Мощность коэффициент: Коэффициент мощности

Коэффициент мощности, формула и примеры

Определение и формула коэффициента мощности

Средняя мощность переменного электрического тока , выражаемая через действующие значения силы тока (I) и напряжение (U) равна:

где — действующее (эффективное) значение силы тока, — амплитуда силы тока, — действующее (эффективное) значение напряжения, — амплитуда напряжения.

Коэффициент мощности используют для характеристики потребителя переменного тока как реактивную составляющую нагрузки. Величина этого коэффициента отражает сдвиг фазы () переменного тока, который течет через нагрузку, по отношению к приложенному к нагрузке напряжению. Из выражения (1) видно, что по величине коэффициент мощности равен косинусу от этого сдвига. Если сила тока отстает от напряжения, то сдвиг фаз считают большим нуля, если обгоняет, то

Практическое значение коэффициента мощности

На практике коэффициент мощности стараются сделать максимально большим. Так как при малом для выделения в цепи необходимой мощности надо пропускать ток большой силы, а это приводит к большим потерям в подводящих проводах (см. закон Джоуля — Ленца).

Коэффициент мощности учитывают при проектировании электрических сетей. Если коэффициент мощности является низким, это приводит к росту части потерь электрической энергии в общей сумме потерь. Для увеличения данного коэффициента применяют компенсирующие устройства.

Ошибки при расчетах коэффициента мощности ведут к повышенному потреблению электрической энергии и уменьшению коэффициента полезного действия оборудования.

Коэффициент мощности измеряют фазометром.

Способы расчета коэффициента мощности

Коэффициент мощности рассчитывают как отношение активной мощности (P) к полной мощности (S)

где — реактивная мощность.

Коэффициент мощности для трехфазного асинхронного двигателя вычисляют при помощи формулы:

Коэффициент мощности можно определить, используя, например треугольник сопротивлений (рис. 1а) или треугольник мощностей (рис.1b).

Треугольники на рис. 1(a и b) подобны, так как из стороны пропорциональны.

Единицы измерения

Коэффициент мощности — безразмерная физическая величина.

Примеры решения задач

Коэффициент мощности — Power Factor

Коэффициент мощности может быть представлен, как отношение величины активной мощности к величине полной мощности. При этом активная мощность — это мощность, которую потребляет подключенная нагрузка (может быть измерена ваттметром), а полная мощность определяется непосредственно произведением значений (действующих) входного напряжения и тока, а выражается в вольт-амперах (ВА).

Величина коэффициента мощности рассчитывается по следующей формуле:
PF = PO / S,
где PF — коэффициент мощности, PO — активная мощность, которую потребляет нагрузка, S — значение полной мощности, как произведение значений (действующих) входного напряжения и входного тока.

Рассмотрим более детально каждую из данных величин. В системе с исключительно активной нагрузкой входной ток и входное напряжение находятся в фазе между собой и с нагрузкой, и произведение входного напряжения и входного тока равно мощности, выделяемой в нагрузке. Иными словами, активная мощность эквивалентна полной мощности, соответственно величина коэффициента мощности равна 1. В системе с исключительно реактивной нагрузкой, не потребляющей никакой мощности рассчитанная величина коэффициента мощности равна нулю. Однако ни одна система не обладает только реактивным или только активным сопротивлением нагрузки, практически всегда присутствует реактивная и активная составляющие подключенного нагрузочного сопротивления, и вектор входного тока и вектор входного напряжения по фазе не совпадают с выходными. Другими словами, активная мощность всегда без исключений меньше полной мощности, а рассчитанное величина коэффициента мощности меньше 1.В электротехнике различают опережающий и отстающий коэффициенты мощности. Когда нагрузка в большей степени емкостная, вектор тока является опережающим по фазе по отношению к вектору напряжения и система имеет опережающий коэффициент мощности. При большей индуктивной составляющей нагрузки вектор тока отстает от вектора напряжения по фазе, и система имеет отстающий коэффициент мощности. В большинстве отраслей промышленности нагрузка индуктивная, потому что состоит из обмоток трансформаторов и электродвигателей.

В англоязычной терминологии коэффициент мощности соответствует термину «power factor» и выражается аббревиатурой PF. В русскоязычной литературе косинус сдвига фазы вектора тока относительно вектора напряжения обычно называют «косинус фи» (cos φ), однако это не совсем точно в виду того, что физический смысл этой величины лучше отражается словами «коэффициент нагрузки», поскольку он характеризует лишь непосредственно угол рассогласования векторов напряжения и тока.

Примеры работ
Услуги
Контакты

Время выполнения запроса: 0,00217294692993 секунд.

Коэффициент КМ в страховке ОСАГО

Действующая сегодня схема расчета стоимости полиса ОСАГО предусматривает использование базовой тарифной ставки и нескольких повышающих/понижающих коэффициентов. К числу последних относится так называемый коэффициент мощности. КМ в страховке ОСАГО – это важный элемент расчета, непосредственно влияющий на итоговую стоимость полиса. А потому имеет смысл рассмотреть порядок его применения на практике несколько подробнее.

Содержание

Скрыть

1. Коэффициент КМ в полисе ОСАГО
   1. Формула и примеры расчета
   2. Таблица коэффициента
2. Изменения в правилах подсчета
   1. Как определить мощность ТС?
      1. Ответы на вопросы
         1. Какую роль играет страховой коэффициент КМ в расчете стоимости ОСАГО?
         2. В каких единицах измеряется мощность двигателя?
         3. Зависит ли ОСАГО от лошадиных сил двигателя и насколько сильно?
         4. Как перевести кВт в лошадиные силы при расчете цены полиса ОСАГО?
      2. Подведем итоги

         Коэффициент КМ в полисе ОСАГО

         Важность коэффициентов, используемых в формуле расчета стоимости ОСАГО, не вызывает сомнений. Сказанное в полной мере относится и к рассматриваемому показателю. Достаточно сказать, что его значение варьируется от 0,6 до 1,6. Другими словами, использование минимального показателя позволяет снизить стоимость обязательного автострахования на 40%, а максимального – повысить на 60%.

         Формула и примеры расчета

         Актуальная на сегодня формула расчета стоимости страховки ОСАГО выглядит следующим образом:

         Итоговая цена = Базовая ставка ОСАГО * КБМ * КВС * КТ * КМ * КО * КС.

         Процедура вычислений достаточно проста. Берется тариф в рамках коридора, установленного Центробанком, а затем последовательно перемножается на перечисленные в формуле коэффициенты, включая КМ.

         Примеры расчетов и пояснения по каждому из параметров приводятся на сайте.

         Таблица коэффициента

         Значение КМ определяется на основании технических характеристик транспортного средства. Обычно мощность выражается в лошадиных силах. Альтернативный вариант – кВт, для преобразования которых в л. с. используется соотношение 1 кВт = 1,35962 л. с.

         
         

         
         

         
         

         
         

         
         

         
         

         
         

         Мощность	Коэффициент мощности
         До 50 л. с.	0,6
         51-70 л. с.	1,0
         71-100 л. с.	1,1
         101-120 л. с.	1,2
         121-150 л. с.	1,4
         От 151 л. с.	1,6

         Изменения в правилах подсчета

         Правила расчета стоимости ОСАГО постоянно меняются. Но последние корректировки практически не затрагивают КМ. Значения коэффициента следует брать из приведенной выше таблицы, в которой содержатся актуальные на сегодня данные.

         Как определить мощность ТС?

         Мощность транспортного средства в обязательном порядке указывается в сопроводительной документации. Речь идет как о ПТС, так и регистрационном свидетельстве (СТС). В обоих документах данная характеристика указывается всегда и выступает одной из основных.

         Ответы на вопросы

         Какую роль играет страховой коэффициент КМ в расчете стоимости ОСАГО?

         Коэффициент мощности, как и другие аналогичные показатели, при расчете цены полиса перемножается на базовую тарифную ставку. Поэтому его влияние достаточно велико, тем более – с учетом серьезной вариативности в значениях – от 0,6 до 1,6.

         В каких единицах измеряется мощность двигателя?

         При определении стоимости полиса обязательного автострахования используется стандартная единица измерения – лошадиные силы или в сокращенном виде л. с.

         Зависит ли ОСАГО от лошадиных сил двигателя и насколько сильно?

         Рассматриваемый коэффициент существенно влияет на итоговую стоимость полиса. Например, при минимальном значении показателя цена страховки снижается сразу на 40%, при максимальном происходит рост на 60%.

         Как перевести кВт в лошадиные силы при расчете цены полиса ОСАГО?

         Формула перевода предусматривает применение соотношения между двумя единицами измерения: 1 кВт = 1,35962 л. с.

         Подведем итоги

         Мощность двигателя транспортного средства выступает одним из ключевых параметров, определяющих стоимость обязательной автостраховки. В формуле расчета цены ОСАГО он учитывается с помощью специального коэффициента – КМ, значение которого определяется из таблицы и варьируется от 0,6 до 1,6.

         Коэффициент мощности — Энциклопедия по машиностроению XXL

         
         
         
         
         
         
         Для повышения коэффициента мощности сварочный трансформатор ТСК-500 имеет в первичной цепи конденсатор 4 большой мощности.  [c.61]

         Коэффициент мощности — косинус угла между векторами тока и векторами напряжения ( os q>).  [c. 112]

         Приведенная характеристика представляет собой зависимость коэффициентов мощности и момента от передаточного отношения или к. п. д. (рис. 14.6, в). Обычно она строится путем пересчета по уравнениям (14.22), (14.23) и эталонным величинам (D = 1 м,  [c.236]

         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         Основываясь на техническом задании, выбирают рабочую жидкость определенной плотности и вязкости, типовую конструк-нию гидромуфты и приведенную характеристику для выбранной серии. Далее по приведенной характеристике для заданного значения скольжения (х =2н-5%) находят коэффициент мощности или момента и по уравнениям (14.22) или (14.23) определяют активный диаметр гидромуфты  [c.248]

         Из кривых рис. 3-5 видно, что наименьшее значение [c.44]

         Требуется определить напряжение на индукторе ток в индукторе / , коэффициент мощности индуктора os [c.94]

         Коэффициент мощности индуктора  [c. 96]

         На печать выдаются исходные данные, токи, плотность токов и мощность элементов, полная мощность в загрузке и в индукторе, КПД и коэффициент мощности системы. Программа позволяет рассчитывать нагреватели сплошных и полых цилиндров с постоянной и переменной проводимостью, с секционированными одно- и многослойными обмотками, в том числе трехфазными.  [c.125]

         Установки на частоту 50 Гц небольшой мощности проектируются обычно на стандартное напряжение 127, 220, 380 и 660 В и подключаются непосредственно к промышленной сети. Если коэффициент мощности ниже 0,8, то следует предварительно скомпенсировать реактивную мощность с помощью конденсаторов до значения соз вольтодобавочным трансформатором или тиристорным широтно-импульсным регулятором (ШИР). Если напряжение индуктора по условиям техники безопасности или изготовления меньше стандартного, используются понижающие трансформаторы — печные, сварочные и т. и.  [c.167]

         Преобразователи ВПЧ имеют мощности 12 20 30 50 и 100 кВт при частотах 2400 и 8000 Гц. Конструкция преобразователей в основном аналогична конструкции машин ОПЧ. Напряжение средней частоты, зависящее от соединения обмоток генератора, равно 800/400/200 В при мощностях 50 и 100 кВт и 400/200 В для остальных преобразователей. Номинальный КПД не ниже 70—75% (верхний предел относится к преобразователям мощностью 100 кВт). Коэффициент мощности нагрузки 0,9 с емкостным характером цепи. Пуск двигателя прямой от сети 220/380 В. Разработаны преобразователи типа ВЭП с кольцевым ротором, в полости которого расположен статор инверсного асинхронного двигателя [41]. Мощность 60 и 100 кВт, частота 2400 и 8000 Гц. Совмещенное исполнение двигателя и генератора приводит к уменьшению массы и габаритов и росту КПД.  [c.168]

         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         Индукторы для внешних цилиндрических поверхностей. Наружные индукторы для закалки цилиндрических тел имеют высокий КПД и коэффициент мощности даже без применения магнитопро-вода, так как нагреваемое изделие расположено в зоне сильного магнитного поля. Магнитопроводы иногда применяют для усиления нагрева в какой-либо части индуктора, например в зоне присоединения шин к индуктирующему проводу [35], или для экранирования соседних элементов от поля индуктора. При закалке шеек коленчатых валов и других деталей цилиндрические индукторы приходится делать разъемными (рис. 11-2). Съемная часть 4 присоединяется к неподвижной части 1 индуктора с помощью болтового соединения 2 или рычажного механизма. Индукторы стан ков-автоматов  [c.180]

         Индукторы для нагрева плоских поверхностей можно разделить на два типа. В основе индукторов первого типа лежит петля, ПЛОСКОСТЬ которой параллельна нагреваемой поверхности (рис. 11-4, а). Индуктирующие провода 2 создают свои зоны нагрева, которые могут сомкнуться при большой глубине слоя и длительном нагреве. Для повышения КПД и коэффициента мощности индукторы снаб-  [c.181]

         В тех случаях, когда необходимо знать пределы изменения активной и реактивной мощности на зажимах индуктора, что важно, например, при разработке системы для поддержания постоянным коэффициента мощности питающей линии, следует расчет индуктора проводить по этапам нагрева при постоянном подводимом напряжении. Такой расчет приведен в [35].  [c.196]

         Скорость сварки может быть найдена по приведенной энергии Щц, которая при использовании внутреннего индуктора составляет 3,5—4 кВт-мнп/(м-мм) при скорости 40—60 м/мин и диаметрах до 530 мм и возрастает до 5—8 кВт-мин/(м мм) при увеличении диаметра трубы до 1620 мм и уменьшении скорости сварки до 10 м/мин. Расчет числа витков индуктора и других электрических параметров затруднен из-за сложности системы. Приблизительный расчет можно выполнить на основе схем замещения при вычислении их элементов по графикам [42]. Ориентировочное значение коэффициента мощности индуктора 0,2—0,3. Энергия, выделяющаяся в кромках, составляет 40—70% энергии, передаваемой в заготовку трубы. В индукторе теряется примерно 10% подводимой энергии.  [c.216]

         Более высокие показатели имеют нагреватели трансформаторного типа. На магнитной системе трехфазного трансформатора с цилиндрическими первичными обмотками монтируются вторичные обмотки в виде змеевиков (по которым пропускается нагреваемая жидкость или газ), электрически замкнутых накоротко, желательно из немагнитного материала с высоким удельным сопротивлением (аустенитная сталь). Расчет установки проводится, как для обычного трансформатора с активной нагрузкой. Эти нагреватели более сложны в изготовлении, зато обеспечивают высокие КПД, коэффициент мощности (свыще 0,9) и большие удельные мощности, ограниченные лишь условиями теплоотвода от первичной и вторичной обмоток и насыщением магнитной системы. Мощность нагревателей составляет десятки и сотни киловатт. Благодаря высокому коэффициенту мощности они включаются в сеть без компенсации реактивной мощности.  [c.225]

         Электрический КПД и коэффициент мощности индуктора будут  [c.256]

         Электрический КПД и коэффициент мощности индуктора 1и = = 0-914 1,082 = 0,845 os = J n -0 2 9,83 = 0,11.  [c.259]

         Блок регулирования коэффициента мощности, состоящий из трансформатора напряжения ТЯ, трансформатора тока ТТ, датчика фазы ДФ и переключающего устройства ЯУ, принципиально не отличается от соответствующего блока системы управления печью, работающей на частоте 50 Гц, но коммутация конденсаторов производится при отключенном питании.  [c.262]

         В состав плавильной установки помимо собственно тигельной печи с механизмом наклона входят источник питания (преобразователь частоты или трансформатор) со своим вспомогательным оборудованием и аппаратурой, компенсирующая конденсаторная батарея (коэффициент мощности печи до компенсации составляет 0,1—0,2), токоподвод, аппаратура автоматики, защиты и сигнализации, измерительная и коммутационная аппаратура. Для печей с гидравлическим приводом механизмов и вакуумных печен добавляются соответственно маслонапорная установка и вакуумные насосы и приборы.  [c.262]

         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         В отношении равномерности распределения температуры и однородности химического состава ванны, а также угара металла канальные печи не уступают тигельным, а по значениям КПД и коэффициента мощности значительно их превосходят, причем эти показатели не зависят от степени заполнения печи металлом. Увеличение емкости является более простой проблемой для канальных печей, чем для тигельных, поскольку энергетические задачи решаются простым наращиванием числа индукционных единиц. Условия работы подовых камней канальных печей значительно тяжелее, чем футеровки тигельных печей, с повышением температуры металла в каналах срок службы подовых камней прогрессивно сокращается. Наконец, для канальных печей характерен полунепрерывный или непрерывный режим работы.  [c.269]

         Подовый камень является наиболее ответственной деталью печи, поскольку в течение эксплуатационной кампании он недоступен для осмотров и ремонта, условия же его работы чрезвычайно тяжелые. Толщина стенки подового камня, отделяющей ка-нал от проема, в котором находится индуктор, составляет лишь 5—12 см, так как при ее увеличении возрастает рассеяние и снижается коэффициент мощности печи. Температура металла в канале при плавке чугуна достигает 1650 С, температура же стенки проема не должна превышать 200 X. Поэтому градиент температуры в стенке подового камня составляет 150—250 К/см. Кроме того, стенки канала находятся под большим гидростатическим давлением столба металла и подвергаются, особенно вблизи устьев, размывающему действию циркулирующего металла.  [c.271]

         Для плавки меди и ее сплавов применяются шахтные, а при загрузке более 3 т-—барабанные печи и миксеры. Максимальная емкость их — примерно 35 т, удельный расход электроэнергии при плавке меди — около 300 кВт-ч/т, при плавке медных сплавов— около 200 кВт-ч/т. Коэффициент мощности при плавке меди составляет примерно 0,5 при плавке бронз и латуней— примерно 0,7 при плавке медноникелевых сплавов — примерно 0,8.  [c.275]

         Печи для плавки алюминия имеют емкость от 0,2 до 40 т, коэффициент мощности их из-за большого сечения канала низок он составляет 0,3—0,4, а у крупных и особенно двухкамерных печей, у которых вторичный виток на двух участках проходит через ванны, может быть даже ниже. Удельный расход энергии при плавке алюминия и его сплавов в канальных печах лежит в пределах 360— 500 кВт-ч/т.  [c.277]

         Емкость печей для цинка достигает 150 т [38], коэффициент мощности их равен 0,5—0,6, удельный расход энергии — около 100 кВт ч/т.  [c.278]

         Печи для плавки чугуна. Канальные печи используются при плавке чугуна в качестве миксеров в дуплекс-процессе с вагранками, дуговыми и индукционными тигельными печами, позволяя повысить температуру, осуществить легирование и обеспечить однородность чугуна перед разливкой. Емкость канальных миксеров лежит в пределах от 0,5 до 250 т. Коэффициент мощности печей для плавки чугуна составляет 0,6—0,8 срок службы футеровки ванны достигает года, а подового камня 4—6 мес допустимая удельная мощность в каналах из условия перегрева металла (40 — 50). 10 Вт/м  [c.278]

         Расчет индукционных единиц производится в две стадии. Вначале, задаваясь коэффициентом мощности, выполняют предварительный расчет, в котором определяются основные геометрические размеры системы индуктор—канал. По данным предварительного расчета разрабатывается эскиз конструкции индукционной единицы. Вторая стадия представляет собой электрический расчет для разработанной конструкции. Полученные в нем значения тока и коэффициента мощности индуктора должны удовлетворительно совпадать с данными предварительного расчета. При значительных расхождениях весь расчет следует повторить, введя необходимые коррективы.  [c.280]

         Для демонстрации широких возможиостей ППП Динамика ЭЭС представляются примеры моделирования ЭЭС, структурно-функциональная схема которой дана на рис. 7.11. На рис. 7.13, а приведены кривые переходных процессов по напряжению СГ для случая PH с широтно-импульсной модуляцией и импульсной активно-индуктивной нагрузкой. Параметры нагрузки характеризуются коэффициентом мощности 0,9 диапазоном относительного изменения 0,4—1,0 длительностью импульса 20 м-с длительностью паузы 5 м/с. Последовательность моделируемых режимов такова включение возбуждения СГ, наброс статической нагрузки мощностью 0,4 от номинальной мощности, включение импульсной нагрузки.  [c.230]

         Примеры разработки алгоритмов будут даны в последующих разделах пособия, здесь же проиллюстрируем основные моменты построения алгоритма на примере определения рабочих характеристик асинхронного электродвигателя, т. е. зависимостей потребляемой мощности Pi и тока 1, КПД, коэффициента мощности osip и момента двигателя Л/д от скольжения s. Необходимо также определить номинальное скольжение Show и время разгона Гр.  [c.56]

         По условиям пожарной безопасности рекомендуется выбирать водомасляную эмульсию с присадкой ВНИИНП-117 [7] с плотностью р 10 кг/м . Согласно ГОСТ 17172—71 номинальное скольжение для предохранительных гидромуфт. 45%. Для серийных гидромуфт этому 5 соответствует коэффициент мощности Хл = 0,37.  [c.249]

         На средней частоте используются трансформаторы с замкнутой магнитной цепью броневого типа. Особенностью трансформаторов является высокая концентрация электромагнитной энергии и малые габариты, что позволяет встраивать их в закалочные станки и технологические линии. В некоторых многопозиционных станках, например в станках для закалки коленчатых валов, требование малых размеров трансформаторов является одним из основных. Трансформаторы универсальных закалочных установок и регулировочные автотрансформаторы кузнечных нагревателей должны иметь переменный коэффициент трансформации. Закалочные трансформаторы работают на нагрузку с коэффициентом мощности 0,2—0,4, часто в повторнократковременном режиме. Все трансформаторы имеют водяное охлаждение обмоток и магнитной цепи. Имеются три основные конструкции трансформаторов. Трансформаторы с цилиндрическими обмотками (ВТО-500, ВТО-1000) имеют одновитковую вторичную обмотку и помещенную внутрь нее много-витковую первичную. Магнитная система охлаждается радиаторными листами с припаяины.мп к ним трубками охлаждения. Трансформаторы просты II экономичны, но для изменения коэффициента трансформации ( гр) требуют смены перпичной обмотки. Серийно такие трансформаторы не выпускаются, но изготавливаются многими заводами для своих потребностей. Мощность трансформаторов 500 и 1000 кВ-А, частота 2,5 и 8 кГц. Трансформатор ТВД-3 имеет дисковые первичные и вторичные обмотки, что обеспечивает хорошее использование меди. Трансформатор имеет 44 ступени трансформации за счет переключения первичных и вторичных витков. Мощность 2000 кВ-Л, частота 2,5—8 кГц [41].  [c.170]

         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         На радиочастотах используются воздушные трансфюрматоры, имеющие одновитковую вторичную обмотку из медного листа, а внутри нее — много-витковую первичную спираль. Трансфюрматоры просты по конструкции и поставляются сов.честно с генератором. Регулирование тр че предусмотрено (только смена обмотки), КПД зависит от сопротивления и коэффициента мощности нагрузки и при os (pj— 0,05 составляет 75—85%. Основной недостаток воздушных трансформаторов — большая собственная реактивная. мощность. Отношение реактивных мощностей на входе и в нагрузке равно 3—5, что приводит к завышению мощности конденсаторной батареи и к добавочным потеря.м в контурах. В. мощных установках высокочастотной сварки используются трансформаторы с неза.мкнутым магнитопроводом из ферритовых стержней [42]. Трансформаторы с ферритовым магнитопроводом более чувствительны к изменению сопротивления нагрузки и дают наилучший эффект при работе на примерно постоянную нагрузку, что и имеет место в установках непрерывной сварки.  [c.171]

         При частоте 50 Гц конденсаторы имеют естественнное воздушное охлаждение. Выпускаются конденсаторы двух габаритов (КС и КС2), отличающиеся по высоте и по мощности в два раза. Напряжения 0,22 0,38 0,66 1,05 3,15 6,3 10,5 кВ. Конденсаторы могут быть трехфазными с соединением секций в треугольник (до 1,05 кВ) и однофазны.ми (при всех напряжениях). Мощность конденсаторов КС2 равна 50 квар при 0,38 и 0,66 кВ и всего 16 квар при 0,22 кВ. В связи с эти.м следует избегать проектирования установок значительной мощности на напряжение 0,22 кВ. Выпускаются конденсаторы повышенной мощности типа КСЭ-1,05-75 на 1,05 кВ и 75 квар и типа КСЭК-1,2-150 на 1,2/2,4 кВ и 150 квар. Разработаны конденсаторы с пленочным диэлектриком, имеющие tg б 0,001. На основе конденсаторов КС2 изготавливаются комплектные конденсаторные установки (ККУ) на 0,38 5 и 10 кВ. Они содержат конденсаторы, контакторы, аппаратуру защиты, сигнализации и автоматического регулирования коэффициента мощности. На напряжение 0,38 кВ выпускается 5 типоразмеров установок с мощностями от ПО до 540 квар. Конденсаторы КС и КС2 допускают длительную перегрузку на 10% по напряжению и на 30% по току [46].  [c.171]

         Расчет режимов сварки на радиочастоте производится по кривым зависимости от скорости сварки, толщины и диаметра трубы, полученным экспериментально [41, 42], Для индукционного токо-подвода имеет минимум при диаметре трубы 20—35 мм, равный для стали 0,8— 1,0 кВт-мин/(ммм), а для алюминия 0,5— 0,6 кВт-мин/(м-мм). При диаметрах 133—203 мм значение возрастает до 1,6—2,0 и 1,0—1,2 кВт-мим/(м-мм) соответственно Окончательный режим сварки подбирается экспериментально С уменьшением скорости сварки качество шва снижается сущест вует минимальная скорость, при которой сварка еще возможна Для стали она составляет 1,5—2,0 м/мин. Ориентировочное значе иие коэффициента мощности при индукционной сварке на частоте 440 кГц составляет 0,05—0,1, а при контактном подводе—примерно в два раза выше. Напряжение на индукторе 1—1,5 кВ, на контактах 0,15—0,7 кВ.  [c.217]

         Нагрев под посадку. Нагрев [юд горячую посадку колес н бандажей относится к низкотемпературному (до 150—400 С) нагреву стали, в связи с чем широко используется частота 50 Гц. Применяются обычные цилиндрические индукторы с магнитопроводом или без него, но чаще нагреватели с замкнутым магнитопроводом (трансформаторного тина). Последние обладают высоким КПД и коэффициентом мощности и позволяют нагревать на частоте 50 Гц даже сравнительно тонкостенные изделия. Трансформаторный нагреватель имеет магнитопровод стержневого, реже броневого типа, вторичным витком которого является нагреваемая деталь. Индуктирующая обмотка располагается обычно на другом стержне из конструктивных соображений, хотя для пов11Инения коэффициента мощности ее лучше располагать снаружи или внутри нагреваемого тела. Для нагрева больших колец (диаметр свыше 100 см) используется несколько трансформаторных нагревателей, располо>1(енных по окружности и подключенных к одной фазе согласно. Мощность установок составляет 10—150 кВт, время нагрева 5—30 мин в зависимости от размеров изделия. Коэффициент мощности достигает 0,6—0,65. При небольших мощностях обмотки многослойные с естественным охлаждением. В некоторых странах (например, ГДР) выпускаются серийные установки для нагрева колес и бандажей под посадку.  [c.223]

         Печь, работающая на частоте 50 Гц, представляет собой однофазную нагрузку, которая при значительной мощности может вызвать недопустимую несимметрию токов и напряжений в питающей трехфазной сети. Это обстоятельство обусловливает необходимость применения специальных симметрирующих устройств, схемы- которых приведены на рис. 14-22. Наиболее распространенная схема Штейнметца (рис. 14-22, а) обеспечивает полное симметрирование при чисто акт ивной постоянной однофазной нагрузке, т. е. при неизменных параметрах печи ( п) и компенсации ее индуктивности емкостью С до коэффициента мощности, равного единице. Принцип действия схемы иллюстрирует векторная диаграмма на рис. 14-23. Если емкость Сс и индуктивность симметрирующего устройства подобраны так, чтобы токи в них /лв и вс отвечали условию  [c.251]

         Индуктор канальной печи имеет принудительное воздушное или водяное охлаждение. При воздушном охлаждении индуктор изготовляется из медного обмоточного провода прямоугольного сечения, средняя плотность тока составляет 2,5—4 А/мм . При водяном охлаждении индуктор изготовляется из профилированной медной трубки, желательно неравностенной, с толщиной рабочей стенки (обращенной к каналу) 10—15 мм. Средняя плотность тока достигает 15 А/мм . Индуктор, как правило, выполняется однослойным, в редких случаях — двухслойным. Последний значительно сложнее конструктивно и имеет более низкий коэффициент мощности.  [c.272]

         ---

         Мощность и коэффициент полезного действия — урок. Физика, 8 класс.

         Мощность по своей сути является скоростью выполнения работы. Чем больше мощность совершаемой работы, тем больше работы выполняется за единицу времени.

         Среднее значение мощности — это работа, выполненная за единицу времени.

         Величина мощности прямо пропорциональна величине совершённой работы \(A\) и обратно пропорциональна времени \(t\), за которое работа была совершена.

         Мощность \(N\) определяют по формуле:

         N=At.

          

         Единицей измерения мощности в системе \(СИ\) является \(Ватт\) (русское обозначение — \(Вт\), международное — \(W\)).

         Для определения мощности двигателя автомобилей и других транспортных средств используют исторически более древнюю единицу измерения — лошадиная сила (л.с.), 1 л.с. = 736 Вт.

         Пример:

         Мощность двигателя автомобиля равна примерно \(90 л.с. = 66240 Вт\).

         Мощность автомобиля или другого транспортного средства можно рассчитать, если известна сила тяги автомобиля \(F\) и скорость его движения (v).

         N=F⋅v

         Эту формулу получают, преобразуя основную формулу определения мощности.

          

         Ни одно устройство не способно использовать \(100\) % от начально подведённой к нему энергии на совершение полезной работы. Поэтому важной характеристикой любого устройства является не только мощность, но и коэффициент полезного действия, который показывает, насколько эффективно используется энергия, подведённая к устройству.  

         Пример:

         Для того чтобы автомобиль двигался, должны вращаться колёса. А для того чтобы вращались колёса, двигатель должен приводить в движение кривошипно-шатунный механизм (механизм, который возвратно-поступательное движение поршня двигателя преобразует во вращательное движение колёс). При этом приводятся во вращение шестерни и большая часть энергии выделяется в виде тепла в окружающее пространство, в результате чего происходит потеря подводимой энергии. Коэффициент полезного действия двигателя автомобиля находится в пределах \(40 — 45\) %. Таким образом, получается, что только около \(40\) % от всего бензина, которым заправляют автомобиль, идёт на совершение необходимой нам полезной работы — перемещение автомобиля.

         Если мы заправим в бак автомобиля \(20\) литров бензина, тогда только \(8\) литров будут расходоваться на перемещение автомобиля, а \(12\) литров сгорят без совершения полезной работы.

         Коэффициент полезного действия обозначается буквой греческого алфавита \(«эта»\) η, он является отношением полезной мощности \(N\) к полной или общей мощности Nполная.

          

         Для его определения используют формулу: η=NNполная. Поскольку по определению коэффициент полезного действия является отношением мощностей, единицы измерения он не имеет.

          

         Часто его выражают в процентах. Если коэффициент полезного действия выражают в процентах, тогда используют формулу: η=NNполная⋅100%.

          

         Так как мощность является работой, проделанной за единицу времени, тогда коэффициент полезного действия можно выразить как отношение полезной проделанной работы \(A\) к общей или полной проделанной работе Aполная. В этом случае формула для определения коэффициента полезного действия будет выглядеть так:

          

         η=AAполная⋅100%.

          

         Коэффициент полезного действия всегда меньше \(1\), или \(100\) % (η < 1, или η < \(100\) %).

         What is the power factor of HV power supplies?

         Источники питания высокого напряжения и информация о безопасности

         
         

         Что такое коэффициент мощности? Что такое коэффициент мощности импульсного источника питания?

         
         Коэффициент мощности – это отношение активной мощности к полной мощности. Он обычно выражается в виде десятичной дроби меньше 1. Активная мощность выражается в ваттах, а полная – в вольт-амперах (ВА). Коэффициент мощности импульсного источника питания зависит от типа входного переменного тока: однофазный, трехфазный или с активной коррекцией коэффициента мощности.

         Коэффициент мощности однофазных импульсных источников питания без коррекции обычно довольно низкий, около 0,65. Это связано с тем, что в большинстве устройств для получения напряжения постоянного тока используется схема с выпрямителем/конденсатором. В такой конфигурации ток потребляется только на пике каждого цикла, при этом образуются узкие и высокие импульсы тока, что обеспечивает низкий коэффициент мощности.

         Трехфазные импульсные источники питания без коррекции характеризуются более высоким коэффициентом мощности, например, 0,85. Это связано с тем, что несмотря на используемый выпрямитель/конденсатор для получения напряжения постоянного тока, наличие трех фаз увеличивает суммарный коэффициент мощности.

         Устройства со схемами активной коррекции коэффициента мощности могут обладать очень высоким коэффициентом мощности, например, 0,98. В них фактически используется входной преобразователь в режиме усиления, благодаря которому потребление фазного тока изменяется в соответствии с междуфазным напряжением, что резко повышает коэффициент мощности.

         Почему так важен коэффициент мощности? Источникам питания без коррекции свойственно ограничивать мощность, которую вы можете получить из электросети. Все кабели питания, автоматические предохранители, разъемы и электросети должны быть рассчитаны на максимальное потребление тока. При использовании источников питания без коррекции,свойственно ограничивать фактическую мощность, которую можно получить из определенной электросети. При использовании источника питания с активной коррекцией коэффициента мощности, максимальная сила тока в сети значительно ниже, что позволяет источнику питания потреблять больше тока и обеспечить более высокую выходную мощность в той же электрической сети.

         Кроме этого, гармонические помехи, наводимые источником питания на сеть переменного тока, также могут быть ниже. Еще одним преимуществом активной коррекции коэффициента мощности является возможность питания от сети любого напряжения, благодаря чему источники питания могут использоваться по всему миру в сетях переменного тока напряжением от 88 до 264 В. Источники питания с коррекцией коэффициента мощности определенно имеют некоторые преимущества.

         Понимание коэффициента мощности — Laurens Electric Cooperative

         Коррекция коэффициента мощности конденсаторами

         Описание:

         Коэффициент мощности – это соотношение (фаза) тока и напряжения в электрических распределительных системах переменного тока. В идеальных условиях ток и напряжение находятся «в фазе», а коэффициент мощности равен «100 %». Если присутствуют индуктивные нагрузки (двигатели), коэффициент мощности менее 100 % (обычно от 80 до 90 %).

         Низкий коэффициент мощности, с точки зрения электротехники, вызывает более сильный ток, протекающий по линиям распределения электроэнергии, чтобы обеспечить заданное количество киловатт сверх электрической нагрузки.

         Эффекты?

         Система распределения электроэнергии в здании или между зданиями может быть перегружена избыточным (бесполезным) током.

         Мощность систем производства и распределения электроэнергии, принадлежащих Laurens Electric, измеряется в кВА (килоамперах).

         кВА = ВОЛЬТ X АМПЕР X 1,73 (трехфазная система) / 1000

         При единичном коэффициенте мощности (100%) потребуется 2000 кВА мощности генерирующей и распределительной сети для обеспечения 2000 кВт. Однако, если бы коэффициент мощности упал до 85%, потребовалась бы мощность 2353 кВА. Таким образом, мы видим, что более низкий коэффициент мощности оказывает обратное влияние на генерирующие и распределительные мощности.

         Низкий коэффициент мощности перегружает генерирующие, распределительные и сети с избыточным кВА.

         Если вы владеете большим зданием, вам следует рассмотреть возможность коррекции низкого коэффициента мощности по одной или обеим из следующих причин:

         • Чтобы снизить вероятность дополнительных сборов за коэффициент мощности в случае, если Laurens Electric начнет выставлять счета за корректировку коэффициента мощности и
         • Для восстановления мощности (кВА) перегруженных фидеров в здании или комплексе зданий.

         Существует несколько методов коррекции более низкого коэффициента мощности. Обычно используются: емкость.

         Блоки конденсаторов

         Наиболее практичным и экономичным устройством коррекции коэффициента мощности является конденсатор. Это улучшает коэффициент мощности, потому что влияние емкости прямо противоположно влиянию индуктивности.

         Значение var номинальной мощности конденсатора показывает, сколько реактивной мощности будет обеспечивать конденсатор. Поскольку этот вид реактивной мощности компенсирует реактивную мощность, вызванную индуктивностью, каждый киловар емкости уменьшает чистую потребность в реактивной мощности на ту же величину.Например, конденсатор на 15 кВАр компенсирует 15 кВА индуктивной реактивной мощности.

         Конденсаторы могут быть установлены в любой точке электрической системы и улучшат коэффициент мощности между точкой приложения и источником питания. Однако коэффициент мощности между нагрузкой и конденсатором останется неизменным. Конденсаторы обычно добавляются к каждой единице неисправного оборудования, перед группами двигателей (перед центрами управления двигателями или распределительными панелями) или в основных службах.

         Расчет коэффициента мощности | Коэффициент мощности

         Как упоминалось ранее, угол этого «треугольника мощности» графически показывает соотношение между количеством рассеиваемой (или потребляемой ) мощности и количеством поглощаемой/возвращаемой мощности.

         Он также совпадает с углом импеданса цепи в полярной форме. Выраженное в виде дроби, это отношение между истинной мощностью и кажущейся мощностью называется коэффициентом мощности для этой схемы.

         Поскольку истинная мощность и кажущаяся мощность образуют смежную и гипотенузную стороны прямоугольного треугольника соответственно, отношение коэффициента мощности также равно косинусу этого фазового угла. Используя значения из последнего примера схемы:

          

          

         Следует отметить, что коэффициент мощности, как и все измерения отношения, является безразмерной величиной .

         Значения коэффициента мощности

         Для чисто резистивной цепи коэффициент мощности равен 1 (идеальный), поскольку реактивная мощность равна нулю.Здесь треугольник мощности будет выглядеть как горизонтальная линия, потому что противоположная сторона (реактивная мощность) будет иметь нулевую длину.

         Для чисто индуктивной цепи коэффициент мощности равен нулю, поскольку истинная мощность равна нулю. Здесь треугольник мощности будет выглядеть как вертикальная линия, потому что смежная сторона (истинная мощность) будет иметь нулевую длину.

         То же самое можно сказать и о чисто емкостной схеме. Если в цепи нет диссипативных (резистивных) составляющих, то истинная мощность должна быть равна нулю, что делает любую мощность в цепи чисто реактивной.

         Треугольник мощности для чисто емкостной цепи снова будет вертикальной линией (указывающей вниз, а не вверх, как это было для чисто индуктивной цепи).

         Значение коэффициента мощности

         Коэффициент мощности может быть важным аспектом, который следует учитывать в цепи переменного тока, поскольку любой коэффициент мощности меньше 1 означает, что проводка цепи должна пропускать больший ток, чем это было бы необходимо при нулевом реактивном сопротивлении в цепи для обеспечения того же количества ( true) мощность на резистивную нагрузку.

         Если бы наша последняя схема в примере была чисто резистивной, мы могли бы отдавать в нагрузку полные 169,256 Вт при том же токе 1,410 А, а не всего лишь 119,365 Вт, которые она в настоящее время рассеивает при той же величине тока.

         Низкий коэффициент мощности делает систему подачи энергии неэффективной.

         Плохой коэффициент мощности

         Низкий коэффициент мощности может быть скорректирован, как это ни парадоксально, путем добавления еще одной нагрузки в цепь, потребляющую равную и противоположную величину реактивной мощности, чтобы нейтрализовать влияние индуктивного реактивного сопротивления нагрузки.

         Индуктивное сопротивление может быть компенсировано только емкостным сопротивлением, поэтому мы должны добавить конденсатор параллельно нашей примерной схеме в качестве дополнительной нагрузки.

         В результате параллельного включения этих двух противоположных реактивных сопротивлений общий импеданс цепи становится равным ее общему сопротивлению (чтобы фазовый угол импеданса был равен или, по крайней мере, ближе к нулю).

         Поскольку мы знаем, что (нескорректированная) реактивная мощность составляет 119,998 ВАР (индуктивная), нам нужно рассчитать правильный размер конденсатора, чтобы произвести такое же количество (емкостной) реактивной мощности.

         Поскольку этот конденсатор будет подключен непосредственно параллельно источнику (с известным напряжением), мы будем использовать формулу мощности, которая начинается с напряжения и реактивного сопротивления:

          

          

         Давайте возьмем округленное значение конденсатора 22 мкФ и посмотрим, что произойдет с нашей схемой: (Рисунок ниже)

          

          

         Параллельный конденсатор корректирует отстающий коэффициент мощности индуктивной нагрузки. V2 и номера узлов: 0, 1, 2 и 3 относятся к SPICE и, возможно, пока игнорируются.

          

          

          

         Коэффициент мощности схемы в целом значительно улучшен. Основной ток был уменьшен с 1,41 А до 994,7 мА, а мощность, рассеиваемая на нагрузочном резисторе, осталась неизменной и составила 119,365 Вт. Коэффициент мощности гораздо ближе к 1:

         .

          

          

          

         Поскольку угол импеданса по-прежнему является положительным числом, мы знаем, что схема в целом все еще более индуктивная, чем емкостная.

         Если бы наши усилия по коррекции коэффициента мощности были точны, мы бы получили угол импеданса, равный нулю, или чисто резистивный.

         Если бы мы добавили слишком большой конденсатор параллельно, мы бы получили угол импеданса, который был бы отрицательным, указывая на то, что цепь была скорее емкостной, чем индуктивной.

         Моделирование SPICE схемы (рис. выше) показывает, что общее напряжение и общий ток почти совпадают по фазе.

         Файл схемы SPICE имеет источник нулевого напряжения (V2) последовательно с конденсатором, чтобы можно было измерить ток конденсатора.

         Начальное время 200 мс (вместо 0) в операторе анализа переходных процессов позволяет стабилизировать условия постоянного тока перед сбором данных. См. листинг SPICE «коэффициент мощности pf.cir».

          

         ПФ
         .cir
         коэффициент мощности V1 1 0 sin(0 170 60)
         C1 1 3 22 мкФ v2 3 0 0
         L1 1 2 160 мГн
         R1 2 0 60
         # разрешение стоп старт
         .транс 1м 200м 160м
         .конец
          

          

         График мускатного ореха различных токов по отношению к приложенному напряжению В _общее показан на (рисунок ниже). Эталоном является V _total , с которым сравниваются все остальные измерения.

         Это связано с тем, что приложенное напряжение, V _total , появляется на параллельных ветвях цепи. Не существует единого тока, общего для всех компонентов.

         Мы можем сравнить эти токи с V _итого .

          

         Нулевой фазовый угол из-за синфазности V _{, всего} и I _{, всего} . Отставание I _L по отношению к общему количеству V корректируется опережающим I _C .

          

         Обратите внимание, что полный ток (I _total ) находится в фазе с приложенным напряжением (V _total ), что указывает на то, что фазовый угол близок к нулю. Это не случайно.

         Обратите внимание, что отстающий ток катушки индуктивности I _L привел бы к тому, что общий ток имел отстающую фазу где-то между (I _total ) и I _L . Однако ток опережающего конденсатора I _C компенсирует отстающий ток дросселя.

         Результатом является фазовый угол полного тока где-то между токами катушки индуктивности и конденсатора. Более того, этот общий ток (I _total ) был принудительно совмещен по фазе с общим приложенным напряжением (V _total ) путем расчета соответствующего номинала конденсатора.

         Поскольку общее напряжение и ток совпадают по фазе, произведение этих двух сигналов, мощность, всегда будет положительным на протяжении всего цикла 60 Гц, реальная мощность, как показано на рисунке выше.

         Если бы фазовый угол не был скорректирован до нуля (PF=1), произведение было бы отрицательным, если положительные части одного сигнала перекрывают отрицательные части другого, как показано на рисунке выше.Отрицательная мощность подается обратно на генератор.

         Нельзя продать; тем не менее, он тратит энергию на сопротивление электрических линий между нагрузкой и генератором. Параллельный конденсатор исправляет эту проблему.

         Обратите внимание, что снижение потерь в линии относится к линиям от генератора до точки, где применяется конденсатор коррекции коэффициента мощности. Другими словами, между конденсатором и индуктивной нагрузкой все еще циркулирует ток.

         Обычно это не проблема, так как коррекция коэффициента мощности применяется близко к вызывающей нарушение нагрузке, например, к асинхронному двигателю.

         Следует отметить, что слишком большая емкость в цепи переменного тока приведет к низкому коэффициенту мощности так же, как и слишком большая индуктивность.

         Вы должны быть осторожны, чтобы не сделать чрезмерную коррекцию при добавлении емкости в цепь переменного тока. Вы также должны быть очень осторожны, чтобы использовать подходящие конденсаторы для работы (соответствующие напряжению энергосистемы и случайным скачкам напряжения от ударов молнии, для непрерывной работы переменного тока и способные выдерживать ожидаемые уровни тока).

         Если цепь преимущественно индуктивная, мы говорим, что ее коэффициент мощности равен , отставая от (поскольку волна тока в цепи отстает от волны приложенного напряжения).

         И наоборот, если цепь преимущественно емкостная, мы говорим, что ее коэффициент мощности равен , опережая . Таким образом, схема нашего примера начиналась с коэффициента мощности 0,705 отставания и была скорректирована до коэффициента мощности 0,999 отставания.

          

         ОБЗОР:

         • Низкий коэффициент мощности в цепи переменного тока можно «скорректировать» или восстановить на значении, близком к 1, путем добавления параллельного реактивного сопротивления, противоположного влиянию реактивного сопротивления нагрузки.Если реактивное сопротивление нагрузки имеет индуктивный характер (что почти всегда будет), параллельная емкость необходима для коррекции низкого коэффициента мощности.

         СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

         Коэффициент мощности – обзор

         2.1.28 Мощность и коэффициент мощности переменного тока цепи

         Обозначив фазовый угол между напряжением и током как ϕ, можно показать ² , что средняя мощность равна

         В единицах среднеквадратичного значения. значения:

         , где cos(ϕ) называется «коэффициентом мощности».

         Коэффициент мощности является важным параметром при работе с электрическими трансформаторами и генераторами. Все такие машины оцениваются в киловольт-амперах (кВА), что является мерой допустимой нагрузки по току для данного приложенного напряжения. Мощность, которую можно получить, зависит как от номинальной мощности в кВА, так и от коэффициента мощности нагрузки. На рис. 2.17 показано соотношение между кВА, киловаттами (кВт) и коэффициентом мощности, иногда называемое треугольником мощности. Легко видеть, что

         Рисунок 2.17. Треугольник мощностей

         и

         , где кВА _R — реактивная мощность. Таким образом, зная номинальную мощность в кВА и коэффициент мощности ряда различных нагрузок, можно определить требования к мощности от общего источника.

         При указании коэффициента мощности в практических приложениях обычно указывают фазу тока по отношению к напряжению. Для индуктивной нагрузки ток отстает от напряжения, а коэффициент мощности называется отстающим. При преимущественно емкостной нагрузке ток опережает напряжение, а коэффициент мощности опережает.

         Если питание подается, скажем, от генератора переменного тока, рассчитанного на 400 В и 1000 А, то это максимальное напряжение и ток, которые машина может выдержать без перегрева. Разность фаз между напряжением и током полностью зависит от нагрузки. Таким образом, если коэффициент мощности нагрузки равен единице, то генератор мощностью 400 кВА может обеспечить нагрузку мощностью 400 кВт. Пренебрегая потерями, первичный двигатель, приводящий в движение генератор переменного тока, также должен обеспечивать мощность 400 кВт. Если, с другой стороны, коэффициент мощности нагрузки равен 0.5, то отдаваемая мощность составит всего 200 кВт. Это означает, что хотя генератор будет работать с номинальной мощностью кВА, первичный двигатель, приводящий генератор в действие, будет работать только на половину своей мощности.

         Альтернативным взглядом на это явление является рассмотрение нагрузки, скажем, 100 кВт с отстающим коэффициентом мощности 0,75. Если напряжение питания равно 50 В, то требуемый ток из уравнения (2.55) равен 2,67 А. Если же коэффициент мощности нагрузки увеличить до единицы, то требуемый ток уменьшится до 2 А. .Это означает, что токопроводящие кабели при подаче пониженного тока могут иметь соответственно уменьшенную площадь поперечного сечения.

         Как правило, размер электрической системы, включая линии электропередачи, распределительное устройство и трансформаторы, зависит от силы тока. Поэтому экономически целесообразно свести ток к минимуму. В качестве дополнительного стимула для промышленных потребителей органы электроснабжения обычно используют двухставочную тарифную систему. Он состоит из фиксированной ставки, зависящей от номинальной мощности кВА при максимальном потреблении, и текущей платы за единицу киловатт, потребляемых в час.

         По этим причинам целесообразно попытаться увеличить коэффициент мощности так, чтобы он был близок (но не совсем) к единице. Единичного коэффициента мощности на самом деле избегают, потому что он вызывает состояние резонанса (см. раздел 2.1.29). На практике конденсаторы, соединенные параллельно, часто используются для улучшения коэффициента мощности преимущественно индуктивных нагрузок, таких как электродвигатели. Для крупных энергосистем используется отдельная установка опережения фазы.

         Что такое коэффициент мощности и почему он важен

         Коэффициент мощности — это мера того, насколько эффективно вы используете электроэнергию.Различные виды энергии работают, чтобы обеспечить нас электрической энергией. Вот что делает каждый.

         Рабочая мощность – «истинная» или «реальная» мощность, используемая во всех электроприборах для выполнения работы по обогреву, освещению, движению и т. д. Мы выражаем это в кВт или киловаттах. Распространенными типами резистивных нагрузок являются электрическое отопление и освещение.

         Индуктивной нагрузке, такой как двигатель, компрессор или балласт, также требуется реактивная мощность для создания и поддержания магнитного поля для работы.Мы называем эту нерабочую мощность кВАр или киловольт-ампер-реактивная.

         В каждом доме и офисе есть резистивные и индуктивные нагрузки. Соотношение между этими двумя типами нагрузок становится важным по мере добавления индуктивного оборудования. Рабочая мощность и реактивная мощность составляют полную мощность, которая называется кВА, киловольт-ампер. Мы определяем полную мощность по формуле кВА2 = кВ*А.

         Идя еще дальше, коэффициент мощности (PF) представляет собой отношение рабочей мощности к полной мощности, или формула PF = кВт / кВА.Высокий PF приносит пользу как потребителю, так и коммунальному предприятию, в то время как низкий PF указывает на плохое использование электроэнергии.

         Вот пример. Операция штамповки стали выполняется при 100 кВт (рабочая мощность), а измеритель полной мощности регистрирует 125 кВА. Чтобы найти коэффициент мощности, разделите 100 кВт на 125 кВА, чтобы получить коэффициент мощности 80 %. Это означает, что только 80 % поступающего тока совершает полезную работу, а 20 % тратится на нагрев проводников. Поскольку Edisto Electric должна обеспечивать потребности всех клиентов как в кВт, так и в кВА, чем выше коэффициент мощности, тем эффективнее становится наша распределительная система.

         Улучшение коэффициента мощности может максимизировать пропускную способность по току, улучшить напряжение на оборудовании, снизить потери мощности и снизить счета за электроэнергию. Самый простой способ улучшить коэффициент мощности — добавить в электрическую систему корректирующие конденсаторы коэффициента мощности. Конденсаторы коррекции коэффициента мощности действуют как генераторы реактивного тока. Они помогают компенсировать нерабочую мощность, используемую индуктивными нагрузками, тем самым улучшая коэффициент мощности. Взаимодействие между конденсаторами PF и специализированным оборудованием, таким как приводы с регулируемой скоростью, требует хорошо спроектированной системы.

         Конденсаторы коррекции PF

         могут включаться каждый день при запуске индуктивного оборудования. Включение конденсатора может вызвать кратковременное состояние «перенапряжения». Если у заказчика возникают проблемы с самопроизвольным отключением преобразователей частоты из-за «перенапряжения» каждый день примерно в одно и то же время, проверьте последовательность управления переключением. Если клиент жалуется на перегорание предохранителей на некоторых, но не на всех конденсаторах, проверьте гармонические токи.

         СЛЕДУЮЩИЙ

         Назад к основам: что означает коэффициент мощности и почему мы должны его корректировать?

         Современные коммерческие, промышленные, торговые и даже бытовые помещения все чаще заполняются электронными устройствами, такими как ПК, мониторы, серверы и копировальные аппараты, которые обычно питаются от импульсных источников питания (SMPS).Если они не спроектированы должным образом, они могут создавать нелинейные нагрузки, которые создают гармонические токи и, возможно, напряжения в сети электроснабжения. Гармоники могут повредить кабели и оборудование в этой сети, а также другое оборудование, подключенное к ней. Проблемы включают в себя перегрев и опасность возгорания, высокие напряжения и блуждающие токи, сбои в работе оборудования и отказы компонентов и другие возможные последствия. Нелинейная нагрузка может генерировать эти гармоники, если она имеет низкий коэффициент мощности.Другие нагрузки могут иметь низкие коэффициенты мощности, не создавая гармоник. В этом посте рассматриваются эти проблемы, обстоятельства, которые могут привести к повреждению генерации гармоник, и практические подходы к их уменьшению.

         Две причины плохого коэффициента мощности

         На самом простом уровне мы могли бы сказать, что коэффициент мощности электрического или электронного устройства представляет собой отношение мощности, которую оно получает от сети, к мощности, которую оно фактически потребляет. «Идеальное» устройство имеет коэффициент мощности 1.0 и потребляет всю потребляемую мощность. Он представляет собой линейную и полностью резистивную нагрузку, то есть такую, которая остается постоянной независимо от входного напряжения и не имеет значительной индуктивности или емкости. На рис. 1 показаны формы входных сигналов, которые будет демонстрировать такое устройство. Во-первых, форма волны тока совпадает по фазе с напряжением, а во-вторых, обе формы волны синусоидальны.

         Рис. 1. Кривые входного напряжения и тока для устройства с PF = 1.0

         Рис. 1. Кривые входного напряжения и тока для устройства с PF = 1,0

         На практике некоторые устройства имеют коэффициент мощности, равный единице, а многие другие — нет. Устройство имеет плохой коэффициент мощности по одной из двух причин; либо он потребляет ток не в фазе с напряжением питания, либо потребляет ток несинусоидальной формы. Несинусоидальный случай, известный как коэффициент мощности смещения, обычно связан с электродвигателями внутри промышленного оборудования, в то время как несинусоидальный случай, известный как коэффициент мощности искажения, обычно наблюдается с электронными устройствами, такими как ПК, копировальные аппараты. и зарядные устройства, работающие от импульсных источников питания (SMPS).Мы кратко рассмотрим коэффициент мощности смещения, прежде чем перейти к случаю искажения, который имеет более непосредственное отношение к разработчикам электронных систем питания. Однако важно знать оба случая. Например, на некоторых инженерных курсах проблема коэффициента мощности обсуждается только с точки зрения двигателей, что вызывает путаницу, когда их студенты позже сталкиваются с низким коэффициентом мощности, проявляемым SMPS.

         Электродвигатели и проблемы с коэффициентом мощности

         Электродвигатели создают мощные магнитные поля, которые создают напряжение или обратную электродвижущую силу, противодействующую приложенному напряжению.Это приводит к тому, что ток питания отстает от приложенного напряжения. Возникающая в результате противофазная составляющая тока не может обеспечить полезную мощность, но увеличивает требуемую мощность электроснабжения объекта и затраты на электроэнергию. Установка конденсаторов на двигатели уменьшает отставание по фазе и улучшает их коэффициент мощности.

         Проблемы с импульсными источниками питания и коэффициентом мощности искажений

         В то время как нагрузки коэффициента мощности смещения не вызывают гармоник и связанных с ними проблем, нагрузки коэффициента мощности искажения, такие как SMPS, будут вызывать это, если их коэффициент мощности не будет улучшен.

         Входной каскад переменного тока импульсного источника питания обычно состоит из мостового выпрямителя, за которым следует большой фильтрующий конденсатор. Эта схема потребляет ток от сети только тогда, когда линейное напряжение превышает напряжение на конденсаторе. Это приводит к прерывистому течению тока, что приводит к несинусоидальной форме волны тока, показанной на рис. 2.

         Рис. 2: Несинусоидальная форма волны тока, полученная SMPS с плохим коэффициентом мощности

         Рис. 2: Несинусоидальная форма волны тока, полученная SMPS с плохим коэффициентом мощности

         Можно использовать преобразование Фурье, математический процесс, чтобы проанализировать эту форму волны и разбить ее на набор синусоидальных составляющих.Они включают в себя основную частоту — 50 Гц в Европе, 60 Гц в Америке — и набор преимущественно нечетных кратных основной частоты, известных как гармоники. Третья гармоника — 150 Гц (или 180 Гц), пятая — 250 Гц (300 Гц) и так далее. На рис. 3 показан типичный спектр гармоник для электронной нагрузки SMPS. Основная составляющая полезно потребляется SMPS, в то время как гармоники являются реактивными и создают проблемы, описанные выше. Отношение основной амплитуды к сумме амплитуд всех гармоник дает коэффициент мощности устройства.

         Рис. 3: Типичный спектр гармоник для электронной нагрузки SMPS

         Рис. 3: Типичный спектр гармоник для электронной нагрузки SMPS

         Международный стандарт

         Существует международный стандарт, описывающий и устанавливающий допустимые пределы генерации гармоник в сети. В ЕС эталоном является IEC 61000-3-2, охватывающий уровни мощности оборудования от 75 Вт до 600 Вт.Стандарт распределяет оборудование по четырем классам — A, B, C и D. Класс D охватывает персональные компьютеры, мониторы персональных компьютеров и телевизионные приемники.

         Известные и инновационные решения PFC

         Несмотря на то, что существуют решения с пассивным коэффициентом мощности, общее мнение отрасли состоит в том, что активные конструкции обеспечивают наилучшее улучшение коэффициента мощности. Обычно они основаны на технологии повышающего преобразователя, как в примере, показанном на рис. 4.

         Рис.4: Схема активной коррекции коэффициента мощности с использованием вольтодобавки

         Рис. 4: Схема активной коррекции коэффициента мощности с использованием вольтодобавки

         Рис. 5: Осциллограммы напряжения и тока для активной цепи усиления

         Рис. 5: Осциллограммы напряжения и тока для активной цепи усиления

         Для этого схема управления использует форму сигнала входного напряжения в качестве шаблона.Схема управления измеряет входной ток, сравнивает его с формой волны входного напряжения и регулирует добавочное напряжение, чтобы получить форму волны входного тока той же формы (5–I). В то же время схема управления отслеживает напряжение на шине и регулирует добавочное напряжение, чтобы поддерживать выход постоянного тока с грубой регулировкой (5–B). Поскольку основной функцией схемы управления является подача синусоидального входного тока, напряжение на шине постоянного тока может незначительно изменяться.

         Использование схемы активной коррекции коэффициента мощности приводит к небольшому количеству скачков входного тока и, следовательно, к низкому уровню искажений и гармоник входного тока, потребляемого от линии. Однако недавно компания Vicor представила модульную переднюю часть переменного тока, основанную на их новой архитектуре динамического преобразователя под названием Adaptive Cell.

         Интерфейсный модуль AC предлагает ряд улучшений для разработчиков систем. В частности, он обеспечивает универсальный вход от 85 В до 264 В _AC , высокую эффективность и высокую удельную мощность, особенно учитывая, что это комплексное решение, включающее изолированный и регулируемый выход постоянного тока, а также выпрямление и коррекцию коэффициента мощности. Устройство уменьшает распространение гармоник линии переменного тока, улучшая общее качество электроэнергии на уровне системы и объекта.Общее гармоническое искажение превышает требования EN61000-2-3, а высокая частота переключения и резонансные переходы упрощают внешнюю фильтрацию и соответствие стандартам электромагнитных помех.

         Треугольник мощности и коэффициента мощности | Глава 3. Питание в системах переменного тока

         В чисто резистивной цепи переменного тока мощность — это просто мощность. Если мы добавим в цепь индуктивность или емкость, ситуация станет совсем другой. Как вы теперь знаете, емкость и индуктивность влияют на соотношение фаз между напряжением и током, и нам необходимо понять некоторые специальные методы, прежде чем мы сможем анализировать мощность, когда напряжение и ток не совпадают по фазе.

          

         Активная и реактивная мощность

         Мощность – это произведение напряжения на ток. Это определение не требует дополнительных объяснений, когда мы работаем с резистивной цепью переменного тока: ток и напряжение идеально синхронизированы по фазе, и, следовательно, мы всегда будем умножать два положительных числа или два отрицательных числа.

          

         Рис. 1. В этом случае при расчете мощности всегда будет положительное число, поскольку выравнивание фаз гарантирует, что мы умножим положительное напряжение на положительный ток или отрицательное напряжение на отрицательный ток.

          

         Однако даже небольшая разность фаз между током и напряжением создаст две части цикла переменного тока, в которых одна из величин будет положительной, а другая — отрицательной. Расчетная мощность на этом участке сигнала будет отрицательным числом.

          

         Рис. 2. Рассогласование фаз между током и напряжением приводит к отрицательному значению мощности от 0° до приблизительно 30° и от 180° до приблизительно 210°.

          

         Теперь мы делаем нужны дополнительные пояснения. Что такое отрицательная сила? Может ли компонент выделять отрицательное количество энергии в окружающую среду? Поначалу отрицательная сила может немного сбивать с толку. Отрицательное значение мощности указывает на то, что мощность не выполняет работу. Чтобы быть более конкретным, части цикла переменного тока с отрицательной мощностью указывают, что мощность подается в систему, но не передает энергию в систему; скорее, энергия возвращается к источнику.

         Этот вид электроэнергии называется реактивной мощностью . Это название будет легко запомнить, если вы уже знаете, что катушки индуктивности и конденсаторы, создающие фазовый сдвиг, который, в свою очередь, приводит к реактивной мощности, считаются реактивными компонентами . Реактивная мощность не передает энергию от источника к нагрузке, но и не «тратится впустую», так как без нее реактивные нагрузки не могут функционировать.

         Мощность, которая работает где-то в цепи нагрузки, называется активной мощностью (также используются реальная мощность и истинная мощность).Активная мощность активна на нагрузке, т. е. реально что-то делает, например, нагревает паяльник или освещает лабораторию. Реактивная мощность отличается от активной мощности использованием другой единицы измерения. Вольт-ампер реактивный (вар) — это единица измерения реактивной мощности, а для активной мощности используется уже известная нам единица измерения, а именно ватты.

          

         Понимание треугольника власти

         Активная мощность обозначается буквой P, а реактивная мощность обозначается буквой Q.Введем три дополнительные величины, которые участвуют в анализе потребляемой мощности в реактивных цепях:

         • Комплексная мощность , обозначаемая S, представляет собой векторную сумму активной мощности и реактивной мощности.
         • Полная мощность , обозначаемая |S|, является величиной комплексной мощности. Он использует единицу измерения вольт-ампер (ВА), а не ватты.
         • Коэффициент мощности , сокращенно PF, будет рассмотрен в ближайшее время.

         Следующая диаграмма называется треугольником мощности.

          

         Рис. 3. Треугольник мощности обеспечивает визуальное (и математическое) представление активной, реактивной и полной мощности системы.

          

         Полная мощность

         Если вы измерите среднеквадратичное значение напряжения и среднеквадратичного значения тока нагрузки, а затем умножите эти два значения, результатом будет полная мощность. Вот почему он называется «кажущимся»: он соответствует рассеиваемой мощности, которую мы ожидаем от и , основываясь только на среднеквадратичных значениях напряжения и тока.Однако теперь мы знаем, что кажущаяся мощность может быть выше, чем реальная рассеиваемая мощность, потому что разность фаз между напряжением и током создает реактивную мощность, которая вносит свой вклад в кажущуюся мощность.

         Рассмотрим, однако, что происходит в чисто резистивной цепи. Реактивная мощность отсутствует; следовательно, угол между активной мощностью и комплексной мощностью будет равен нулю. Так что в этом случае кажущаяся мощность (т. е. длина комплексного вектора мощности) будет равна активной мощности.

         Полная мощность также может быть описана как количество энергии, подаваемой в систему источником.Опять же, это не то же самое, что фактическое рассеивание мощности, потому что часть отдаваемой мощности возвращается к источнику, а не рассеивается на нагрузке.

          

         Коэффициент мощности

         Отношение активной мощности к полной мощности называется коэффициентом мощности. Другими словами, коэффициент мощности — это мощность, используемая устройством с пользой, P, деленная на то, что передается этому устройству через энергосистему, |S|. Коэффициент мощности также можно рассчитать как косинус угла сопротивления нагрузки (т.е., угол между активной мощностью и комплексной мощностью, обозначенный θ на рисунке 3).

         В чисто резистивной цепи реактивная мощность отсутствует, следовательно, активная мощность равна полной мощности, а коэффициент мощности равен единице. Треугольник власти превратился в линию. В общем, мы хотим, чтобы коэффициент мощности был как можно ближе к единице, потому что это указывает на то, что электрическая энергия сети используется более эффективно.

         Предположим, что сеть должна обеспечить питание для двигателя мощностью 240 Вт.Если этот двигатель (вместе с его схемой управления) рассчитан на коэффициент мощности, равный единице, он будет потреблять 2 А тока из сети. Если коэффициент мощности ниже единицы, ток будет потребляться более 2 А, но реальная рассеиваемая мощность по-прежнему будет составлять 240 Вт. Таким образом, энергосистема должна подавать дополнительный ток для выполнения того же объема работы, это приводит к увеличению резистивных потерь мощности в распределительных проводах и увеличению стоимости оборудования.

         И конденсаторы, и катушки индуктивности создают разность фаз, которая приводит к реактивной мощности, но их конкретное влияние на фазу прямо противоположно и может уравновешивать друг друга. Коррекция коэффициента мощности относится к процессу улучшения коэффициента мощности путем преднамеренного добавления реактивного сопротивления (например, конденсатора) в цепь таким образом, чтобы смягчить влияние других реактивных сопротивлений (например, индуктивности катушки двигателя). Вы часто будете видеть батареи очень больших конденсаторов на промышленных объектах. Их целью является противодействие влиянию катушек индуктивности и, таким образом, улучшение коэффициента мощности.

          

         Треугольник импеданса

         Раз уж мы затронули тему коэффициента мощности, давайте кратко обсудим еще один тип треугольника, полезный при анализе мощности переменного тока.Треугольник импеданса передает характеристики импеданса цепи; горизонтальная и вертикальная стороны соответствуют сопротивлению и реактивному сопротивлению соответственно, а гипотенуза — комплексному импедансу.

          

         Рис. 4. Треугольник импеданса. Вы также можете думать об этом как о графическом представлении, использующем комплексную плоскость. Общий импеданс представляет собой вектор, который состоит из действительной части (по горизонтальной оси) и мнимой части (по вертикальной оси).

          

         Угол между сопротивлением и импедансом такой же, как угол между активной мощностью и комплексной мощностью в треугольнике мощностей. Это дает нам еще один способ расчета коэффициента мощности:

         .

          

          

         Далее: Пассивные компоненты в цепях переменного тока

         Мы рассмотрели некоторые важные темы, связанные с рассеянием мощности переменного тока, и представили треугольник мощности, который является полезным инструментом, который может помочь вам анализировать цепи переменного тока, содержащие реактивные компоненты.На следующей странице мы продолжим изучение пассивных компонентов в контексте анализа цепей переменного тока.

         Что такое коэффициент мощности (Cosθ)? Cos fi или P.

         f Определения и формулы

         Определения и формулы коэффициента мощности
         

         В электротехнике коэффициент мощности относится только и только к цепям переменного тока, т. е. в цепях постоянного тока отсутствует коэффициент мощности (P.f) из-за нулевой разности частоты и фазового угла (Φ) между током и напряжением.

         Что такое коэффициент мощности?

         Коэффициент мощности может быть определен тремя определениями и формулировками следующим образом.

         1).   Косинус угла между током и напряжением называется коэффициентом мощности.

         Где:

         • P = мощность в ваттах
         • В = напряжение в вольтах
         • I = ток в амперах
         • Вт = реальная мощность в ваттах
         • ВА = Полная мощность в вольт-амперах или кВА
         • Cosθ = коэффициент мощности

         2).Соотношение между сопротивлением и импедансом в цепи переменного тока известно как коэффициент мощности.

         Cosθ = R/Z

         Где:

         • R = сопротивление в омах (Ом)
         • z = импеданс (сопротивление в цитатках переменного тока I.E. x _С , и R
         • Cosθ = коэффициент мощности

         Полное сопротивление «Z» — общее сопротивление цепи переменного тока i.е.

         Z = √ [R ² + (X _L + X _C ) ² ]

         Где:

         • X _L = 2π f L   … L — индуктивность в Генри
         • X _C = 1/2π f C … C – емкость в фарадах

         Связанная запись: Разница между активной и реактивной мощностью

         3). Отношение между активной мощностью и полной мощностью в вольт-амперах называется коэффициентом мощности.

         • Cosθ = Активная мощность / Полная Мощность
         • Cosθ = P/S
         • Cosθ = кВт/кВА

         Где

         • кВт = P = реальная мощность в киловаттах
         • кВА = S = полная мощность в киловольт-амперах или ваттах
         • Cosθ = коэффициент мощности

         Формула коэффициента мощности в трехфазных цепях переменного тока

         Коэффициент мощности Cosθ = P / √3 В _L x I _L      …     Ток и напряжение линии

         Коэффициент мощности Cosθ = P / √3 В _P x I _P      …  Фазный ток и напряжение

         Треугольник коэффициента мощности и примеры

         Аналогия пива активной или истинной мощности , реактивной мощности, полной мощности и коэффициента мощности.