Lehrbuch

Praktische Power Factor Correction

Tank Building: Italian Tanks (November 2018).

Anonim

Praktische Power Factor Correction

Kapitel 11 - Leistungsfaktor


Wenn es notwendig ist, den schlechten Leistungsfaktor in einem Wechselstromsystem zu korrigieren, werden Sie wahrscheinlich nicht den Luxus haben, die genaue Induktivität der Last in henrys zu kennen, um sie für Ihre Berechnungen zu verwenden. Sie können das Glück haben, ein Instrument zu haben, das als Leistungsfaktormessgerät bezeichnet wird, um den Leistungsfaktor (eine Zahl zwischen 0 und 1) und die Scheinleistung (die durch Voltmessung in Volt und Multiplikation mit ein Amperemeter in Ampere). Unter ungünstigeren Umständen müssen Sie möglicherweise ein Oszilloskop verwenden, um Spannungs- und Stromwellenformen zu vergleichen, die Phasenverschiebung in Grad zu messen und den Leistungsfaktor durch den Kosinus dieser Phasenverschiebung zu berechnen.

Höchstwahrscheinlich haben Sie Zugang zu einem Wattmeter zum Messen der Wirkleistung, dessen Messwerte Sie mit einer Berechnung der Scheinleistung vergleichen können (durch Multiplizieren der Gesamtspannung und der Gesamtstrommessungen). Aus den Werten der Wirk- und Scheinleistung können Sie die Blindleistung und den Leistungsfaktor bestimmen. Lassen Sie uns ein Beispielproblem machen, um zu sehen, wie das funktioniert: (Abbildung unten)

Wattmeter liest wahre Macht; Produkt von Voltmeter- und Amperemeter-Werten ergibt eine ansprechende Leistung.

Berechnen Sie die Scheinleistung in kVA

Zuerst müssen wir die Scheinleistung in kVA berechnen. Wir können dies tun, indem wir die Lastspannung mit dem Laststrom multiplizieren:

Wie wir sehen können, ist 2, 308 kVA eine viel größere Zahl als 1, 5 kW, was uns sagt, dass der Leistungsfaktor in dieser Schaltung eher schlecht ist (wesentlich weniger als 1). Nun sehen wir den Leistungsfaktor dieser Last, indem wir die wahre Leistung durch die Scheinleistung dividieren:

Mit diesem Wert für den Leistungsfaktor können wir ein Potenzdreieck zeichnen und daraus die Blindleistung dieser Last bestimmen: (Abbildung unten)

Blindleistung kann aus Wirkleistung und Scheinleistung berechnet werden.

Verwenden Sie den Satz des Pythagoras, um die unbekannte Dreiecksmenge zu bestimmen

Um die unbekannte (Blindleistungs-) Dreiecksgröße zu bestimmen, verwenden wir den Satz des Pythagoras "rückwärts" in Anbetracht der Länge der Hypotenuse (Scheinleistung) und der Länge der benachbarten Seite (wahre Macht):

Wenn diese Last ein Elektromotor oder die meisten anderen industriellen Wechselstromlasten ist, hat sie einen nacheilenden (induktiven) Leistungsfaktor, was bedeutet, dass wir sie mit einem Kondensator entsprechender Größe parallel verdrahten müssen. Jetzt, da wir die Höhe der Blindleistung (1, 754 kVAR) kennen, können wir die Größe des Kondensators berechnen, der benötigt wird, um seinen Auswirkungen entgegenzuwirken:

Um diese Antwort auf 80 μF zu runden, können wir diese Kondensatorgröße in die Schaltung einfügen und die Ergebnisse berechnen: (Abbildung unten)

Der Parallelkondensator korrigiert die nacheilende (induktive) Last.

Ein 80-μF-Kondensator hat eine kapazitive Reaktanz von 33, 157 Ω, was einen Strom von 7, 238 Ampere und eine entsprechende Blindleistung von 1, 737 kVAR (nur für den Kondensator) ergibt. Da der Strom des Kondensators um 180 ° gegenüber dem induktiven Beitrag der Last zur Stromaufnahme um 180 ° phasenverschoben ist, wird die Blindleistung des Kondensators direkt von der Blindleistung der Last subtrahiert.

Diese Korrektur ändert natürlich nicht die Menge an tatsächlich von der Last verbrauchter Leistung, sondern führt zu einer wesentlichen Verringerung der Scheinleistung und des Gesamtstroms, der von der 240-Volt-Quelle bezogen wird: (FigureBelow)

Power-Dreieck vor und nach der Kondensatorkorrektur.

Die neue Scheinleistung ergibt sich aus den wahren und neuen Blindleistungswerten unter Verwendung der Standardform des Pythagoräischen Satzes: