W obwodach prądu przemiennego współczynnik mocy jest stosunkiem rzeczywistej mocy , która jest używana do wykonania pracy, do mocy pozornej , która jest dostarczana 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 rzeczywistej lub rzeczywistej mocy P w watach (W) podzielonej przez moc pozorną |S|w woltoamperach (VA):
PF = P(W) / |S(VA)|
PF - współczynnik mocy.
P - rzeczywista moc w watach (W).
|S|- moc pozorna - wielkość zespolonej mocy w wolt⋅amperach (VA).
Dla prądu sinusoidalnego współczynnik mocy PF jest równy wartości bezwzględnej cosinusa kąta fazowego mocy pozornej φ (który jest jednocześnie kątem fazowym impedancji):
PF = |cos φ|
PF to współczynnik mocy.
φ jest pozornym kątem fazowym 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 jest obciążony impedancją rezystancyjną, moc rzeczywista P jest równa mocy pozornej |S|a współczynnik mocy PF jest równy 1:
PF(resistive load) = P / |S| = 1
Moc bierna Q wyrażona w woltoamperach reaktywnych (VAR) jest równa mocy pozornej |S|w woltoamperach (VA) razy sinus kąta fazowego φ :
Q(VAR) = |S(VA)| × |sin φ|
Obliczenie obwodu jednofazowego na podstawie rzeczywistego odczytu miernika mocy 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))
Obliczenia obwodu trójfazowego na podstawie rzeczywistego odczytu licznika mocy P w kilowatach (kW), napięcia międzyfazowego V L-L w woltach (V) i prądu I w amperach (A):
PF = |cos φ| = 1000 × P(kW) / (√3 × VL-L(V) × I(A))
Obliczenia obwodu trójfazowego na podstawie rzeczywistego odczytu miernika mocy P w kilowatach (kW), międzyfazowego przewodu neutralnego V L-N w woltach (V) i prądu I w amperach (A):
PF = |cos φ| = 1000 × P(kW) / (3 × VL-N(V) × I(A))
Korekta 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 mocą rzeczywistą.Zmniejszy to również straty na liniach energetycznych.
Korekcja współczynnika mocy jest zwykle wykonywana przez dodanie kondensatorów do obwodu obciążenia, gdy obwód zawiera elementy indukcyjne, takie jak silnik elektryczny.
Moc pozorna |S|w woltoamperach (VA) jest równe napięciu V w woltach (V) razy prąd I w amperach (A):
|S(VA)| = V(V) × I(A)
Moc bierna Q wyrażona w woltoamperach reaktywnych (VAR) jest równa pierwiastkowi kwadratowemu 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)
Qc (kVAR) = Q(kVAR) - Qcorrected (kVAR)
Moc bierna Q w woltoamperach reaktywnych (VAR) jest równa kwadratowi napięcia V w woltach (V) podzielonemu przez reaktancję Xc:
Qc (VAR) = V(V)2 / Xc = V(V)2 / (1 / (2π f(Hz)×C(F))) = 2π f(Hz)×C(F)×V(V)2
Tak więc kondensator korygujący współczynnik mocy w Faradach (F), który powinien być dodany do obwodu równolegle, jest równy mocy biernej Q w woltoamperach biernej (VAR) podzielonej przez 2π razy częstotliwość f w hercach (Hz) razy kwadrat napięcie V w woltach (V):
C(F) = Qc (VAR) / (2π f(Hz)·V(V)2)
Advertising