8 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Cos fi у двигателя что это

Cos fi у двигателя что это

§ 75. Коэффициент мощности («косинус фи»)

Коэффициентом мощности, или «косинусом фи» (cos φ), цепи называется отношение активной мощности к полной мощности.

Коэффициент мощности =активная мощность
полная мощность

В общем случае активная мощность меньше полной мощности, т. е. у этой дроби числитель меньше знаменателя, и поэтому коэффициент мощности меньше единицы.

Только в случае чисто активной нагрузки, когда вся мощность является активной, числитель и знаменатель этой дроби равны между собой, и поэтому коэффициент мощности равен единице.

Чем большую часть полной мощности составляет активная мощность, тем меньше числитель отличается от знаменателя дроби и тем ближе коэффициент мощности к единице.

Величину cos φ можно косвенно определить по показаниям ваттметра, вольтметра и амперметра:

Коэффициент мощности можно также измерить особым прибором — фазометром.

Пример 14. Амперметр показывает ток 10 а, вольтметр — 120 в, ваттметр — 1 квт. Определить cos φ потребителя:

Пример 15. Определить активную мощность, отдаваемую генератором однофазного переменного тока в сеть, если вольтметр на щите генератора показывает 220 в, амперметр — 20 а и фазометр — 0,8:

Пример 16. Вольтметр, установленный на щитке электродвигателя, показывает 120 в, амперметр — 450 а, ваттметр — 50 квт. Определить z, r, xL, S, cos φ, Q:

Так как Р = I 2 ⋅ r, то

Из построения треугольников сопротивлений, напряжений и мощностей для определенной цепи видно, что эти треугольники подобны один другому, так как их стороны пропорциональны. Из каждого треугольника можно найти «косинус фи» цепи, как показано на рис. 168. Этим можно воспользоваться для решения самых разнообразных задач.


Рис. 168. Определение коэффициента мощности из треугольников сопротивлений (а), напряжений (б) и мощностей (в)

Пример 17. Определить z, xL, U, Uа, UL, S, Р, Q, если I = 6 а, r = 3 ом, cos φ = 0,8 и ток отстает по фазе от напряжения.

Из треугольника сопротивлений известно, что

Основными потребителями электрической энергии являются электрические двигатели, машины и электронагревательные устройства. Все они потребляют активную мощность, которую преобразуют в механическую работу и тепло. Электрические двигатели потребляют также реактивную мощность. Последняя, как известно, совершает колебательное движение от источника к двигателю и обратно.

У ламп и электрических печей сопротивления S = Р и cos φ = 1. У электрических двигателей S = √(P 2 + Q 2 ) и cos φ меньше 1.

При неизменной передаваемой активной мощности Р величина нагрузочного тока обратно пропорциональна значению cos φ:

Это означает, что при тех же значениях активной мощности Р и напряжения U нагрузочный ток электрических двигателей больше, чем у электрических ламп. Если, например, коэффициент мощности электрического двигателя равен 0,5, то он потребляет в 2 раза больший ток, чем электрическая печь сопротивления той же мощности Р.

Потери мощности на нагрев проводов линии пропорциональны квадрату тока (ΔР = I 2 r).

Таким образом, при cos φ = 0,5 потери мощности в линии, по которой энергия передается потребителям, больше в 4 раза, чем при cos φ = 1. Кроме того, генераторы и трансформаторы будут загружены током в 2 раза больше и в этом случае требуется примерно в 2 раза большее сечение проводов для обмоток.

Отсюда видно, какое важное значение имеет величина cos φ в электроэнергетических установках. Для повышения коэффициента мощности промышленных установок, на которых преобладающая часть потребителей — электрические двигатели, параллельно им включают конденсаторы, т. е. добиваются резонанса токов, при котором cos φ близок к 1.

Читать еще:  Opel astra о запуск двигателя

Описание параметра «Полная мощность»

Полная выходная мощность стабилизатора (VA) определяет максимальную величину мощности подключаемой к нему нагрузки.

Выбор стабилизатора напряжения по мощности.

При выборе стабилизатора необходимо учитывать:

1. суммарную мощность подключенной нагрузки — выходная мощность стабилизатора должна быть больше мощности, потребляемой нагрузкой.

Полная мощность (S) состоит из активной мощности (P) и реактивной мощности (Q).

Связь между мощностями следующая:

  • S — измеряется в вольт-амперах (ВА, VA)
  • P — измеряется в ваттах (Вт, W)
  • Q — измеряется в варах (Вар, var)

Существуют электроприборы, которые потребляют только активную мощность. Это любые нагревательные приборы (тэны, утюги, чайники и т.д.), лампы накаливания и т.д. Они не потребляют реактивную мощность, поэтому при выборе стабилизаторов для таких приборов можно учитывать в расчетах, что полная мощность равна активной мощности, S(VA)=P(W).

Также существуют электроприборы, которые потребляют не только активную мощность, но и реактивную мощность. Это электродвигатели, дроссели, трансформаторы и т.д.
Для расчета полной мощности для таких устройств используют специальный коэффициент мощности, cos (φ).
Формула расчет будет выглядеть следующим образом:

Cos (φ) определен для большинства типов оборудования и обычно он пишется на шильдике соответствующего прибора. В тех случаях, когда нет возможности узнать значение cos (φ), примерный расчет производится с коэффициентом 0,75.

Примерные мощности электроприборов и их коэффициенты cos (φ) приведены в таблице.

ЭлектроприборыМощность, Втcos (φ)ЭлектроприборыМощность, Втcos (φ)
Электроплита1200 — 60001Бойлер1500 — 20001
Обогреватель500 — 20001Компьютер350 — 7000.95
Пылесос500 — 20000.9Кофеварка650 — 15001
Утюг1000 — 20001Стиральная машина1500 — 25000.9
Фен600 — 20001Электродрель400 — 10000.85
Телевизор100 — 4001Болгарка600 — 30000.8
Холодильник150 — 6000.95Перфоратор500 — 12000.85
СВЧ-печь700 — 20001Компрессор700 — 25000.7
Электрочайник1500 — 20001Электромоторы250 — 30000.7 — 0.8
Лампы накаливания60 — 2501Вакуумный насос1000 — 25000.85
Люминисцентные лампы20 — 4000.95Электросварка (дуговая)1800 — 25000.3 — 0.6

2. пусковые токи — все электроприборы, в состав которых входит двигатели или дроссели в момент запуска потребляют в несколько раз больше мощности чем в рабочем режиме. В таких случаях полную мощность данного оборудования рассчитывают путем умножения потребляемой мощности (указана в паспорте прибора) на кратность пусковых токов (обычно 3-7).

3. запас мощности — чтобы увеличить срок службы стабилизатора, рекомендуется предусмотреть 20%-ный запас мощности. Таким образом, режим работы стабилизатора будет более «щадящим», а при необходимости можно будет подключить дополнительные электроприборы.

4. влияние входного напряжения на мощность — при уменьшении входного напряжения, уменьшается мощность стабилизатора. Данная зависимость приведена на графике.

Примечание. В соответствии с международными, а также отечественными отраслевыми стандартами производителей автотрансформаторных стабилизаторов максимальная мощность устройства нормируется для входного напряжения 190В или для разности входного и выходного напряжений 30В .

ВНИМАНИЕ! Большинство аварий стабилизаторов, возникает от перегрузки по мощности при снижении выходного напряжения до величины менее минимально допустимой, обычно это 150…160 В

Коэффициент мощности, что это такое?

Коэффициент мощности (cos φ — косинус фи) — это отношение активной мощности к полной. Чем ближе это значение к единицы, тем лучше, так как при значении cos φ = 1 реактивная мощность равна нулю следовательно меньшая потребляемая мощность в целом.

cos φ = P/S

Активная мощность (P)

Измеряется в ваттах Вт

Активная (средняя) мощность — это среднее значение мощности за период.. Активная мощность используется только на активные сопротивления, то есть на выполнения полезной работы.

P = I*U*cos φ

Активное сопротивление

Как известно сопротивление проводника при переменном токе больше чем при постоянном, в следствии явлений поверхностного эффекта, эффекта близости, возникновение вихревых токов и излучение электромагнитной

энергии в пространство. Именно поэтому сопротивление проводника в постоянных цепях называют омическим, а в переменного тока называют активным сопротивлением.

Реактивная мощность (Q)

Измеряется в вар (вольт ампер реактивный)

Реактивная мощность является мерой потребления (или выработки реактивного тока). То есть это мощность которая сначала накапливается во внешней электрической цепи (в индуктивности и ёмкости), а потом отдаваемая обратно в сеть на протяжения 1/4 периода.

Реактивная мощность может быть как положительной так и отрицательной.

Появление реактивной мощности связанно с наличием в цепях индуктивной и ёмкостной нагрузки.

Q = I*U*sin φ

Реактивная мощность в отличии от активной не расходуется на прямые нужды (преобразование электрической энергии в другие виды энергии). Она как бы не несёт полезной нагрузки, но без неё невозможно осуществление полезной работы. В настоящий момент прилагается много усилий на уменьшение затрачиваемой реактивной мощности, так как это приводит к уменьшению потребления активной мощности.

Полная мощность (S)

Измеряется в вольт-амперах (BA)

Полная мощность (S) — это произведение действующего напряжения и тока на зажимах цепи. То есть полная мощность это вся мощность затраченная в электрической цепи. Полная мощность складывается из геометрической суммы активной и реактивной мощности.

Таблица определения реактивной мощности конденсаторной установки — КРМ (кВАр) необходимой для достижения заданного cos(φ)

Текущий (действующий)Требуемый (достижимый) cos (φ)
tan (φ)cos (φ)0.800.820.850.880.900.920.940.960.981.00
Коэффициент K
3.180.302.432.482.562.642.702.752.822.892.983.18
2.960.322.212.262.342.422.482.532.602.672.762.96
2.770.342.022.072.152.232.282.342.412.482.562.77
2.590.361.841.891.972.052.102.172.232.302.392.59
2.430.381.681.731.811.891.952.012.072.142.232.43
2.290.401.541.591.671.751.811.871.932.002.092.29
2.160.421.411.461.541.621.681.731.801.871.962.16
2.040.441.291.341.421.501.561.611.681.751.842.04
1.930.461.181.231.311.391.451.501.571.641.731.93
1.830.481.081.131.211.291.341.401.471.541.621.83
1.730.500.981.031.111.191.251.311.371.451.631.73
1.640.520.890.941.021.101.161.221.281.351.441.64
1.560.540.810.860.941.021.071.131.201.271.361.56
1.480.560.730.780.860.941.001.051.121.191.281.48
1.400.580.650.700.780.860.920.981.041.111.201.40
1.330.600.580.630.710.790.850.910.971.041.131.33
1.300.610.550.600.680.760.810.870.941.011.101.30
1.270.620.520.570.650.730.780.840.910.991.061.27
1.230.630.480.530.610.690.750.810.870.941.031.23
1.200.640.450.500.580.660.720.770.840.911.001.20
1.170.650.420.470.550.630.680.740.810.880.971.17
1.140.660.390.440.520.600.650.710.780.850.941.14
1.110.670.360.410.490.570.630.680.750.820.901.11
1.080.680.330.380.460.540.590.650.720.790.881.08
1.050.690.300.350.430.510.560.620.690.760.851.05
1.020.700.270.320.400.480.540.590.660.730.821.02
0.990.710.240.290.370.450.510.570.630.700.790.99
0.960.720.210.260.340.420.480.540.600.670.760.96
0.940.730.190.240.320.400.450.510.580.650.730.94
0.910.740.160.210.290.370.420.480.550.620.710.91
0.880.750.130.180.260.340.400.460.520.590.680.88
0.860.760.110.160.240.320.370.430.500.570.650.86
0.830.770.080.130.210.290.340.400.470.540.630.83
0.800.780.050.100.180.260.320.380.440.510.600.80
0.780.790.030.080.160.240.290.350.420.490.570.78
0.750.800.050.130.210.270.320.390.460.550.75
0.720.810.100.180.240.300.360.430.520.72
0.700.820.080.160.210.270.340.410.490.70
0.670.830.050.130.190.250.310.380.470.67
0.650.840.030.110.160.220.290.360.440.65
0.620.850.080.140.190.260.330.420.62
0.590.860.050.110.170.230.300.390.59
0.570.870.080.140.210.280.360.57
0.540.880.060.110.180.250.340.54
0.510.890.030.090.150.220.310.51
0.480.900.060.120.190.280.48
0.460.910.030.100.170.250.46
0.430.920.070.140.220.43
0.400.930.040.110.190.40
0.360.940.070.160.36
0.330.950.130.33

КРМ (кВАр) = Pa х (tg(φ1)-tg(φ2))
КРМ (кВАр) = Pa х K =Активная мощность [кВт] х коэффициент K
Pa = S х cos(φ) = Полная мощность х cos (φ)
tg(φ1+φ2) согласуются со значениями cos (φ) в таблице.

ПРИМЕР:
Активная мощность двигателя: P=100 кВт
Действующий cos (φ) 0.60
Требуемый cos (φ) 0.90
Коэффициент K из таблицы 0.85
Необходимая реактивная мощность КРМ (кВАр) = 100 х 0.85=85 кВАр

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector