Mikä on tehokerroin (kosiini Phi)

Luonnollisen henkilön tehokerroin (kosini phi) on seuraava. Kuten tiedät, vaihtovirtapiirissä on yleensä kolmenlaisia ​​kuormia tai kolmea tehotyyppiä (kolme tyyppiä virtaa, kolme tyyppiä vastusta). Aktiivinen P-, lois-Q- ja kokonais-C-tehot liittyvät aktiiviseen r-, reaktiiviseen x- ja kokonais-z-resistanssiin, vastaavasti.

Sähkötekniikan kurssilta tiedetään, että vastusta kutsutaan aktiiviseksi, jossa lämpöä vapautuu virran kulkiessa. Aktiivinen vastus liittyy aktiivisten tehohäviöihin dPnYhtä kuin virran neliö kerrottuna resistanssilla dPn = Az2r W

Reaktanssi kun virta kulkee sen läpi, se ei aiheuta häviöitä. Tämä resistanssi johtuu induktanssista L sekä kapasitanssista C.

Induktiivinen ja kapasitiivinen vastus ovat kahden tyyppisiä reaktanssia, ja ne ilmaistaan ​​seuraavilla kaavoilla:

• reaktanssi tai induktiivinen vastus,

• kapasitiivinen resistanssi tai kapasitanssi,

Tällöin x = xL — НС° С… Esimerkiksi jos piirissä xL= 12 ohm, xc = 7 ohm, niin piirin reaktanssi x = xL — NSc= 12 — 7 = 5 ohm.

Riisi. 1. Kuvat kosinin «phi» olemuksen selittämiseksi: a — r:n ja L:n sarjakytkentä vaihtovirtapiirissä, b — vastuskolmio, c — tehokolmio, d — tehon kolmio eri arvoilla ​aktiivisesta tehosta.

Impedanssi z sisältää resistanssin ja reaktanssin. R:n ja L:n sarjakytkennässä (kuva 1, a) on esitetty graafisesti vastuskolmio.

Jos tämän kolmion sivut kerrotaan saman virran neliöllä, suhde ei muutu, mutta uusi kolmio on kapasiteettikolmio (kuva 1, c). Katso tarkemmat tiedot täältä - Vastusten, jännitteiden ja tehojen kolmiot

Kuten kolmiosta nähdään, vaihtovirtapiirissä esiintyy yleensä kolme tehoa: aktiivinen P, reaktiivinen Q ja kokonais-S

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

Aktiivitehoa voidaan kutsua työtehoksi, eli se "lämmittää" (lämpöpäästö), "valot" (sähkövalaistus), "liikkuu" (sähkömoottorikäytöt) jne. Se mitataan samalla tavalla kuin vakioteho. , watteina.

Kehitetty aktiivinen tehob täysin ilman jälkiä kuluu vastaanottimiin ja lyijyjohtoihin valon nopeudella – lähes välittömästi. Tämä on yksi pätevän tehon ominaispiirteistä: niin paljon kuin sitä syntyy, niin paljon kulutetaan.

Loistehoa Q ei kuluteta ja se edustaa sähkömagneettisen energian värähtelyä sähköpiirissä.Energian virtaus lähteestä vastaanottimeen ja päinvastoin liittyy virran virtaukseen johtimien läpi, ja koska johtimissa on aktiivinen vastus, niissä on häviöitä.

Siten loisteholla ei suoriteta työtä, mutta tapahtuu häviöitä, jotka samalla aktiiviteholla, mitä suurempi, sitä pienempi tehokerroin (cosphi, kosini «phi»).

Esimerkki. Määritä tehohäviö linjassa, jonka resistanssi on rl = 1 ohm, jos sen läpi siirretään teho P = 10 kW jännitteellä 400 V kerran kun cosphi1 = 0,5 ja toisen kerran kun cosphi2 = 0,9.

Vastaus. Virta ensimmäisessä tapauksessa I1 = P / (Ucosphi1) = 10/(0,4•0,5) = 50 A.

Tehohäviö dP1 = Az12rl = 502•1 = 2500 W = 2,5 kW.

Toisessa tapauksessa nykyinen Az1 = P / (Ucosphi2) = 10/(0,4•0,9) = 28 A.

Tehohäviö dP2 = Az22rl = 282•1 = 784 W = 0,784 kW, ts. toisessa tapauksessa tehohäviö on 2,5 / 0,784 = 3,2 kertaa pienempi vain koska cosfi-arvo on suurempi.

Laskelma osoittaa selvästi, että mitä korkeampi kosinin «phi» arvo on, sitä pienempi on energiahäviö ja sitä vähemmän tarve sijoittaa ei-rautametalleja uusia asennuksia asennettaessa.

Nostamalla kosini «phi» meillä on kolme päätavoitetta:

1) säästää sähköä,

2) ei-rautametallien säästäminen,

3) generaattoreiden, muuntajien ja yleensä vaihtovirtamoottoreiden asennetun tehon maksimikäyttö.

Viimeisen seikan vahvistaa se, että esimerkiksi samasta muuntajasta on mahdollista saada mitä enemmän aktiivista tehoa, sitä suurempi on cosfi-käyttäjien arvo.Joten muuntajasta, jonka nimellisteho Sn= 1000 kVa, kun cosfi1 = 0,7, saadaan pätöteho P1 = Снcosfie1 = 1000 • 0,7 = 700 kW ja cosfi2 = 0,95 R2 = Сncosfi2 = 1000 • = 0 . kW.

Molemmissa tapauksissa muuntaja on täysin kuormitettu 1000 kVA:iin. Induktiomoottorit ja alikuormitusmuuntajat aiheuttavat tehtaiden alhaisen tehokertoimen. Esimerkiksi oikosulkumoottorin joutokäyntinopeudella cosfixx on suunnilleen 0,2, kun taas kuormitettuna nimellistehoon sfin = 0,85.

Selvyyden vuoksi harkitse likimääräistä tehokolmiota oikosulkumoottorille (kuva 1, d). Tyhjäkäynnin aikana oikosulkumoottori kuluttaa loistehoa noin 30 % nimellistehosta, kun taas kulutettu pätöteho on tässä tapauksessa noin 15 %. Siksi tehokerroin on erittäin alhainen. Kuorman kasvaessa pätöteho kasvaa ja loisteho muuttuu marginaalisesti ja siten cosfi kasvaa. Lue aiheesta lisää täältä: Käyttötehokerroin

Pääasiallinen cosfin arvoa kasvattava toiminta on täydellä tuotantokapasiteetilla toimiminen. Tässä tapauksessa asynkroniset moottorit toimivat tehokertoimilla, jotka ovat lähellä nimellisarvoja.

Tehotekijän parantamistoimet on jaettu kahteen pääryhmään:

1) ei vaadi kompensointilaitteiden asennusta ja soveltuu kaikissa tapauksissa (luonnolliset menetelmät);

2) liittyvät kompensointilaitteiden käyttöön (keinotekoiset menetelmät).

Lauhdutusyksikkö tehokertoimen lisäämiseksi

Ensimmäisen ryhmän toimintaan kuuluu nykyisten ohjeiden mukaan teknologisen prosessin järkeistäminen, mikä johtaa laitteiden energiatilan parantamiseen ja tehokertoimen nostamiseen. Samoihin toimenpiteisiin kuuluu synkronisten moottoreiden käyttö joidenkin asynkronisten moottoreiden sijaan (synkronisten moottoreiden asentamista asynkronisten moottoreiden sijaan suositellaan tarvittaessa tehokkuuden lisäämiseksi).

Lue myös tästä aiheesta: AC-virtalähde ja tehohäviöt