三相Electrtical电机,功率因数与电感负载
电感负载和功率因素与电机三相电机。
交流电力系统的功率因数定义为比例活跃的(真或实际)的权力来视在功率,在那里
- 活动(真实的或真正的)力量以瓦(W),是由系统的电阻做有用的工作
- 视在功率以伏安(弗吉尼亚州),交流系统的电压乘以所有流动的电流。这是矢量和的活跃的和无功功率
- 无功功率在伏安测量反应性(VAR)。无功功率存储和放电的感应电机、变压器和螺线管
所需的无功功率是一个电动马达的磁化,但不执行任何工作。电感负载所需的无功功率增加了大量的视在功率,电力供应商的要求供应网格分布系统。
增加无功和视在功率会降低功率因数-PF。
功率因数
通常定义的功率因数PF——余弦电压和电流之间的相位角,或者“cosφ”:
PF = cosφ
在哪里
PF =功率因数
φ=电压和电流之间的相位角
IEEE和IEC定义的功率因数之间的比率活跃的(真正的)力量——视在功率,一般可以表示为:
PF = P / S(1)
在哪里
PF=功率因数
P=活跃(真或实际)功率(瓦特)
S =视在功率(VA,伏安培)
低功率因数的结果归纳负荷变压器和电动机等。与电阻负载创建热通过使用千瓦,电感负载需要电流产生的磁场来产生所需的工作。
功率因数是一个重要的测量电力交流系统原因
- 总功率因数小于1表明,电力供应商需要提供比实际需要更多的发电能力
- 当前波形失真,有利于降低功率因数是由电压波形畸变,在三相系统的中性电缆过热
等国际标准IEC 61000-3-2建立了控制电流波形畸变,引入限制电流谐波的振幅。
例子——功率因数
一个工厂了200年,一个在400 VUPS电源变压器和备份是评级400 Vx200 = 80 kVA。
如果功率因数-PF——加载的0.7——只有
80 kVA×0.7
=56千瓦
真正的权力是被系统。如果功率因数接近于1(纯电阻电路)的供应系统变压器、电缆、开关装置和UPS可以相当小。
- 任何功率因数小于1意味着电路的布线必须携带更多的电流比是什么必要的零电抗电路中提供相同数量的电阻负载(真正的)力量。
导体横截面与功率因数
所需的功率因数较低的导体的横截面面积:
| 功率因数 | 1 | 0.9 | 0.8 | 0.7 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | 0.3 |
| 横截面 | 1 | 1.2 | 1.6 | 2.04 | 2.8 | 4.0 | 6.3 | 11.1 |
低功率因数是昂贵和低效的和一些公用事业公司可能会收取额外的费用,当功率因数小于0.95。一个低功率因数将减少电力系统的分销能力通过增加电流,导致电压下降。
“领导”或“落后”权力因素
功率因数是通常表示为“领先”或“落后”显示相角的符号。
- 纯电阻负载的电流和电压极性变化步骤和功率因数1。电能在一个方向流动通过网络在每一个周期。
- 电感负载变压器,马达和伤口线圈——消耗无功功率与电流和电压波形滞后。
- 电容性负载-电容器银行或埋电缆产生的无功功率与当前阶段主要的电压。
电感和电容性负载能量存储在磁场或电场在设备部分的交流周期。能量返回到电源在其余的周期。
在主要归纳加载系统中,通常与许多工厂电机——滞后电压补偿电容器银行。
三相电动机的功率因数
一个感应装置所需的总功率电动机或类似的由
- 活跃的(真或实际)功率(千瓦,千瓦)
- 无功功率——非职业磁化电流造成的权力,要求操作设备(以千乏,千乏)
三相电动机的功率因数可以表示为:
PF=P / ((3)1/2你我)(2)
在哪里
PF=功率因数
P =权力应用(W,瓦)
U=电压(V)
我=电流(安培)
或者:
P = (3)1/2我U PF
=(3)1/2我因为φ(2 b)
U, l和cosφ通常电动机铭牌上引用。
典型的电机功率因素
| 权力 (hp) |
速度 (转) |
功率因数(因为φ) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 卸载 | 1/4的负载 | 1/2负载 | 3/4的负载 | 满载 | ||
| 0 - 5 | 1800年 | 0.15 - 0.20 | 0.5 - 0.6 | 0.72 | 0.82 | 0.84 |
| 5 - 20 | 1800年 | 0.15 - 0.20 | 0.5 - 0.6 | 0.74 | 0.84 | 0.86 |
| 20 - 100 | 1800年 | 0.15 - 0.20 | 0.5 - 0.6 | 0.79 | 0.86 | 0.89 |
| 100 - 300 | 1800年 | 0.15 - 0.20 | 0.5 - 0.6 | 0.81 | 0.88 | 0.91 |
- 1惠普= 745.7 W
功率因数的行业
典型un-improved权力因素:
| 行业 | 功率因数 |
|---|---|
| 啤酒厂 | 75 - 80 |
| 水泥 | 75 - 80 |
| 化学 | 65 - 75 |
| 电化学 | 65 - 75 |
| 铸造 | 75 - 80 |
| 锻造 | 70 - 80 |
| 医院 | 75 - 80 |
| 制造、机器 | 60 - 65 |
| 制造、涂料 | 65 - 70 |
| 金属加工 | 65 - 70 |
| 矿山、煤炭 | 65 - 80 |
| 办公室 | 80 - 90 |
| 泵油 | 40 - 60 |
| 塑料的生产 | 75 - 80 |
| 冲压 | 60 - 70 |
| 钢铁厂 | 65 - 80 |
| 纺织品 | 35 - 60 |
功率因数校正的好处
- 低功率因数降低电费,避免公用电力公司的处罚
- 增加系统容量,可以添加额外的负载系统过载的情况下
- 改善系统运行特性,降低线损,由于更少的电流
- 改善系统运行特性的电压,避免过度的电压降
功率因数校正电容器
| 电容器校正因子 | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 功率因数之前改进(cosΦ) | 功率因数后改进(cosΦ) | ||||||||||
| 1.0 | 0.99 | 0.98 | 0.97 | 0.96 | 0.95 | 0.94 | 0.93 | 0.92 | 0.91 | 0.90 | |
| 0.50 | 1.73 | 1.59 | 1.53 | 1.48 | 1.44 | 1.40 | 1.37 | 1.34 | 1.30 | 1.28 | 1.25 |
| 0.55 | 1.52 | 1.38 | 1.32 | 1.28 | 1.23 | 1.19 | 1.16 | 1.12 | 1.09 | 1.06 | 1.04 |
| 0.60 | 1.33 | 1.19 | 1.13 | 1.08 | 1.04 | 1.01 | 0.97 | 0.94 | 0.91 | 0.88 | 0.85 |
| 0.65 | 1.17 | 1.03 | 0.97 | 0.92 | 0.88 | 0.84 | 0.81 | 0.77 | 0.74 | 0.71 | 0.69 |
| 0.70 | 1.02 | 0.88 | 0.81 | 0.77 | 0.73 | 0.69 | 0.66 | 0.62 | 0.59 | 0.56 | 0.54 |
| 0.75 | 0.88 | 0.74 | 0.67 | 0.63 | 0.58 | 0.55 | 0.52 | 0.49 | 0.45 | 0.43 | 0.40 |
| 0.80 | 0.75 | 0.61 | 0.54 | 0.50 | 0.46 | 0.42 | 0.39 | 0.35 | 0.32 | 0.29 | 0.27 |
| 0.85 | 0.62 | 0.48 | 0.42 | 0.37 | 0.33 | 0.29 | 0.26 | 0.22 | 0.19 | 0.16 | 0.14 |
| 0.90 | 0.48 | 0.34 | 0.28 | 0.23 | 0.19 | 0.16 | 0.12 | 0.09 | 0.06 | 0.02 | |
| 0.91 | 0.45 | 0.31 | 0.25 | 0.21 | 0.16 | 0.13 | 0.09 | 0.06 | 0.02 | ||
| 0.92 | 0.43 | 0.28 | 0.22 | 0.18 | 0.13 | 0.10 | 0.06 | 0.03 | |||
| 0.93 | 0.40 | 0.25 | 0.19 | 0.15 | 0.10 | 0.07 | 0.03 | ||||
| 0.94 | 0.36 | 0.22 | 0.16 | 0.11 | 0.07 | 0.04 | |||||
| 0.95 | 0.33 | 0.18 | 0.12 | 0.08 | 0.04 | ||||||
| 0.96 | 0.29 | 0.15 | 0.09 | 0.04 | |||||||
| 0.97 | 0.25 | 0.11 | 0.05 | ||||||||
| 0.98 | 0.20 | 0.06 | |||||||||
| 0.99 | 0.14 | ||||||||||
例子——改善与电容器的功率因数
一个电机与权力150千瓦功率因数改善之前吗cosΦ= 0.75。
改进后所需的功率因数cosΦ= 0.96——电容器校正因子0.58。
所需的千乏能力可以计算
C = 0.58(150千瓦)
=87年千乏
建议评级T-Frame NEMA B类汽车电容器
建议尺寸所需的千乏单位修正大约95%的感应电动机功率因数。
| 感应电机功率 (HP) |
名义上的电动机转速(rpm) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 3600年 | 1800年 | 1200年 | ||||
| 电容器评级 (千乏) |
减少线电流 (%) |
电容器评级 (千乏) |
减少线电流 (%) |
电容器评级 (千乏) |
减少线电流 (%) |
|
| 3 | 1.5 | 14 | 1.5 | 23 | 2.5 | 28 |
| 5 | 2 | 14 | 2.5 | 22 | 3 | 26 |
| 7.5 | 2.5 | 14 | 3 | 20. | 4 | 21 |
| 10 | 4 | 14 | 4 | 18 | 5 | 21 |
| 15 | 5 | 12 | 5 | 18 | 6 | 20. |
| 20. | 6 | 12 | 6 | 17 | 7.5 | 19 |
| 25 | 7.5 | 12 | 7.5 | 17 | 8 | 19 |
| 30. | 8 | 11 | 8 | 16 | 10 | 19 |
| 40 | 12 | 12 | 13 | 15 | 16 | 19 |
| 50 | 15 | 12 | 18 | 15 | 20. | 19 |
| 60 | 18 | 12 | 21 | 14 | 22.5 | 17 |
| 75年 | 20. | 12 | 23 | 14 | 25 | 15 |
| One hundred. | 22.5 | 11 | 30. | 14 | 30. | 12 |
| 125年 | 25 | 10 | 36 | 12 | 35 | 12 |
| 150年 | 30. | 10 | 42 | 12 | 40 | 12 |
| 200年 | 35 | 10 | 50 | 11 | 50 | 10 |
| 250年 | 40 | 11 | 60 | 10 | 62.5 | 10 |
| 300年 | 45 | 11 | 68年 | 10 | 75年 | 12 |
| 350年 | 50 | 12 | 75年 | 8 | 90年 | 12 |
| 400年 | 75年 | 10 | 80年 | 8 | One hundred. | 12 |
| 450年 | 80年 | 8 | 90年 | 8 | 120年 | 10 |
| 500年 | One hundred. | 8 | 120年 | 9 | 150年 | 12 |