Коэффициент мощности электромотора, соsφ.

Коэффициент мощности асинхронного двигателя соsφ (косинус фи)— это отношение активной мощности Р (Вт), расходуемой на , нагрев стали, обмоток двигателя, полезную работу , механические потери, к полной мощности S (В•А), потребляемой двигателем из сети:

cosφ=P/S=UIa/UIc=Ia/Ic
где   — активный ток, пропорциональный нагрузке двигателя;
        Ic=√I2p+I2a                           полный ток, потребляемый двигателем из сети и расходуемый на образование магнитного поля, нагрей двигателя и преодоление нагрузки на двигатель;
        Iр     —           реактивный, или намагничивающий, ток двигателя.
Соотношения между полным, активным и реактивным токами в зависимости от нагрузки двигателя можно проанализировать при помощи векторной диаграммы

токи потребляемые двигателем из сети

токи потребляемые двигателем из сети

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реактивный, или намагничивающий, ток  Iр  в зависимости от нагрузки почти не меняется по величине. Активный же ток пропорционален нагрузке двигателя. Поэтому величина коэффициента мощности в значительной мере зависит от нагрузки.   Так, при холостом ходе cosφ=0,2 ÷ 0,3   а при поминальной нагрузке соsφ= 0,7-0,95 (большие значения соs φ относятся к двигателям большей мощности).

угол ф в зависимости от нагрузки на мотор

угол ф в зависимости от нагрузки на мотор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рисунке видно, что если двигатель работает па холостом ходу (), угол   φ— максимальный, а cosφ минимальный. С ростом нагрузки увеличивается сила активного тока и уменьшается угол φ, а следовательно, возрастает соsφ. Для рассматриваемых на диаграмме положений: холостой ход , половина поминальной нагрузки Iн/2 и номинальная нагрузка

cosφxн/2н

Предположим, что для привода машины, мощность  электродвигателя выбрана правильно. Мощность, которую требует машина, обеспечивается силой активного тока Iан Этому режиму соответствуют полный ток потребляемый из сети, и коэффициент мощности cosφн.
Если для этой машины взять электродвигатель мощностью в несколько раз большей, чем требуется, сила реактивного тока будет примерно во столько же раз выше, чем в предыдущем случае. Сила потребляемого из сети полного тока во втором случае будет значительно больше, чем и первом, а соsφн/2, значительно меньше. Если сила тока, потребляемого из сети, увеличится в 2 раза, то потери в линии возрастут в 4 раза, так как потери определяются как                                     I2cR ,

где      — сила тока в сети,            R         сопротивление проводов.

Этот ток вызывает потери так же в трансформаторе и генераторе. Мощность источника электроснабжения используется при этом нерационально.

Для стимулирования борьбы на предприятиях за высокий соs φ стоимость электроэнергии поставили в зависимость от его величины. Если  соs φ  больше 0,9, электроэнергию отпускают по более дешевой цене. Если же соsφ меньше о,9, стоимость, энергии возрастает по мере его снижения.

На векторной диаграмме можно также показать различие между коэффициентом мощности и коэффициентом полезного действия. Так если  соs φ есть  отношение

Ia/Ic      то  к.п.д.        η=Iп/Iа=Iп/Iп+Iпот
где   Iа=Iп+Iпот  то есть активный ток равен сумме токов, расходуемых на полезную нагрузку (Iп) и тепловые потери (Iпот).

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


*

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты:

Heads up! You are attempting to upload an invalid image. If saved, this image will not display with your comment.