Электроника:Переменный ток/Коэффициент мощности/Практическая коррекция коэффициента мощности: различия между версиями
Valemak (обсуждение | вклад) |
Нет описания правки |
||
(не показано 8 промежуточных версий 2 участников) | |||
Строка 19: | Строка 19: | ||
[[File:II-11_4-1.png|400px|center|thumb|Рис. 1. Ваттметр показывает истинную мощность; произведение показаний вольтметра и амперметра даёт полную мощность.]] | [[File:II-11_4-1.png|400px|center|thumb|Рис. 1. Ваттметр показывает истинную мощность; произведение показаний вольтметра и амперметра даёт полную мощность.]] | ||
=== | {{ads2}} | ||
=== Рассчитываем полную мощность в кВА === | |||
Во-первых, нам нужно рассчитать полную мощность в кВА. Это можно сделать, умножив напряжение нагрузки на ток нагрузки: | Во-первых, нам нужно рассчитать полную мощность в кВА. Это можно сделать, умножив напряжение нагрузки на ток нагрузки: | ||
Строка 31: | Строка 33: | ||
Используя это значение коэффициента мощности, можно нарисовать треугольник мощности и по нему определить реактивную мощность нагрузки: | Используя это значение коэффициента мощности, можно нарисовать треугольник мощности и по нему определить реактивную мощность нагрузки: | ||
[[File:II-11_4-4.png| | [[File:II-11_4-4.png|300px|center|thumb|Рис. 4. Реактивная мощность может быть рассчитана на основе истинной мощности и полной мощности. ]] | ||
=== | === Применяем теорему Пифагора для определения неизвестных величин в прямоугольном треугольнике === | ||
Чтобы определить неизвестную величину треугольника (катет, изображающий реактивную мощность), используем теорему Пифагора «в обратном направлении», учитывая известную длину гипотенузы (полная мощность) и длину смежной стороны (истинная мощность): | Чтобы определить неизвестную величину треугольника (катет, изображающий реактивную мощность), используем теорему Пифагора «в обратном направлении», учитывая известную длину гипотенузы (полная мощность) и длину смежной стороны (истинная мощность): | ||
[[File:II-11_4-5.png| | [[File:II-11_4-5.png|300px|center|thumb|Рис. 5. Зная гипотенузу и один из катетов, по теореме Пифагора находим второй катет.]] | ||
=== | === Корректируем коэффициент мощности с помощью конденсатора === | ||
Если эта нагрузка представляет собой электродвигатель или любую другую промышленную нагрузку переменного тока, она будет иметь запаздывающий (индуктивный) коэффициент мощности, что означает, что нам придётся исправить это с помощью конденсатора соответствующего размера, подключённого параллельно. | Если эта нагрузка представляет собой электродвигатель или любую другую промышленную нагрузку переменного тока, она будет иметь запаздывающий (индуктивный) коэффициент мощности, что означает, что нам придётся исправить это с помощью конденсатора соответствующего размера, подключённого параллельно. | ||
Строка 45: | Строка 47: | ||
Теперь, когда мы знаем количество реактивной мощности (1,754 кВар), мы можем рассчитать размер конденсатора, необходимого для противодействия её влиянию: | Теперь, когда мы знаем количество реактивной мощности (1,754 кВар), мы можем рассчитать размер конденсатора, необходимого для противодействия её влиянию: | ||
[[File:II-11_4-6.png| | [[File:II-11_4-6.png|300px|center|thumb|Рис. 6. Находим нужную ёмкость корректирующего конденсатора для того, чтобы коэффициент мощности приблизить к единице.]] | ||
Округляя этот ответ до 80 мкФ, можем поместить конденсатор данной ёмкости в схему и вычислить результаты: | Округляя этот ответ до 80 мкФ, можем поместить конденсатор данной ёмкости в схему и вычислить результаты: | ||
Строка 53: | Строка 55: | ||
80 мкФ конденсатор будет иметь ёмкостное сопротивление 33.157 Ом, что даёт ток 7.238 ампер, и соответствующая реактивная мощность равна 1.737 кВар (только для конденсатора). Поскольку ток конденсатора на 180° не совпадает по фазе с индуктивным вкладом нагрузки в потребляемый ток, реактивная мощность конденсатора будет напрямую вычитаться из реактивной мощности нагрузки, в результате чего получим: | 80 мкФ конденсатор будет иметь ёмкостное сопротивление 33.157 Ом, что даёт ток 7.238 ампер, и соответствующая реактивная мощность равна 1.737 кВар (только для конденсатора). Поскольку ток конденсатора на 180° не совпадает по фазе с индуктивным вкладом нагрузки в потребляемый ток, реактивная мощность конденсатора будет напрямую вычитаться из реактивной мощности нагрузки, в результате чего получим: | ||
[[File:II-11_4-8.png| | [[File:II-11_4-8.png|300px|center|thumb|Рис. 8. Вычитание реактивной мощности конденсатора из реактивной мощности нагрузки даст общую мощность.]] | ||
Эта коррекция, конечно, не изменит количество истинной мощности, потребляемой нагрузкой, но приведёт к существенному очевидному снижению мощности и общего тока, потребляемого от источника 240 В: | Эта коррекция, конечно, не изменит количество истинной мощности, потребляемой нагрузкой, но приведёт к существенному очевидному снижению мощности и общего тока, потребляемого от источника 240 В: | ||
[[File:II-11_4-9.jpg| | [[File:II-11_4-9.jpg|300px|center|thumb|Рис. 9. Треугольник мощности до и после коррекции с помощью параллельного конденсатора.]] | ||
Новую полную мощность можно найти из новых значений истинной и реактивной мощности, используя стандартную форму теоремы Пифагора: | Новую полную мощность можно найти из новых значений истинной и реактивной мощности, используя стандартную форму теоремы Пифагора: | ||
[[File:II-11_4-10.png| | [[File:II-11_4-10.png|300px|center|thumb|Рис. 10. Стандартная форма теоремы Пифагора позволяет найти полную мощность (гипотенуза), зная один катет (реактивная мощность) и другой катет (истинная мощность).]] | ||
=См.также= | =См.также= | ||
=Внешние ссылки= | =Внешние ссылки= | ||
Строка 71: | Строка 73: | ||
<references /> | <references /> | ||
{{Навигационная таблица/Электроника | {{Навигационная таблица/Портал/Электроника}} | ||
Текущая версия от 21:40, 22 мая 2023
Практическая коррекция коэффициента мощности[1]
Когда нужно исправить низкий коэффициент мощности в системе питания переменного тока, вы, вероятно, будете лишены роскоши знать точную индуктивность нагрузки в генри, чтобы использовать её в своих расчётах.
Возможно, вам повезло иметь прибор, называемый измерителем коэффициента мощности, который сообщит вам, каковы КМ (число от 0 до 1) и полная мощность (которую можно вычислить, сняв показания вольтметра в вольтах и умножив их на показание амперметра в амперах).
Если повезёт меньше, то вам, возможно, придётся использовать осциллограф для сравнения волн напряжения и тока, измерения фазового сдвига в градусах и вычисления коэффициента мощности по косинусу этого фазового сдвига.
Скорее всего, у вас будет доступ к ваттметру для измерения истинной мощности, показания которого вы можете сравнить с расчётом полной мощности (умножением общего напряжения на измерения общего тока). По значениям истинной и полной мощности вы сможете определить реактивную мощность и коэффициент мощности.
Пример проблемы
Давайте рассмотрим на примере, как это работает:
Рассчитываем полную мощность в кВА
Во-первых, нам нужно рассчитать полную мощность в кВА. Это можно сделать, умножив напряжение нагрузки на ток нагрузки:
Как видим, 2,308 кВА – это намного больше, чем 1,5 кВт, что говорит нам о том, что коэффициент мощности в этой цепи довольно низкий (существенно меньше 1). Теперь мы рассчитаем коэффициент мощности этой нагрузки, разделив истинную мощность на полную:
Используя это значение коэффициента мощности, можно нарисовать треугольник мощности и по нему определить реактивную мощность нагрузки:
Применяем теорему Пифагора для определения неизвестных величин в прямоугольном треугольнике
Чтобы определить неизвестную величину треугольника (катет, изображающий реактивную мощность), используем теорему Пифагора «в обратном направлении», учитывая известную длину гипотенузы (полная мощность) и длину смежной стороны (истинная мощность):
Корректируем коэффициент мощности с помощью конденсатора
Если эта нагрузка представляет собой электродвигатель или любую другую промышленную нагрузку переменного тока, она будет иметь запаздывающий (индуктивный) коэффициент мощности, что означает, что нам придётся исправить это с помощью конденсатора соответствующего размера, подключённого параллельно.
Теперь, когда мы знаем количество реактивной мощности (1,754 кВар), мы можем рассчитать размер конденсатора, необходимого для противодействия её влиянию:
Округляя этот ответ до 80 мкФ, можем поместить конденсатор данной ёмкости в схему и вычислить результаты:
80 мкФ конденсатор будет иметь ёмкостное сопротивление 33.157 Ом, что даёт ток 7.238 ампер, и соответствующая реактивная мощность равна 1.737 кВар (только для конденсатора). Поскольку ток конденсатора на 180° не совпадает по фазе с индуктивным вкладом нагрузки в потребляемый ток, реактивная мощность конденсатора будет напрямую вычитаться из реактивной мощности нагрузки, в результате чего получим:
Эта коррекция, конечно, не изменит количество истинной мощности, потребляемой нагрузкой, но приведёт к существенному очевидному снижению мощности и общего тока, потребляемого от источника 240 В:
Новую полную мощность можно найти из новых значений истинной и реактивной мощности, используя стандартную форму теоремы Пифагора:
См.также
Внешние ссылки