значение ) × cosφ Первый член в этом уравнении представляет искажения, второй — реактивные сопротивления. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт