El factor de potència del motor d'inducció: de què depèn i com canvia
A la placa d'identificació (placa de dades) de cada motor d'inducció, a més d'altres paràmetres de funcionament, el seu paràmetre s'indica com a cosinus phi — cosfi… Cosinus phi també s'anomena factor de potència del motor d'inducció.
Per què aquest paràmetre s'anomena cos phi i com es relaciona amb la potència? Tot és bastant senzill: phi és la diferència de fase entre el corrent i la tensió, i si es representa gràficament la potència activa, reactiva i total que es produeix durant el funcionament d'un motor d'inducció (transformador, forn d'inducció, etc.), resulta que la relació de potència activa a plena potència - això és cosinus phi - Cosphi, o en altres paraules - factor de potència.
A la tensió nominal d'alimentació i a la càrrega nominal de l'eix d'un motor d'inducció, el cosinus phi o factor de potència serà simplement igual al valor de la placa d'identificació.
Per exemple, per al motor AIR71A2U2, el factor de potència serà de 0,8 amb una càrrega a l'eix de 0,75 kW.Però l'eficiència d'aquest motor és del 79%, per tant, la potència activa consumida pel motor a la càrrega nominal de l'eix serà superior a 0,75 kW, és a dir, 0,75 / Eficiència = 0,75 / 0,79 = 0,95 kW.
No obstant això, a la càrrega nominal de l'eix, el paràmetre de potència o Cosphi està relacionat precisament amb l'energia consumida per la xarxa. Això vol dir que la potència total d'aquest motor serà igual a S = 0,95 / Cosfi = 1,187 (KVA). On P = 0,95 és la potència activa consumida pel motor.
En aquest cas, el factor de potència o Cosphi està relacionat amb la càrrega de l'eix del motor, ja que amb una potència mecànica de l'eix diferent, el component actiu del corrent de l'estator també serà diferent. Per tant, en mode inactiu, és a dir, quan no hi ha res connectat a l'eix, el factor de potència del motor no superarà, per regla general, 0,2.
Si la càrrega de l'eix comença a augmentar, el component actiu del corrent de l'estator també augmentarà, per tant el factor de potència augmentarà i, a una càrrega propera a la nominal, serà d'aproximadament 0,8 - 0,9.
Si ara la càrrega continua augmentant, és a dir, per carregar l'eix per sobre del valor nominal, el rotor s'alentirà, augmentarà lliscar s, la resistència inductiva del rotor començarà a contribuir i el factor de potència començarà a disminuir.
Si el motor està al ralentí durant una determinada part del temps de funcionament, podeu recórrer a reduir la tensió aplicada, per exemple, canviant d'un delta a una estrella, la tensió de fase dels bobinatges disminuirà en una arrel de 3 vegades. , el component inductiu del rotor inactiu disminuirà i el component actiu dels bobinatges de l'estator augmentarà lleugerament. Així, el factor de potència augmentarà lleugerament.
En principi, els sistemes impulsats per corrent altern, com els motors asíncrons, sempre tenen, a més dels components actius, inductius i capacitius, per tant, cada mig cicle, una determinada part de l'energia es retorna a la xarxa, l'anomenada potència reactiva Q.
Aquest fet crea problemes per als proveïdors d'electricitat: el generador es veu obligat a subministrar tota la potència S a la xarxa, que torna al generador, però els cables encara necessiten una secció transversal adequada per a aquesta potència completa i, per descomptat, hi ha un escalfament paràsit de els cables del corrent reactiu que circula d'anada i tornada... Resulta que el generador és necessari per oferir tota la potència, algunes de les quals són bàsicament inútils.
En una forma purament activa, el generador de la central podria subministrar molta més electricitat a l'usuari i per a això cal que el factor de potència sigui proper a la unitat, és a dir, com en una càrrega purament activa on Cosphi = 1.
Per garantir aquestes condicions, algunes grans empreses instal·len Unitats de compensació de potència reactiva, és a dir, sistemes de bobines i condensadors que es connecten automàticament en paral·lel amb motors asíncrons quan disminueix el seu factor de potència.
Resulta que l'energia reactiva circula entre el motor d'inducció i la instal·lació donada, no entre el motor d'inducció i el generador de la central elèctrica. Així, el factor de potència dels motors asíncrons es porta a gairebé 1.