В цепях переменного тока коэффициент мощности - это отношение реальной мощности, которая используется для выполнения работы, и полной мощности , подаваемой в цепь.
Коэффициент мощности может принимать значения в диапазоне от 0 до 1.
Когда вся мощность является реактивной мощностью без реальной мощности (обычно индуктивная нагрузка) - коэффициент мощности равен 0.
Когда вся мощность - это активная мощность без реактивной мощности (резистивная нагрузка) - коэффициент мощности равен 1.
Коэффициент мощности равен реальной или истинной мощности P в ваттах (Вт), деленной на полную мощность | S | в вольт-амперах (ВА):
PF = P (W) / | S (VA) |
PF - коэффициент мощности.
P - активная мощность в ваттах (Вт).
| S | - полная мощность - величина комплексной мощности в вольт-амперах (ВА).
Для синусоидального тока коэффициент мощности PF равен абсолютному значению косинуса фазового угла полной мощности φ (который также является фазовым углом импеданса):
PF = | cos φ |
PF - коэффициент мощности.
φ - фазовый угол дополнительной мощности.
Реальная мощность P в ваттах (Вт) равна полной мощности | S | в вольт-амперах (ВА), умноженных на коэффициент мощности PF:
P (W) = | S (VA) | × PF = | S (VA) | × | cos φ |
Когда в цепи имеется резистивная импедансная нагрузка, активная мощность P равна полной мощности | S | а коэффициент мощности PF равен 1:
PF (резистивная нагрузка) = P / | S | = 1
Реактивная мощность Q в вольт-амперах реактивной (VAR) равна полной мощности | S | в вольт-амперах (ВА), умноженных на синус фазового угла φ :
Q (VAR) = | S (VA) | × | sin φ |
Расчет однофазной цепи на основе показаний счетчика реальной мощности P в киловаттах (кВт), напряжения V в вольтах (В) и тока I в амперах (A):
PF = | cos φ | = 1000 × P (кВт) / ( В (В) × I (A) )
Расчет трехфазной цепи на основе показаний счетчика реальной мощности P в киловаттах (кВт), межфазного напряжения V L-L в вольтах (В) и тока I в амперах (A):
PF = | cos φ | = 1000 × P (кВт) / ( √ 3 × V L-L (V) × I (A) )
Расчет трехфазной цепи на основе показаний счетчика реальной мощности P в киловаттах (кВт), между фазой и нейтралью V L-N в вольтах (В) и током I в амперах (A):
PF = | cos φ | = 1000 × P (кВт) / (3 × V L-N (В) × I (A) )
Коррекция коэффициента мощности - это регулировка электрической цепи для изменения коэффициента мощности около 1.
Коэффициент мощности, близкий к 1, снизит реактивную мощность в цепи, и большая часть мощности в цепи будет реальной. Это также снизит потери в линиях электропередач.
Коррекция коэффициента мощности обычно выполняется путем добавления конденсаторов в цепь нагрузки, если в цепи есть индуктивные компоненты, например, в электродвигателе.
Полная мощность | S | в вольт-амперах (ВА) равно напряжению V в вольтах (В), умноженному на ток I в амперах (А):
| S (VA) | = V (V) × I (A)
Реактивная мощность Q в вольт-амперах реактивной (VAR) равна квадратному корню из квадрата полной мощности | S | в вольт-амперах (ВА) минус квадрат реальной мощности P в ваттах (Вт) (теорема Пифагора):
Q (VAR) = √ ( | S (VA) | 2 - P (W) 2 )
Q c (кВАр) = Q (кВАр) - Q с поправкой (кВАр)
Реактивная мощность Q в вольт-амперах, реактивная (VAR) равна квадрату напряжения V в вольтах (В), деленному на реактивное сопротивление Xc:
Q c (VAR) = V (V) 2 / X c = V (V) 2 / (1 / (2π f (Гц) × C (F) )) = 2π f (Гц) × C (F) × V (V) 2
Таким образом, конденсатор коррекции коэффициента мощности в Фараде (F), который следует добавить в цепь параллельно, равен реактивной мощности Q в реактивных вольт-амперах (VAR), деленной на 2π, умноженную на частоту f в Герцах (Гц), умноженную на квадрат напряжение V в вольтах (В):
C (F) = Q c (ВАр) / (2π f (Гц) · В (В) 2 )
Advertising