Сайт для электриков

Коэффициент мощности нагрузки


 

В цепях переменного тока различают активный, реактивный и полный виды нагрузки и, соответственно мощности - P, Q и S. 

Активная мощность - это среднее значение мощности синусоидального тока за один период. Фаза напряжения и тока в синусоидах совпадают. Единицей ее измерения является Ватт (Вт).

Реактивная мощность в зависимости от характера нагрузки может быть индуктивной или емкостной. В синусоидах нагрузок с реактивной составляющей можно увидеть несовпадение - сдвиг фаз переменного тока и напряжения; при емкостной нагрузке наблюдается опережение тока во времени относительно напряжения, а при индуктивной - отставание.

Опережение напряжением тока при индуктивной нагрузке
Отставание напряжения от тока при емкостной нагрузке

Если мощность активной нагрузки вся расходуется на выполнения работы, то при наличии реактивной ("паразитной") возникает процесс бесполезного протекания электроэнергии между между источником питания и нагрузкой; накопление в индуктивности (ёмкостной) колебательным контуром системы и перетекание ее обратно в сеть, вызывая нагрев и излучение и приводящая к ненужным потерям. Единица измерения S - Вольт-ампер реактивный (Вар).

Коэффициент мощности нагрузки и причины его низкого значения

В цепях синусоидального напряжения и тока полная мощность S - это геометрическая сумма активной и реактивной мощности. Как видно из треугольника мощностей, принятого для описания цепей переменного тока с увеличением реактивной мощности S увеличивается и угол φ. Чисто активная нагрузка даст угол 0°.

Треугольник мощностей

Косинус этого угла и является коэффициентом мощности - одной из основных технических характеристик нагрузки - электроприемников переменного тока, определяющая какая ее часть расходуется на выполнение полезной работы.

Математически коэффициент мощности cos φ может быть выражен отношением активной мощности к полной (P/S). Его величина лежит в диапазоне 0...1, чем ближе этот показатель к единице тем меньшая реактивная мощность потребления.

Причины низкого cos φ. Часто это работа электродвигателей с недогрузом. Потребляемая активная мощность любого асинхронного двигателя пропорционально зависит от его нагруженности. Изменение (снижение) реактивной мощности выражено менее, таким образом, этот коэффициент будет меньшим.

Неправильный подбор параметров электродвигателей приводов. Сравнив данные шильдиков двигателей с разными техническими характеристиками можно заметить, что наиболее низкое значение cos φ имеют электрические машины с небольшой частотой вращения и малой мощностью. Причинами могут быть также неисправности двигателей, связанные со статорными обмотками, увеличенным воздушным зазором между статором и ротором.