W obwodach prądu przemiennego współczynnik mocy to stosunek rzeczywistej mocy wykorzystywanej do pracy i mocy pozornej dostarczanej do obwodu.
Współczynnik mocy może przyjmować wartości w zakresie od 0 do 1.
Gdy cała moc jest mocą bierną bez mocy rzeczywistej (zwykle obciążenie indukcyjne) - współczynnik mocy wynosi 0.
Gdy cała moc jest mocą rzeczywistą bez mocy biernej (obciążenie rezystancyjne) - współczynnik mocy wynosi 1.
Współczynnik mocy jest równy mocy rzeczywistej lub rzeczywistej P w watach (W) podzielonej przez moc pozorną | S | w woltoamperach (VA):
PF = P (W) / | S (VA) |
PF - współczynnik mocy.
P - moc rzeczywista w watach (W).
| S | - moc pozorna - wielkość zespolonej mocy w woltoamperach (VA).
Dla prądu sinusuidalnego współczynnik mocy PF jest równy bezwzględnej wartości cosinusa pozornego kąta fazowego mocy φ (który jest również kątem fazowym impedancji):
PF = | cos φ |
PF to współczynnik mocy.
φ to aktualny kąt fazy mocy.
Rzeczywista moc P w watach (W) jest równa mocy pozornej | S | w woltoamperach (VA) razy współczynnik mocy PF:
P (W) = | S (VA) | × PF = | S (VA) | × | cos φ |
Gdy obwód ma rezystancyjne obciążenie impedancyjne, rzeczywista moc P jest równa mocy pozornej | S | a współczynnik mocy PF jest równy 1:
PF (obciążenie rezystancyjne) = P / | S | = 1
Moc bierna Q w woltoamperach biernych (VAR) jest równa mocy pozornej | S | w woltoamperach (VA) razy sinus kąta fazowego φ :
Q (VAR) = | S (VA) | × | sin φ |
Obliczanie obwodu jednofazowego na podstawie odczytu miernika mocy rzeczywistej P w kilowatach (kW), napięcia V w woltach (V) i prądu I w amperach (A)
PF = | cos φ | = 1000 × P (kW) / ( V (V) × I (A) )
Obliczanie obwodu trójfazowego na podstawie odczytu miernika mocy rzeczywistej P w kilowatach (kW), napięcie międzyprzewodowe V L-L w woltach (V) i prąd I w amperach (A):
PF = | cos φ | = 1000 × P (kW) / ( √ 3 × V L-L (V) × I (A) )
Obliczanie obwodu trójfazowego na podstawie odczytu miernika mocy rzeczywistej P w kilowatach (kW), linia do linii neutralnej V L-N w woltach (V) i prąd I w amperach (A):
PF = | cos φ | = 1000 × P (kW) / (3 × V L-N (V) × I (A) )
Korekcja współczynnika mocy to regulacja obwodu elektrycznego w celu zmiany współczynnika mocy w pobliżu 1.
Współczynnik mocy bliski 1 zmniejszy moc bierną w obwodzie, a większość mocy w obwodzie będzie stanowić moc rzeczywistą. Zmniejszy to również straty na liniach energetycznych.
Korekcja współczynnika mocy jest zwykle wykonywana przez dodanie kondensatorów do obwodu obciążenia, gdy obwód ma elementy indukcyjne, takie jak silnik elektryczny.
Moc pozorna | S | w woltoamperach (VA) jest równe napięciu V w woltach (V) razy prądowi I w amperach (A):
| S (VA) | = V (V) × I (A)
Moc bierna Q w woltoamperach biernych (VAR) jest równa pierwiastkowi kwadratowemu z kwadratu mocy pozornej | S | w woltoamperach (VA) minus kwadrat mocy rzeczywistej P w watach (W) (twierdzenie Pitagorasa):
Q (VAR) = √ ( | S (VA) | 2 - P (W) 2 )
Q c (kVAR) = Q (kVAR) - Q skorygowane (kVAR)
Moc bierna Q w woltoamperach biernych (VAR) jest równa kwadratowi napięcia V w woltach (V) podzielonemu przez reaktancję Xc:
Q c (VAR) = V (V) 2 / X c = V (V) 2 / (1 / (2π f (Hz) × C (F) )) = 2π f (Hz) × C (F) × V (V) 2
Zatem kondensator korekcji współczynnika mocy w Faradzie (F), który należy dodać równolegle do obwodu, jest równy mocy biernej Q w woltoamperach biernej (VAR) podzielonej przez 2π razy częstotliwość f w hercach (Hz) razy do kwadratu napięcie V w woltach (V):
C (F) = Q c (VAR) / (2π f (Hz) · V (V) 2 )
Advertising