Co je účiník (kosinus Phi)

Účiník fyzické osoby (kosinus fí) je následující. Jak víte, v obvodu střídavého proudu existují obecně tři typy zátěže nebo tři typy napájení (tři typy proudu, tři typy odporu). Aktivní P, reaktivní Q a celkový C výkon souvisí s aktivním r, reaktivním x a celkovým z odporu.

Z kurzu elektrotechniky je známo, že odpor se nazývá aktivní, ve kterém se při průchodu proudu uvolňuje teplo. Aktivní odpor je spojen se ztrátami činného výkonu dPnRovno druhé mocnině proudu násobeného odporem dPn = Az2r W

Reakce když jím protéká proud, nezpůsobuje žádné ztráty. Tento odpor je způsoben indukčností L a také kapacitou C.

Indukční a kapacitní odpor jsou dva typy reaktance a jsou vyjádřeny následujícími vzorci:

• reaktance nebo indukční odpor,

• kapacitní odpor nebo kapacita,

Pak x = xL — НС° С… Pokud je například v obvodu xL= 12 Ohm, xc = 7 Ohm, pak reaktance obvodu x = xL — NSc= 12 — 7 = 5 Ohm.

Rýže. 1. Ilustrace k vysvětlení podstaty kosinusu «phi»: a — obvod sériového zapojení r a L v obvodu střídavého proudu, b — trojúhelník odporu, c — trojúhelník výkonu, d — trojúhelník výkonu při různých hodnotách ​aktivního výkonu.

Impedance z zahrnuje odpor a reaktanci. Pro sériové zapojení r a L (obr. 1, a) je graficky znázorněn odporový trojúhelník.

Pokud se strany tohoto trojúhelníku vynásobí druhou mocninou stejného proudu, pak se poměr nezmění, ale nový trojúhelník bude kapacitní trojúhelník (obr. 1, c). Podívejte se na další podrobnosti zde — Trojúhelníky odporů, napětí a výkonů

Jak je vidět z trojúhelníku, ve střídavém obvodu se obecně vyskytují tři výkony: aktivní P, reaktivní Q a celkový S

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

Činný výkon lze nazvat pracovním výkonem, to znamená, že „hřeje“ (emise tepla), „svítí“ (elektrické osvětlení), „pohybuje se“ (pohony elektromotorem) atd. Měří se stejným způsobem jako konstantní výkon , ve wattech.

Rozvinutý činný výkonb zcela beze stopy se spotřebuje v přijímačích a vodičích rychlostí světla — téměř okamžitě. To je jeden z charakteristických rysů činného výkonu: kolik se vyrábí, tolik se spotřebuje.

Jalový výkon Q se nespotřebovává a představuje kmitání elektromagnetické energie v elektrickém obvodu.Tok energie ze zdroje do přijímače a naopak souvisí s tokem proudu vodiči a jelikož vodiče mají aktivní odpor, dochází v nich ke ztrátám.

Při jalovém výkonu se tedy nepracuje, ale dochází ke ztrátám, které při stejném činném výkonu čím větší, tím menší účiník (cosphi, kosinus «fí»).

Příklad. Určete ztrátový výkon ve vedení s odporem rl = 1 ohm, je-li jím přenášen výkon P = 10 kW při napětí 400 V jednou při cosphi1 = 0,5 a podruhé při cosphi2 = 0,9.

Odpovědět. Proud v prvním případě I1 = P / (Ucosphi1) = 10/(0,4•0,5) = 50 A.

Ztráta výkonu dP1 = Az12rl = 502•1 = 2500 W = 2,5 kW.

Ve druhém případě je proud Az1 = P / (Ucosphi2) = 10/(0,4•0,9) = 28 A.

Ztráta výkonu dP2 = Az22rl = 282•1 = 784 W = 0,784 kW, tzn. ve druhém případě je ztráta výkonu 2,5 / 0,784 = 3,2 krát menší jen proto, že hodnota cosfi je vyšší.

Výpočet jasně ukazuje, že čím vyšší je hodnota kosinusu «phi», tím nižší jsou energetické ztráty a tím méně je potřeba umístit neželezné kovy při instalaci nových instalací.

Zvětšením kosinu „phi“ máme tři hlavní cíle:

1) úspora elektrické energie,

2) úspora neželezných kovů,

3) maximální využití instalovaného výkonu generátorů, transformátorů a obecně střídavých motorů.

Poslední okolnost potvrzuje fakt, že např. ze stejného transformátoru lze získat čím více činného výkonu, tím větší hodnotu uživatelů cosfi.Takže z transformátoru se jmenovitým výkonem Sn= 1000 kVa při cosfi1 = 0,7 můžete získat činný výkon P1 = Снcosfie1 = 1000 • 0,7 = 700 kW a při cosfi2 = 0,95 R2 = Сncosfi2 = 09505 • kW.

V obou případech bude transformátor plně zatížen na 1000 kVA. Indukční motory a transformátory pod zatížením jsou příčinou nízkého účiníku v továrnách. Například indukční motor při volnoběžných otáčkách má cosfixx přibližně rovný 0,2, zatímco při zatížení jmenovitým výkonem sfin = 0,85.

Pro větší názornost zvažte přibližný výkonový trojúhelník pro indukční motor (obr. 1, d). Při chodu naprázdno spotřebovává indukční motor jalový výkon přibližně rovnající se 30 % jmenovitého výkonu, zatímco spotřebovaný činný výkon je v tomto případě asi 15 %. Proto je účiník velmi nízký. S rostoucí zátěží se zvyšuje činný výkon a jalový výkon se nepatrně mění, a proto se zvyšuje cosfi. Přečtěte si o tom více zde: Účiník pohonu

Hlavní činností, která zvyšuje hodnotu cosfi, je provoz na plnou výrobní kapacitu. V tomto případě budou asynchronní motory pracovat s účiníky blízkými jmenovitým hodnotám.

Činnosti ke zlepšení účiníku jsou rozděleny do dvou hlavních skupin:

1) nevyžaduje instalaci kompenzačních zařízení a vhodné ve všech případech (přirozené metody);

2) související s používáním kompenzačních zařízení (umělé metody).

Kondenzační jednotka pro zvýšení účiníku

Mezi činnosti první skupiny podle aktuálních směrnic patří racionalizace technologického procesu vedoucí ke zlepšení energetického režimu zařízení a zvýšení účiníku. Stejná opatření zahrnují použití synchronních motorů místo některých asynchronních (pro zvýšení účinnosti se doporučuje instalace synchronních motorů místo asynchronních).

Přečtěte si také na toto téma: AC napájení a ztráty napájení