РСП – Ваш надежный дистрибьютор электронных компонентов.

Каталог

Курс ЦБ РФ
(22.01.2021)

$1 = 73.37 руб.
€1 = 88.97 руб.

Коэффициент мощности

Дата: 06.02.2015

Содержание:
1.    Разница между ВА и Вт;
2.    Определение реактивной мощности (ВАР);
3.    Графическое представление реальной мощности, реактивной мощности, полной мощности и коэффициента мощности.

1.    Разница между ВА и Вт
Цель этой статьи прояснить распространенное заблуждение об измерении мощности в схемах переменного тока (AC). Большинство людей с опытом в электронике слышали, что мощность равна ампер умножить на вольт. Это всегда верно для схем постоянного тока (DC), но ситуация более сложная для цепей переменного тока. Если нагрузка переменного тока является чисто резистивной, например, лампы накаливания или обогреватели без вентиляторов, то мощность действительно результат умножения вольт (напряжения) на ампер (ток).
Тем не менее, когда мы говорим о переменном токе, есть три типа «мощности»:
А. Полная мощность, которая является результатом перемножения среднеквадратического напряжения (В) и среднеквадратического тока (А) (ВА, вольт-ампер);
В. Активная мощность, которая является средним во времени мгновенным значением напряжения на ток (Вт).
С. Реактивная мощность, которая является средним во времени мгновенным значением напряжения на ток, с током сдвинутым по фазе на 90 градусов (ВА реактивный).
Полную мощность измерить проще всего; это то, что вы получаете, когда измеряете среднеквадратическое значение напряжение с одного измерителя и среднеквадратического значения тока с другого измерителя и перемножаете эти измерения между собой.

P = V x A = VA
Уравнение 1. Полная Мощность

Измерения должны быть сделаны с «реальными среднеквадратическими» измерителями. К сожалению, это не отражает активную мощность, потребляемую в «реактивной» нагрузке, такой как двигатель. Например, скважинный насос потребляет 120 В и 6 A. Казалось бы, это значит, что используется в общем:

P = 120 (В) * 6 (А) = 720 Вт.
Уравнение 2. Неправильный расчет активной мощности

Однако, это только расчет полной мощности, которая реально измеряется в ВА и не равна активной потребляемой мощности. Также скважинный насос имеет коэффициент мощности (КМ) связанный с ней. КМ это отношение реальной мощности к полной мощности.

КМ = Реальная мощность/ Полную Мощность.
Уравнение 3. Коэффициент мощности

Насос имеет некоторую индуктивную составляющую в результате чего во время его работы, полная мощность (ВА) превышает активную мощность (Вт). Для измерения активной мощности требуется использование специальных инструментов. Существует старый способ измерения с помощью электродинамического ваттметра, который может измерять активную мощность; современный эквивалент это измеритель мощности Fluke модель 41, например. Измеритель может выполнять измерения с погрешностью в несколько процентов из-за использования токовых клещей.
Fluke 41 также измеряет «коэффициент мощности» (КМ), как активную мощность поделенную на полную мощность. Если КМ скважинного насоса равен 0.8, то это может быть использовано для расчета реальной мощности:

P = 120 В x 6 A x 0.8 = 576 Вт
Уравнение 4. Правильный расчет активной мощности.

Уравнение для правильного расчета активной мощности в схемах переменного тока:
 

P = U (В) x I (A) x КМ = Вт
Уравнение 5. Активная мощность

Коэффициент мощности используется для вычисления активной мощности. Активная мощность всегда выражается в Вт, а полная мощность выражается в ВА.
Важным является то, что мощность, потребляемая инвертером от батареи пропорциональна активной мощности отдаваемой в нагрузку, а не полной мощности. Два отдельных измерителя (измеряющих напряжение и ток) не могут измерить активную мощность если нагрузка не чисто резистивная.

2.    Определение реактивной мощности (Вольт-ампер-реактивный)
Нагрузки индуктивного типа, такие как двигатели, могут потреблять больше полной мощности, чем действующая активная мощность. Дополнительный компонент называется реактивная мощность. Реактивная мощность обоснована наличием индуктивной составляющей, которая вызывает фазовый сдвиг между кривыми напряжения и тока. Этот фазовый сдвиг между напряжением и током уменьшает перекрытие между двумя кривыми и фактически доставляет меньше мощности к нагрузке.
Смотри рисунок 1.


3. Активная и реактивная мощность связаны как векторы, показанные на рисунке ниже. Полная мощность есть квадратный корень из суммы квадратов реактивной и активной мощности.

Рисунок 2.
Отношение между тремя типами мощности.
Векторный график выше показывает компоненты потребляемой мощности. Компонент «ВАР» представляет собой реактивную составляющую мощности, в то время как компонент «Вт» представляет активную мощность. Их векторное перемножение представляет полную мощность, ВА.
Угол между осью активной мощности (по горизонтали) и вектором полной мощности это Θ (тета). Косинус угла тета равен коэффициенту мощности, как это определено в уравнении 3. Часто, производители электрооборудования представляют коэффициент мощности как Cos (Θ).
Таким образом, когда инвертор работает на нагрузку с коэффициентом мощности менее 1, мощность преобразователя фактически снижается.
Если инвертер мощностью 5000 ВА подключен к нагрузке 5000 ВА с коэффициентом мощности 0.8, то активная мощность на выходе инвертора всего 4000 Вт. В этом случае, мощность инвертера полностью используется, и батареи будут отдавать 4000 Вт активной мощности, а не 5000 Вт.
Уменьшение эффективности это плата, связанная с низким коэффициентом мощности нагрузки.

Назад к списку новостей

Каталог

Наши контакты

Телефон/факс:
(+7 495) 380-08-39

Адрес: 127287, г. Москва,
ул. 2-я Хуторская, д.29, стр.1, пом. №18

Карта проезда

«RSSP» © 2018
Яндекс.Метрика