Factorul de putere al motorului cu inducție - de ce depinde și cum se schimbă
Pe plăcuța de identificare (plăcuța cu date) a fiecărui motor cu inducție, pe lângă alți parametri de funcționare, parametrul acestuia este indicat ca cosinus phi — cosfi… Cosinus phi se mai numește și factor de putere a motorului cu inducție.
De ce se numește acest parametru cos phi și cum este legat de putere? Totul este destul de simplu: phi este diferența de fază dintre curent și tensiune, iar dacă grafici puterea activă, reactivă și totală care apare în timpul funcționării unui motor cu inducție (transformator, cuptor cu inducție etc.), se dovedește că raportul de putere activă la putere maximă - acesta este cosinus phi - Cosphi, sau cu alte cuvinte - factor de putere.
La tensiunea nominală de alimentare și la sarcina nominală pe arbore a unui motor cu inducție, cosinusul phi sau factorul de putere va fi pur și simplu egal cu valoarea de pe plăcuța de identificare.
De exemplu, pentru motorul AIR71A2U2, factorul de putere va fi de 0,8 cu o sarcină pe arbore de 0,75 kW.Dar eficiența acestui motor este de 79%, prin urmare puterea activă consumată de motor la sarcina nominală a arborelui va fi mai mare de 0,75 kW, și anume 0,75 / Eficiență = 0,75 / 0,79 = 0,95 kW.
Cu toate acestea, la sarcina nominală a arborelui, parametrul de putere sau Cosphi este legat tocmai de energia consumată de rețea. Aceasta înseamnă că puterea totală a acestui motor va fi egală cu S = 0,95 / Cosfi = 1,187 (KVA). Unde P = 0,95 este puterea activă consumată de motor.
În acest caz, factorul de putere sau Cosphi este legat de sarcina arborelui motor, deoarece cu putere mecanică diferită a arborelui, componenta activă a curentului statorului va fi și ea diferită. Deci, în modul inactiv, adică atunci când nu este conectat nimic la arbore, factorul de putere al motorului nu va depăși, de regulă, 0,2.
Dacă sarcina arborelui începe să crească, atunci componenta activă a curentului statorului va crește și, prin urmare, factorul de putere va crește, iar la o sarcină apropiată de cea nominală va fi de aproximativ 0,8 - 0,9.
Dacă acum sarcina continuă să crească, adică pentru a încărca arborele peste valoarea nominală, atunci rotorul va încetini, va crește alunecare s, rezistența inductivă a rotorului va începe să contribuie și factorul de putere va începe să scadă.
Dacă motorul este la ralanti pentru o anumită parte a timpului de funcționare, atunci puteți recurge la reducerea tensiunii aplicate, de exemplu, trecerea de la un triunghi la o stea, atunci tensiunea de fază a înfășurărilor va scădea cu o rădăcină de 3 ori. , componenta inductivă din rotorul inactiv va scădea, iar componenta activă din înfășurările statorului va crește ușor. Astfel, factorul de putere va crește ușor.
În principiu, sistemele antrenate de curent alternativ, cum ar fi motoarele asincrone, au întotdeauna, pe lângă componentele active, inductive și capacitive, prin urmare, la fiecare jumătate de ciclu, o anumită parte a energiei este returnată în rețea, așa-numita putere reactivă Q.
Acest fapt creează probleme furnizorilor de energie electrică: generatorul este forțat să furnizeze puterea S completă rețelei, care revine la generator, dar firele au nevoie totuși de o secțiune transversală adecvată pentru această putere completă și, desigur, există o încălzire parazită a firele de la curentul reactiv care circulă înainte și înapoi... Se dovedește că generatorul este necesar să furnizeze putere maximă, dintre care unele sunt practic inutile.
Într-o formă pur activă, generatorul centralei ar putea furniza mult mai multă energie electrică utilizatorului și pentru aceasta este necesar ca factorul de putere să fie aproape de unitate, adică ca într-o sarcină pur activă unde Cosphi = 1.
Pentru a asigura astfel de condiții, unele întreprinderi mari instalează unități de compensare a puterii reactive, adică sisteme de bobine și condensatoare care sunt conectate automat în paralel cu motoarele asincrone atunci când factorul lor de putere scade.
Rezultă că energia reactivă circulă între motorul cu inducție și instalația dată, nu între motorul cu inducție și generatorul din centrală. Astfel, factorul de putere al motoarelor asincrone este adus la aproape 1.