पॉवर फॅक्टर काय आहे (कोसाइन फी)

नैसर्गिक व्यक्तीचा पॉवर फॅक्टर (कोसाइन फाई) खालीलप्रमाणे आहे. तुम्हाला माहिती आहे की, एसी सर्किटमध्ये साधारणपणे तीन प्रकारचे लोड किंवा तीन प्रकारचे पॉवर (तीन प्रकारचे विद्युत् प्रवाह, तीन प्रकारचे प्रतिरोध) असतात. सक्रिय P, प्रतिक्रियात्मक Q, आणि एकूण C शक्ती अनुक्रमे सक्रिय r, प्रतिक्रियात्मक x आणि एकूण z प्रतिकारांशी संबंधित आहेत.

विद्युत अभियांत्रिकीच्या अभ्यासक्रमावरून हे ज्ञात आहे की प्रतिकारशक्तीला सक्रिय म्हणतात, ज्यामध्ये विद्युत् प्रवाह जातो तेव्हा उष्णता सोडली जाते. सक्रिय प्रतिकार सक्रिय पॉवर लॉसशी संबंधित आहे dPnसमान विद्युत प्रवाहाच्या वर्गाच्या dPn = Az2r W ने गुणाकार केला आहे.

प्रतिक्रिया जेव्हा विद्युत प्रवाह त्यातून वाहतो तेव्हा त्याचे कोणतेही नुकसान होत नाही. हा प्रतिकार इंडक्टन्स L तसेच कॅपेसिटन्स C मुळे आहे.

प्रेरक आणि कॅपेसिटिव्ह प्रतिरोधक प्रतिक्रियांचे दोन प्रकार आहेत आणि खालील सूत्रांद्वारे व्यक्त केले जातात:

• प्रतिक्रिया किंवा आगमनात्मक प्रतिकार,

• कॅपेसिटिव्ह रेझिस्टन्स किंवा कॅपेसिटन्स,

नंतर x = xL — НС° С… उदाहरणार्थ, जर सर्किटमध्ये xL= 12 Ohm, xc = 7 Ohm असेल, तर सर्किटची अभिक्रिया x = xL — NSc= 12 — 7 = 5 Ohm.

तांदूळ. 1. कोसाइन «फी» चे सार समजावून सांगणारी उदाहरणे: a — r आणि L च्या मालिका जोडणीचे सर्किट एका वैकल्पिक चालू सर्किटमध्ये, b — प्रतिकाराचा त्रिकोण, c — शक्तीचा त्रिकोण, d — वेगवेगळ्या मूल्यांवर शक्तीचा त्रिकोण सक्रिय शक्तीचे.

प्रतिबाधा z मध्ये प्रतिकार आणि प्रतिक्रिया समाविष्ट आहे. r आणि L (Fig. 1, a) च्या शृंखला कनेक्शनसाठी, एक प्रतिरोधक त्रिकोण ग्राफिकरित्या चित्रित केला आहे.

जर या त्रिकोणाच्या बाजूंना समान प्रवाहाच्या वर्गाने गुणाकार केला तर गुणोत्तर बदलणार नाही, परंतु नवीन त्रिकोण क्षमतेचा त्रिकोण असेल (चित्र 1, c). येथे अधिक तपशील पहा - प्रतिकार, व्होल्टेज आणि शक्ती यांचे त्रिकोण

त्रिकोणातून पाहिल्याप्रमाणे, AC सर्किटमध्ये, तीन शक्ती सामान्यतः आढळतात: सक्रिय P, प्रतिक्रियात्मक Q आणि एकूण S

P = Az2r = UIcosphy W,B = Az2x = Az2NSL — I2x° C = UIsin Var, S = Az2z = UIWhat.

सक्रिय शक्तीला कार्यरत शक्ती म्हटले जाऊ शकते, म्हणजेच ती "उष्णतेचे उत्सर्जन" (उष्णतेचे उत्सर्जन), "दिवे" (विद्युत प्रकाश), "मूव्ह" (इलेक्ट्रिक मोटर ड्राइव्ह) इ. हे स्थिर शक्ती प्रमाणेच मोजले जाते. , वॅट मध्ये.

विकसित सक्रिय शक्तीb संपूर्णपणे ट्रेसशिवाय रिसीव्हर आणि लीड वायर्समध्ये प्रकाशाच्या वेगाने वापरला जातो — जवळजवळ त्वरित. सक्रिय शक्तीचे हे वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्यांपैकी एक आहे: ते जितके तयार केले जाते तितकेच वापरले जाते.

रिऍक्टिव्ह पॉवर Q वापरला जात नाही आणि इलेक्ट्रिकल सर्किटमध्ये इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक ऊर्जेच्या दोलनाचे प्रतिनिधित्व करते.स्त्रोतापासून प्राप्तकर्त्याकडे उर्जेचा प्रवाह आणि त्याउलट तारांद्वारे प्रवाहाच्या प्रवाहाशी संबंधित आहे आणि तारांना सक्रिय प्रतिकार असल्याने, त्यांच्यामध्ये तोटा आहेत.

अशा प्रकारे, प्रतिक्रियात्मक शक्तीसह, कार्य केले जात नाही, परंतु नुकसान होते, जे समान सक्रिय शक्तीसाठी, जितके मोठे, लहान पॉवर फॅक्टर (कॉस्फी, कोसाइन «फी»).

एक उदाहरण. प्रतिकार rl = 1 ohm असलेल्या रेषेमध्ये पॉवर P = 10 kW 400 V च्या व्होल्टेजवर एकदा cosphi1 = 0.5 वर आणि दुसऱ्यांदा cosphi2 = 0.9 वर प्रसारित केल्यास पॉवर लॉस निश्चित करा.

उत्तर द्या. पहिल्या प्रकरणात वर्तमान I1 = P / (Ucosphi1) = 10/(0.4•0.5) = 50 A.

पॉवर लॉस dP1 = Az12rl = 502•1 = 2500 W = 2.5 kW.

दुसऱ्या प्रकरणात, वर्तमान Az1 = P / (Ucosphi2) = 10/(0.4•0.9) = 28 A.

पॉवर लॉस dP2 = Az22rl = 282•1 = 784 W = 0.784 kW, i.e. दुस-या प्रकरणात पॉवर लॉस 2.5 / 0.784 = 3.2 पट कमी आहे कारण कॉस्फी व्हॅल्यू जास्त आहे.

गणना स्पष्टपणे दर्शवते की कोसाइन «फी» चे मूल्य जितके जास्त असेल तितके कमी ऊर्जा कमी होईल आणि नवीन स्थापना स्थापित करताना नॉन-फेरस धातू ठेवण्याची आवश्यकता कमी असेल.

कोसाइन «phi» वाढवून आमची तीन मुख्य उद्दिष्टे आहेत:

1) विद्युत उर्जेची बचत,

२) नॉन-फेरस धातूंची बचत,

3) जनरेटर, ट्रान्सफॉर्मर आणि सामान्य एसी मोटर्सच्या स्थापित शक्तीचा जास्तीत जास्त वापर.

शेवटची परिस्थिती या वस्तुस्थितीद्वारे पुष्टी केली जाते की, उदाहरणार्थ, त्याच ट्रान्सफॉर्मरमधून अधिक सक्रिय शक्ती प्राप्त करणे शक्य आहे, कॉस्फी वापरकर्त्यांचे मूल्य जास्त आहे.म्हणून, cosfi1 = 0.7 वर Sn= 1000 kVa रेट केलेल्या पॉवर असलेल्या ट्रान्सफॉर्मरमधून तुम्हाला P1 = Снcosfie1 = 1000 • 0.7 = 700 kW आणि cosfi2 = 0.95 R2 = Сncosfi2 = 0950 • 10095 मध्ये सक्रिय शक्ती मिळू शकते. kW

दोन्ही प्रकरणांमध्ये ट्रान्सफॉर्मर पूर्णपणे 1000 kVA ला लोड केला जाईल. इंडक्शन मोटर्स आणि अंडरलोड ट्रान्सफॉर्मर हे कारखान्यांमध्ये कमी पॉवर फॅक्टरचे कारण आहेत. उदाहरणार्थ, निष्क्रिय गतीवरील इंडक्शन मोटरमध्ये cosfixx अंदाजे 0.2 च्या बरोबरीचे असते, जेव्हा sfin = 0.85 च्या रेट केलेल्या पॉवरवर लोड केले जाते.

अधिक स्पष्टतेसाठी, इंडक्शन मोटरसाठी अंदाजे पॉवर त्रिकोण विचारात घ्या (Fig. 1, d). निष्क्रिय ऑपरेशन दरम्यान, इंडक्शन मोटर रेटेड पॉवरच्या अंदाजे 30% च्या बरोबरीने रिऍक्टिव्ह पॉवर वापरते, तर या प्रकरणात वापरलेली सक्रिय उर्जा सुमारे 15% असते. त्यामुळे पॉवर फॅक्टर खूपच कमी आहे. जसजसा भार वाढतो तसतशी सक्रिय शक्ती वाढते आणि प्रतिक्रियाशील शक्ती किरकोळ बदलते आणि त्यामुळे कॉस्फी वाढते. याबद्दल अधिक वाचा येथे: ड्राइव्ह पॉवर फॅक्टर

कॉस्फीचे मूल्य वाढवणारी मुख्य क्रिया पूर्ण उत्पादन क्षमतेवर कार्य करत आहे. या प्रकरणात, एसिंक्रोनस मोटर्स नाममात्र मूल्यांच्या जवळ पॉवर घटकांसह कार्य करतील.

पॉवर फॅक्टर सुधारणा क्रियाकलाप दोन मुख्य गटांमध्ये विभागले गेले आहेत:

1) नुकसान भरपाई देणार्‍या उपकरणांच्या स्थापनेची आवश्यकता नाही आणि सर्व प्रकरणांमध्ये योग्य (नैसर्गिक पद्धती);

2) नुकसान भरपाई देणार्‍या उपकरणांच्या वापराशी संबंधित (कृत्रिम पद्धती).

पॉवर फॅक्टर वाढवण्यासाठी कंडेनसिंग युनिट

पहिल्या गटाच्या क्रियाकलापांमध्ये, सध्याच्या मार्गदर्शक तत्त्वांनुसार, तांत्रिक प्रक्रियेचे तर्कसंगतीकरण समाविष्ट आहे, ज्यामुळे उपकरणांच्या उर्जा मोडमध्ये सुधारणा होते आणि पॉवर फॅक्टरमध्ये वाढ होते. समान उपायांमध्ये काही एसिंक्रोनस ऐवजी सिंक्रोनस मोटर्सचा वापर समाविष्ट आहे (कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी आवश्यक असेल तेथे एसिंक्रोनस मोटर्सऐवजी सिंक्रोनस मोटर्सची स्थापना करण्याची शिफारस केली जाते).

या विषयावर देखील वाचा: एसी पॉवर सप्लाय आणि पॉवर लॉस