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

Что означает cos на двигателе

Коэффициент мощности cos φ: определение, назначение, физический смысл

Коэффициент мощности – это скалярная физическая величина, показывающая насколько рационально потребителями расходуется электрическая энергия. Другими словами, коэффициент мощности описывает электроприемники с точки зрения присутствия в потребляемом токе реактивной составляющей.

В этой статье мы рассмотрим физическую сущность и основные методы определения cos φ.

  1. Математически cos φ
  2. Повышение коэффициента мощности
  3. Повышение cos φ преследует 3 основные задачи:
  4. Основные способы коррекции cos φ

Активная и реактивная мощность

Активная и реактивная мощность

Сообщение chegevara » 19 май 2017, 14:30

Активная и реактивная мощность

Сообщение Ryzhij » 19 май 2017, 16:04

Активная и реактивная мощность

Сообщение rwg » 19 май 2017, 18:00

Активная и реактивная мощность

Сообщение Михайло » 20 май 2017, 09:33

Для полноты и точности картины важно понимать, что единственным реальным током является полный ток. В сетях переменного тока есть такая досада — генератор выдает потребителю большой ток (полный ток), а фактически потребитель (двигатель) вырабатывает мощность чуть ниже, чем если считать по полному току. Неприятно это тем, что провода, автоматические выключатели и т.п. рассчитываются по полному току, имеют большое сечение, большие габариты, но при этом происходит недоиспользование возможностей.
Теперь о причинах этой картины. Картина становится ясной, если посмотреть картинку из учебника, где напряжение опережает ток и показаны графики мгновенной мощности (полной мощности).

Почему ток отстает от напряжения по фазе? Ответ: потому что ток определяется нагрузкой. Если нагрузка индуктивная, то она по ранее изученному закону Ленца сдвигает ток относительно напряжения в сторону отставания. Получается так, что генератор как бы пихает энергию в нагрузку, а та отталкивает ее в некоторой части обратно в силу своей природы.

Активных и реактивных токов, активной и реактивной мощности фактически не существует, это чисто математические фокусы а-ля комплексных чисел. Тем не менее нужно уметь это все вычислять, чтобы правильно подбирать индуктивности, емкости, сопротивления и т.п. Активная мощность (ток) — это та доля, которая фактически потребилась потребителем, реактивная мощность (ток) — эта доля, которую нагрузка «оттолкнула» обратно в генератор. Соответственно нужно стремиться увеличить активную составляющую и уменьшить реактивную, чтобы было максимальное использование мощности сети, максимальный косинус фи, активная составляющая равнялась полной.

Компенсация реактивной мощности: если в схему с индуктивностью добавить немного емкости (не перебарщивая), то мы будем наблюдать, что получившаяся схема увеличила свой коэффициент мощности (косинус фи). Это называется компенсацией реактивной мощности. Хитрость заключается в том, что как раз в те моменты времени, когда индуктивная нагрузка выталкивает из себя энергию, емкостная нагрузка желает потребить эту энергию. Можно убедиться в этом, если построить графики мгновенной мощности для индуктивности и емкости при переменном напряжении.

При компенсации реактивной мощности индуктивность и емкость как бы дополняют друг друга, они обмениваются между собой реактивной мощностью, не занимая при этом источник энергии. Для источника энергии компенсированная нагрузка представляет собой нагрузку с высоким косинусом фи. Компенсация реактивной мощности представляет собой реальное техническое решение проблемы недоиспользования мощности.
Есть еще понятия «резонанс токов» и «резонанс напряжений» — это названия для тех случаев, когда индуктивности добавляют ровно столько емкости, чтобы не переборщить. Это оптимальные случаи компенсации реактивной мощности для параллельного и последовательного соединения реактивных нагрузок. Подробности — в учебниках.

***
А еще у нас преподаватель постоянно просил дать определение реактивной энергии. Если реактивная мощность еще как-то математически определена, то реактивной энергии не существует даже математически. Например, говорить «компенсация реактивной энергии» некорректно. Это просто к слову.

Читать еще:  Датчик температуры двигателя на мотоблок

Активная и реактивная мощность

Сообщение Ryzhij » 21 май 2017, 05:23

Мощность, ЛЮБАЯ, это энергия в единицу времени.
Не бывает такого, что вот мощность есть, а энергии нет.

Это так, к слову 😉

Активная и реактивная мощность

Сообщение Михайло » 21 май 2017, 06:15

Активная и реактивная мощность

Сообщение Ryzhij » 21 май 2017, 08:23

Активная и реактивная мощность

Сообщение Михайло » 21 май 2017, 15:21

Активная и реактивная мощность

Сообщение Jackson » 22 май 2017, 12:14

Активная и реактивная мощность

Сообщение Jackson » 22 май 2017, 15:15

Это не совсем так. Реактивную мощность нельзя забрать или отдать — она болтается туда-сюда как селёдка по закрытой банке и никуда не девается. Чтобы забрать мощность, её нужно куда-то передать, соответственно чтобы отдать — её нужно где-то взять. Это первое.

Второе. Мощность генератора будет такой, какова его нагрузка (нет нагрузки — нет никакой мощности) по отношению к этому генератору. Генератор сам по себе эту мощность не выдаст — закон сохранения.

Так что когда Вы говорите про двигатель — говорите какую нагрузку он создаёт. А когда говорите про генератор — говорите про то какую нагрузку он на себя принял. Если нормально нагрузка у нас индуктивная, то и на генератор она ляжет индуктивная.

Третье. Случай параллельной работы генераторов, когда мощность — как активная так и реактивная распределяются между двумя источниками. Это два независимых (по управлению и в теории) параметра генератора — активная мощность и реактивная.
С активной мощностью при параллельной работе всё просто: если она положительна значит генератор генерирует, если отрицательна — потребляет (и подкручивает собой приводной двигатель). Это называется обратная мощность или двигательный режим. Но солярку при этом приводной двигатель вырабатывать, к сожалению, не будет.

С реактивной принцип тот же, но чуть сложнее для понимания. Если нормально нагрузка индуктивная, то нормально и на генераторах она индуктивная, но может получиться так что на одном генераторе реактивной мощности вовсе не будет, или она будет даже емкостная (при общей индуктивной) — это значит что этот генератор недостаточно возбуждён и требуется энергия для того чтобы поддерживать его напряжение (шины-то общие), чем он дополнительно нагружает другой генератор. Может быть даже так что общая нагрузка чисто активна, но из-за разного возбуждения генераторов на одном видим cosФ = 0,8i, а на другом — 0,8c.

Где-то каша в голове — либо у Вас либо у автора сего.

Продолжим. Каналы управления генераторами при их параллельной работе по активной и реактивной мощности разные и независимые. Активная мощность создаёт тормозной момент на валу генератора, значит чем больше дадим топлива (газу) тем больше он возьмёт на себя активной мощности, и наоборот. можно отрегулировать его так чтобы он активной мощности ни выдавал ни потреблял, всю активную мощность возьмут на себя другие источники, с которыми он работает параллельно.
Реактивная мощность никакого момента в теории на валу не создаёт (на практике создаёт но очень незначительный и не у всех генераторов), но определяется степенью возбуждения генератора, то есть регулируя ток возбужения (так же как и топливо — больше/меньше) можно добиться чтобы генератор взял на себя реактивную нагрузку, начал наоборот создавать её, или работал в 0. Как и с активной мощностью.

Читать еще:  Peugeot 107 стук в двигателе

Теперь про санитара леса. Раз каналы управления разными мощностями разные, то логично, если не создавать момент на валу (работать с 0 активной мощностью) кидать на генератор реактивную нагрузку. Эта идея одно время широко применялась на судах, где валогенератор, что приводился в движение главным двигателем вместе с гребным винтом, работал в режиме т.н. синхронного компенсатора: включается в судовую сеть как обычный генератор, но регулируется так что активной мощности на себя не берёт и соответственно главный двигатель не нагружает, а реактивную нагрузку принимает на себя сколько может чем разгружает остальные генераторы. Генератор с собственным независимым приводом в таком режиме гонять бессмысленно экономически — двигатель все равно будет его вращать, топливо потреблять, ресурс расходоваться а без нагрузки ДВСы и малые турбины плохо работают (точнее очень недолго). Но если уже есть какой-то приводной двигатель который что-то вращает, то можно навесить на него ещё и синхронный генератор и включить его в сеть — пусть берёт на себя только реактивную нагрузку.

Только это выливается в требования к автоматике, редуктор нужно с отбором мощности сделать, сам генератор небесплатный и габаритный, и на технологию повлияет. Например на судне, которое идёт с включенным валогенератором, у капитана нет свободы манёвра потому что обороты ГД должны быть постоянными (иначе он всю судовую электросеть завалит) — значит делаются гребные винты регулируемого шага со своей непростой механикой и автоматикой. Короче нюансов много и далеко не везде это применимо. Но на океанских торговых судах оправдано — на трансокеанском переходе в течение недели-двух а то и больше никаких маневров не планируется, незачем гонять независимые генераторы, когда главный двигатель всё равно крутится и всё время с постоянными оборотами — тут либо полностью переходят на валогенератор, либо используют валогенератор как раз в режиме синхронного компенсатора.

Шильдик электродвигателя. Учимся читать шильдики. : 6 комментариев

  1. владимир03.04.2018 в 19:06

доступно и востребовано Респект!

  1. Потомственный мастер Денис Автор записи 22.04.2018 в 21:18

Спасибо за отзыв. Стараюсь!

Спасибо но не всё понятно.

  1. Потомственный мастер Денис Автор записи 28.05.2021 в 01:02

Григорий, значит либо нужно еще раз прочесть статью более внимательно, либо задать вопрос по поводу того, что именно непонятно, и я отредактирую статью.

«Номинальное рабочее напряжение двигателя «380/660 вольт». Это говорит, что двигатель может использоваться только в этих двух напряжениях.»
Это больше говорит о схеме подключения. Далее вы красными и зелеными квадратиками выделили, но надо было выделять звезду/треугольник ещё. В варианте статьи для новичков.
«Чем больше мощность двигателя, тем выше данный коэффициент.» Странный вывод.

  1. Потомственный мастер Денис Автор записи 01.09.2021 в 00:02

Позвольте, где я оказался неправ? Данная статья посвящена тому, как читать шильдик, а не как соединять обмотки. А квадратами выделены токи, которые соответствуют используемому напряжению, естественно, при правильном соединении обмоток, согласно используемому напряжению. По поводу Cos φ аналогично — где я неправ? Косинус фи это угол сдвига между питающим напряжением и током, который потребляет нагрузка. Этот параметр появляется только если есть реактивная нагрузка, которой является двигатель. Двигатель создает индуктивную нагрузку. Следовательно, чем мощнее двигатель, тем большей индуктивностью он обладает, тем больше увеличивается угол сдвига.

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики

  • ЗОЖ и лечебное голодание (1)
  • онлайн калькуляторы (3)
  • Основы электротехники (6)
  • Отзывы и пожелания (1)
  • Прочее (3)
  • Ремонт в доме (3)
  • Ремонт своими руками (7)
  • Рубрики сайта (4)
  • Советы электрика (24)
  • Установка бытовой техники (11)
  • Установка и подключение (6)
  • Электробезопасность (4)
  • Электропроводка и ее соединения (7)
  • Это должен знать каждый (1)
Читать еще:  Tsi двигатель какое топливо

Как со мной связаться

По телефонам:
89145792216 (доступен WhatsApp)
89140486361

Время работы
Понедельник—Суббота: 8:00–20:00
Воскресенье: выходной
Срочный вызов (в течение часа), если такая возможность имеется оплачивается по двойному тарифу.
Вызов вне рабочего времени от 1500 рублей.

Треугольник мощностей

Рассматриваемый коэффициент может быть измерен так же, как частное полезного активного значения мощности к общей (S=I*U). Для иллюстрации влияния фазового сдвига на косинус фи применяется прямоугольный треугольник мощностей. Катеты, образующие прямо угол, представляют реактивное и активное значение, гипотенуза – общее. Косинус выделенного угла равен частному активной и общей мощностей, то есть он является коэффициентом, демонстрирующим, какой процент от полной мощности требуется для нагрузки, имеющей место в данный момент. Чем меньший вес имеет реактивный компонент, тем больше полезная мощность.

Важно! Строго говоря, данный параметр полностью соответствует коэффициенту мощности только при идеально синусоидальном движении тока в электросети. Для получения максимально точной цифры требуется анализ искажений нелинейного характера, присущих переменным току и напряжению. В практических подсчетах эти искажения чаще всего игнорируют и полагают показатель cos fi примерно равным требуемому коэффициенту.

Компенсация реактивной мощности (КРМ).

Следует понимать, что реактивная мощность бывает двух характеров – индуктивная и емкостная. Нас интересует компенсация только первого типа, т.к. второй встречается редко. В нашем случае – сетях с индуктивной нагрузкой – для увеличения cos ф требуется устанавливать компенсационные конденсаторы. Но как это сделать?

Выбор способа компенсации предполагает определение места установки конденсаторов (зачастую в составе конденсаторной установки (далее КУ)). Существует три основных варианта:

  • Индивидуальная компенсация

Размещение конденсаторов у устройств с низким cos ф и включение одновременно с последними.

  • Групповая компенсация

Размещение конденсаторов у группы устройств (например, пожарных насосов).

  • Централизованная компенсация

Предусматривает установку КУ на главном распределительном щите. Если предыдущие варианты могли быть как регулируемыми, так и нет, то этот, как правило, регулируемый.

Рис.3. Способы компенсации.

При правильном подборе КУ мероприятия по компенсации реактивной мощности позволяют:

существенно уменьшить нагрузку на трансформаторах, а следовательно уменьшить их нагрев и увеличить срок службы

при включении КУ в расчет при проектировании новых объектов, существенно уменьшить сечение проводников

при включении КУ в уже существующие сети, разгрузить их, повышая пропускную способность без реконструкции

снизить расходы на электроэнергию за счет снижения потери в проводниках

повысить стабильность напряжения (все) и качество электроэнергии (при использовании ФКУ)

Где мы можем сэкономить видно невооруженным глазом, но для начала придется и потратиться.

Во-первых, необходимо заказать проект, который следует доверить проверенной организации. Которая в свою очередь проведет ряд измерений или сделает расчеты для новых объектов и исходя из них даст рекомендации по способу компенсации, типу КУ и их параметрам.

Во-вторых, следует выбрать организацию-сборщика, которая соберет, установит и настроит наши КУ.

Заключение

Подведем итоги, перечислив основные тезисы о компенсации реактивной энергии:

  • Назначение – разгрузка линий электропередач и электрических сетей предприятий. В состав устройства могут входить антирезонансные дроссели для уменьшения уровня гармоник в сети.
  • За неё не уплачивают счета частные лица, но платят предприятия.
  • В состав компенсатора входят батареи конденсаторов или в этих же целях используют синхронные машины.

Также рекомендуем просмотреть полезные видео по теме статьи:

Материалы по теме:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector