Коефіцієнт потужності

У ланцюгах змінного струму коефіцієнт потужності - це відношення реальної потужності, яка використовується для роботи, і очевидної потужності, яка подається на ланцюг.

Коефіцієнт потужності може отримувати значення в діапазоні від 0 до 1.

Коли вся потужність - це реактивна потужність без реальної потужності (як правило, індуктивне навантаження) - коефіцієнт потужності дорівнює 0.

Коли вся потужність є реальною потужністю без реактивної потужності (резистивне навантаження) - коефіцієнт потужності дорівнює 1.

Визначення коефіцієнта потужності

Коефіцієнт потужності дорівнює реальній або справжній потужності P у ватах (Вт), поділеній на видиму потужність | S | у вольт-амперах (ВА):

ПФ - коефіцієнт потужності.

P - реальна потужність у ватах (Вт).

| S | - уявна потужність - величина комплексної потужності у вольтамперах (ВА).

Розрахунки коефіцієнта потужності

Для синусоїдального струму коефіцієнт потужності PF дорівнює абсолютному значенню косинуса видимого фазового кута потужності φ (що також є фазовим кутом імпедансу):

ПФ = | cos φ |

ПФ - коефіцієнт потужності.

φ - кут фази потужності учня.

Реальна потужність P у ватах (Вт) дорівнює видимій потужності | S | у вольт-амперах (ВА), помножений на коефіцієнт потужності PF:

Коли схема має резистивне імпедансне навантаження, реальна потужність P дорівнює видимій потужності | S | а коефіцієнт потужності PF дорівнює 1:

ПФ(резистивне навантаження) = P/| S | = 1

Реактивна потужність Q у вольт-амперних реактивних (VAR) дорівнює видимій потужності | S | у вольт-ампер (ВА), помножений на синус фазового кута φ:

Розрахунок однофазної ланцюга з показань реального лічильника потужності P у кіловатах (кВт), напруги V у вольтах (V) та струму I в амперах (A):

Розрахунок трифазної схеми з показань реального лічильника потужності P у кіловатах (кВт), напруги від лінії до лінії VL-L у вольтах (V) та струму I в амперах (A):

Розрахунок трифазної схеми з показань реального лічильника потужності P у кіловатах (кВт), лінії до лінії нейтралі VL-N у вольтах (V) та струму I в амперах (A):

Корекція коефіцієнта потужності

Корекція коефіцієнта потужності - це регулювання електричного кола з метою зміни коефіцієнта потужності поблизу 1.

Коефіцієнт потужності поблизу 1 зменшить реактивну потужність в ланцюзі, і більша частина потужності в ланцюзі буде реальною. Це також зменшить втрати ліній електропередач.

Корекція коефіцієнта потужності зазвичай здійснюється додаванням конденсаторів до ланцюга навантаження, коли в ланцюзі є індуктивні компоненти, такі як електродвигун.

Розрахунок коефіцієнта потужності

Явна потужність | S | у вольт-амперах (ВА) дорівнює напрузі V у вольтах (V), помноженому на струм I в амперах (А):

Реактивна потужність Q у вольт-амперних реактивних (VAR) дорівнює квадратному кореню з квадрата видимої потужності | S | у вольт-амперах (VA) мінус квадрат реальної потужності P у ватах (W) (теорема Піфагора):

Реактивна потужність Q у вольт-амперах реактивної (VAR) дорівнює квадрату напруги V у вольтах (V), поділеному на опір Xc:

Отже, конденсатор з корекцією коефіцієнта потужності у Фараді (F), який слід додавати до схеми паралельно, дорівнює реактивній потужності Q у вольт-амперах реактивної (VAR), поділеній на 2π, помножену на частоту f в Гц (Гц), помножену на квадрат напруга V у вольтах (V):