2.4 Коефіцієнт потужності та його економічне значення (cos j)

Коефіцієнт потужності (cos j) показує, яка частка всієї електроенергії у колі перетворюється в інші види енергії (рис. 2.14).

[Вт]; (2.17)

; (2.18)

; ; ; (2.19)

. (2.20)

Рисунок 2.14 – Трикутник потужностей для визначення cos j

Чим вищий cosj, тим при менших значеннях струмів у колі може бути виконано перетворення електричної енергії в інші види енергії. Підвищення cosj приводить до економії електроенергії.

Коефіцієнт потужності cosj характеризує ступінь використання електричної енергії, тому дуже важливим є питання збільшення cosj. Підвищення cosj можливе на малопотужних підприємствах шляхом уключення паралельно до індуктивного, ще і ємнісного навантаження.

Підвищення cos j у промислових установах здійснюється так:

1. Зводять до мінімуму роботу електрообладнання на холостому ходу або його роботу з недовантаженням.

2. Обмежують застосування електрообладнання з великою реактивною потужністю.

3. Установлюють батареї конденсаторів або реактивні компенсатори (збільшують Qc).

3 Трифазні електричні ланцюги

3.1 Загальні поняття.

3.2 Режими роботи трифазних приймачів, з’єднаних за схемами «зірка» та «трикутник».

3.3 Потужність у трифазних ланцюгах.

3.1 Загальні поняття

У техніці, крім однофазних електричних кіл, широко застосовуються багатофазні кола.

Із багатофазних систем найпоширенішою є трифазна симетрична система, в якій діють три змінні ЕРС, що мають одинакові частоту й амплітуду та зсунуті між собою за фазою на кут 120° (третину періоду). Три струми, зумовлені діями зазначених ЕРС, утворюють систему трифазного змінного струму.

Основні переваги трифазного струму над однофазним:

– трифазні генератори, електродвигуни і трансформатори на ту ж потужність компактніші, легші й дешевші у виготовленні, ніж однофазні (вимагають менше міді та сталі для виготовлення);

– забезпечується можливість мати у споживача напругу двох різних значень (лінійна й фазна ), яка відрізняється в рази;

– значною мірою економлять кольоровий метал (мідь, алюміній та сталь) у провідниках електричних мереж (до 30%);

– трифазною системою електричних струмів легко створюється обертове магнітне поле, яке використовується в найбільш простих, дешевих і надійних у роботі трифазних асинхронних електродвигунах та інших електричних машинах.

3.1.1 Утворення трифазного струму

Джерелом трифазного струму є генератор. Модель генератора трифазного струму зображена таким чином (рис. 3.1):

Рисунок 3.1 – Модель генератора трифазного струму

Електромагніт з полюсами N-S створює магнітне поле. При обертанні циліндра з котушками в магнітному полі в усіх трьох котушках індукуються ЕРС, однакові за амплітудою і частотою, але зсунуті між собою за фазою на 120 .

Хвильова діаграма всіх ЕРС зображена на рисунку 3.2.

Рисунок 3.2 – Хвильова діаграма всіх ЕРС

Порядок, у якому ЕРС проходить через максимум, називають порядком черговості фаз. Цей порядок визначено стандартом А-В-С. Зворотний порядок (А-С-В) не допустимий, оскільки це може призвести до аварій (асинхронні двигуни обертаються в зворотному напрямку).

Якщо початкову фазу ЕРС прийняти рівною нулю, то миттєві значення ЕРС можна записати так:

;

; (3.1)

,