力率（コサインファイ）とは何ですか

自然人の力率 (コサインファイ) は次のとおりです。ご存知のとおり、交流回路には一般に 3 種類の負荷または 3 種類の電力 (電流 3 種類、抵抗 3 種類) が存在します。有効 P、無効 Q、および合計 C 電力は、それぞれ有効 r、無効 x、および合計 z 抵抗に関連します。

電気工学の過程では、電流が流れると熱が放出される抵抗がアクティブと呼ばれることが知られています。有効抵抗は有効電力損失に関連します dPn 電流の 2 乗に抵抗を乗算した値に等しい dPn = Az2r W

リアクタンス 電流が流れても損失は発生しません。この抵抗は、インダクタンス L とキャパシタンス C によるものです。

誘導抵抗と容量抵抗は 2 種類のリアクタンスであり、次の式で表されます。

• リアクタンスまたは誘導抵抗、

• 容量性抵抗または静電容量、

x = xL — НС° С… たとえば、回路内で xL= 12 オーム、xc = 7 オームの場合、回路のリアクタンスは x = xL — NSc= 12 — 7 = 5 オームとなります。

米。 1. コサイン«ファイ»の本質を説明する図: a — 交流回路におけるrとLの直列接続の回路、b — 抵抗の三角形、c — べき乗の三角形、d — さまざまな値でのべき乗の三角形有効電力の

インピーダンス z には、抵抗とリアクタンスが含まれます。 r と L の直列接続 (図 1、a) の場合、抵抗三角形がグラフで示されます。

この三角形の辺に同じ電流の二乗を掛けても、比率は変わりませんが、新しい三角形は容量三角形になります(図1、c)。ここで詳細を確認してください — 抵抗、電圧、電力の三角形

三角形からわかるように、AC 回路では通常、有効 P、無効 Q、合計 S の 3 つの電力が発生します。

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

有効電力は、「加熱する」（熱の放出）、「光る」（電気照明）、「動かす」（電気モーターの駆動）などの動作電力と呼ばれます。定電力と同じ方法で測定されます。 、ワット単位。

発展した 有効電力b 完全に跡形もなく、光の速さで、ほぼ瞬時に受信機とリード線で消費されます。これが有効電力の特徴の 1 つであり、発電すると消費される量も多くなります。

無効電力 Q は消費されず、電気回路内の電磁エネルギーの振動を表します。ソースからレシーバーへ、またはその逆のエネルギーの流れは、ワイヤーを通る電流の流れに関連しており、ワイヤーには能動抵抗があるため、ワイヤー内で損失が発生します。

したがって、無効電力では仕事は実行されませんが、損失が発生します。同じ有効電力の場合、力率（cosphi、cosine«phi»）は大きくなるほど小さくなります。

例。電力 P = 10 kW が 400 V の電圧で cosphi1 = 0.5 で 1 回伝送され、2 回目が cosphi2 = 0.9 で伝送された場合の、抵抗 rl = 1 オームの線路における電力損失を求めます。

答え。最初のケースの電流 I1 = P / (Ucosphi1) = 10/(0.4•0.5) = 50 A。

電力損失 dP1 = Az12rl = 502·1 = 2500 W = 2.5 kW。

2 番目のケースでは、電流 Az1 = P / (Ucosphi2) = 10/(0.4•0.9) = 28 A となります。

電力損失 dP2 = Az22rl = 282·1 = 784 W = 0.784 kW、つまり2 番目のケースでは、cosfi 値が高いという理由だけで、電力損失は 2.5 / 0.784 = 3.2 倍小さくなります。

この計算は、余弦«phi»の値が高くなるほど、エネルギー損失が低くなり、新しい設備を設置する際に非鉄金属を配置する必要性が少なくなることが明確に示されています。

コサイン«phi»を増やすことで、3つの主な目標が得られます。

1) 電気エネルギーの節約、

2) 非鉄金属の節約、

3) 発電機、変圧器、一般に AC モーターの設置電力を最大限に活用する。

最後の状況は、たとえば、同じ変圧器からより多くの有効電力を得ることができ、cosfi ユーザーの価値が大きくなるという事実によって確認されます。したがって、cosfi1 = 0.7 で定格電力 Sn= 1000 kVa の変圧器から有効電力 P1 = Снcosfie1 = 1000 • 0.7 = 700 kW、cosfi2 = 0.95 で R2 = Сncosfi2= 1000 • 0 .95 = 950 を得ることができます。 kW。

どちらの場合も、変圧器は 1000 kVA まで完全に負荷されます。誘導電動機や過負荷変圧器は工場の力率低下の原因となります。たとえば、誘導モータはアイドル速度では cosfixx が約 0.2 になりますが、定格電力が負荷された場合は sfin = 0.85 になります。

より明確にするために、誘導モーターの近似的な電力三角形を考えてみましょう (図 1、d)。アイドル運転中、誘導電動機は定格電力の約 30% に相当する無効電力を消費しますが、この場合の有効電力の消費量は約 15% です。したがって、力率は非常に低くなります。負荷が増加すると、有効電力が増加し、無効電力がわずかに変化するため、cosfi が増加します。詳細については、こちらをご覧ください。 ドライブ力率

cosfi の価値を高める主な活動は、生産能力をフル活用して稼働することです。この場合、非同期モーターは公称値に近い力率で動作します。

力率改善活動は、次の 2 つの主なグループに分けられます。

1) 補償装置の設置を必要とせず、あらゆる場合に適しています（自然な方法）。

2）補償装置（人工的方法）の使用に関連する。

力率を高めるための凝縮ユニット

現在のガイドラインによると、最初のグループの活動には、機器のエネルギーモードの改善と力率の向上につながる技術プロセスの合理化が含まれます。同じ対策には、一部の非同期モーターの代わりに同期モーターを使用することが含まれます (効率を高めるために必要な場合は、非同期モーターの代わりに同期モーターを設置することをお勧めします)。

このトピックについてもお読みください: AC 電源と電力損失