Faktor snage asinkronog motora — o čemu ovisi i kako se mijenja

Na natpisnoj pločici (pločici s podacima) svakog asinkronog motora, pored ostalih radnih parametara, njegov parametar je označen kao kosinus phi — cosfi… Kosinus phi naziva se i faktor snage indukcijskog motora.

Zašto se ovaj parametar zove cos phi i kako je povezan sa snagom? Sve je vrlo jednostavno: phi je fazna razlika između struje i napona, a ako nacrtate graf aktivne, reaktivne i ukupne snage koja se javlja tijekom rada indukcijskog motora (transformatora, indukcijske peći itd.), Ispada da je omjer aktivne snage do pune snage — to je kosinus phi — Cosphi, ili drugim riječima — faktor snage.

Pri nazivnom naponu napajanja i pri nazivnom opterećenju osovine indukcijskog motora, kosinus phi ili faktor snage jednostavno će biti jednak njegovoj vrijednosti s natpisne pločice.

Na primjer, za motor AIR71A2U2, faktor snage će biti 0,8 s opterećenjem osovine od 0,75 kW.Ali učinkovitost ovog motora je 79%, stoga će aktivna snaga koju motor troši pri nazivnom opterećenju osovine biti veća od 0,75 kW, odnosno 0,75 / Učinkovitost = 0,75 / 0,79 = 0,95 kW.

Unatoč tome, pri nazivnom opterećenju osovine, parametar snage ili Cosphi povezan je upravo s energijom koju troši mreža. To znači da će ukupna snaga ovog motora biti jednaka S = 0,95 / Cosfi = 1,187 (KVA). Gdje je P = 0,95 aktivna snaga koju troši motor.

U ovom slučaju, faktor snage ili Cosphi povezan je s opterećenjem osovine motora, jer će s različitom mehaničkom snagom osovine aktivna komponenta struje statora također biti različita. Dakle, u stanju mirovanja, odnosno kada ništa nije spojeno na osovinu, faktor snage motora neće premašiti, u pravilu, 0,2.

Ako se opterećenje osovine počne povećavati, tada će se povećati i aktivna komponenta struje statora, stoga će se faktor snage povećati, a pri opterećenju blizu nominalnog bit će približno 0,8 - 0,9.

Ako se sada opterećenje nastavi povećavati, odnosno opteretiti osovinu iznad nazivne vrijednosti, tada će se rotor usporiti, povećati slip s, induktivni otpor rotora će početi doprinositi i faktor snage će se početi smanjivati.

Ako je motor u praznom hodu određeni dio vremena rada, tada možete pribjeći smanjenju primijenjenog napona, na primjer, prebacivanjem s trokuta na zvijezdu, tada će se fazni napon namota smanjiti za korijen od 3 puta , induktivna komponenta iz rotora u praznom hodu će se smanjiti, a aktivna komponenta u namotima statora će se lagano povećati. Tako će se faktor snage malo povećati.

U principu, sustavi pogonjeni izmjeničnom strujom, kao što su asinkroni motori, uvijek osim aktivne imaju induktivnu i kapacitivnu komponentu, stoga se svakih pola ciklusa određeni dio energije vraća u mrežu, tzv. reaktivna snaga Q. 

Ova činjenica stvara probleme opskrbljivačima električnom energijom: generator je prisiljen isporučivati ​​punu snagu S u mrežu, koja se vraća generatoru, ali žice i dalje trebaju odgovarajući presjek za tu punu snagu, a naravno dolazi i do parazitskog zagrijavanja žice od jalove struje koja cirkulira naprijed-natrag... Ispostavilo se da je od generatora potrebna isporuka pune snage, od koje je neka u osnovi beskorisna.

U čisto aktivnom obliku generator elektrane bi mogao isporučiti puno više električne energije korisniku i za to je potrebno da faktor snage bude blizu jedinici, odnosno kao u čisto aktivnom opterećenju gdje je Cosphi = 1.

Kako bi osigurali takve uvjete, neka velika poduzeća instaliraju jedinice za kompenzaciju jalove snage, odnosno sustave zavojnica i kondenzatora koji se automatski spajaju paralelno s asinkronim motorima kada im se smanji faktor snage.

Ispada da jalova energija cirkulira između asinkronog motora i zadane instalacije, a ne između asinkronog motora i generatora u elektrani. Tako je faktor snage asinkronih motora gotovo 1.