На бирках (шильдиках) електродвигунів обов'язково вказана його потужність, яка вимірюється в ватах, і ось такий значок «cosφ». Що означає косинус фі в електротехніці - це коефіцієнт потужності. І визначається він співвідношенням потужності активної до повної. При цьому чим вище даний коефіцієнт, тобто наближається до одиниці, тим краще. Тому що в даному випадку реактивна потужність буде дорівнює нулю, а, значить, буде зменшуватися спожите значення, що призведе до економії електроенергії.
Тому щоб розібратися в косинусів фі, необхідно спочатку розібратися з усіма цими потужностями.
Потужності в електродвигуні
Отже, повна потужність з одиницею виміру вольт-ампер (ВА) - це комплексна величина, що складається з активної потужності (дійсної) і реактивної (уявної). Якщо розглядати повний показник за формулою, то можна це відобразити ось так:
Тепер розглянемо складові першої формули. Активна потужність діє тільки на активних опорах, тобто вона присутня при певних навантаженнях, а, точніше сказати, коли електричний двигун працює. Обчислюється вона ось за цією формулою:
Що значить активний опір? Тут необхідно розуміти, що в ланцюгах змінного струму опір вище, ніж в ланцюгах постійного струму. Це пов'язано з багатьма факторами. Наприклад, це вихрові струми, які утворюються в ланцюзі, це електромагнітне поле, це близькість розташування провідників і так далі. Саме тому опір в мережах змінного струму називають активним, а в мережах постійного струму омічним.
Тепер, що стосується реактивної мощностной складової. По-перше, ця величина вимірюється в вольт ампер реактивний (вар). По-друге, це своєрідна накопичувальна потужність, яка накопичується в провідникових мережах, а потім віддається назад в мережу. До речі, ця величина може бути позитивною або негативною.
Причинами появи реактивної складової можуть бути прилади, які видають емкостную або індуктивне навантаження. Розраховують цей показник ось за цією формулою:
Якщо розглядати корисність реактивної потужності, то вона не витрачається на прямі потреби споживача. Наприклад, в електричних двигунах вона не перетвориться з електричної в механічну. І хоча корисного навантаження ця потужність не несе, без неї не може бути здійснена корисна робота. І все ж виробники намагаються даний показник зменшити, тому що підвищення активної складової призводить до зниження реактивної, звідси і низький ККД устаткування або мережі.
косинус фі
Як вже було сказано вище, значення косинуса фі в електротехніці - це величина, що характеризує ступінь лінійності навантаження. Для неї теж існує формула:
cos φ = N а / (√3 * U * I).
Що стосується величини «cosφ», то її збільшення переслідує кілька цілей.
- Основна мета - економія споживання електричного струму.
- Відповідно економія кольорових металів, які використовуються в обмотках електромотора.
- Максимальне використання корисної потужності агрегату.
Хотілося б відзначити ось який момент - виробничі електричні мережі завжди знаходяться в недовантажених стані. Чому? Вся справа в тому, що не всі електродвигуни постійно працюють під навантаженням. Будь-асинхронний двигун на холостому ході має косинус фі, рівний приблизно значенням 0,2. При навантаженні косинус фі збільшується до 0,85. Чому так відбувається? Все знову впирається в активну і реактивну потужності. Перша при холостому ході двигуна приблизно становить 30%, друга 15%. Як тільки навантаження на електричний двигун збільшується, тут же піднімається активна складова, а реактивна знижується практично до нуля. Тому основна вимога збільшення «cos φ» - це робота підприємства з повним навантаженням.
Заходи по збільшенню косинуса фі
Щоб збільшити косинус фі, можна скористатися двома способами:
- Природним шляхом без установки компенсуючих приладів і пристроїв.
- Штучним шляхом з установкою компенсуючих агрегатів.
У першому випадку необхідно використовувати заходи, за допомогою яких регулюються технологічні процеси. Таким методом домагається оптимальний режим витрачання споживаної електроенергії. До других, наприклад, можна віднести заміну асинхронних електродвигунів синхронними, в яких реактивна потужність практично дорівнює нулю. Вона присутня, але тільки на стадії запуску мотора.
Як розрахувати перетин дроту по навантаженню - формули, таблиці і нюанси
Як провести розрахунок кабелю по потужності і по його довжині
Як правильно провести вибір автомата по потужності навантаження