Účiník indukčního motoru — na čem závisí a jak se mění
Na typovém štítku (údajovém štítku) každého indukčního motoru je kromě jiných provozních parametrů uveden jeho parametr jako cosine phi — cosfi… Kosinus phi se také nazývá účiník indukčního motoru.
Proč se tento parametr nazývá cos phi a jak souvisí s výkonem? Všechno je docela jednoduché: phi je fázový rozdíl mezi proudem a napětím, a pokud vykreslíte graf aktivního, jalového a celkového výkonu, ke kterému dochází při provozu indukčního motoru (transformátor, indukční pec atd.), ukáže se, že poměr činného výkonu na plný výkon — to je kosinus phi — Cosphi, nebo jinými slovy — účiník.
Při jmenovitém napájecím napětí a při jmenovitém zatížení hřídele indukčního motoru se kosinus fí neboli účiník jednoduše rovná hodnotě na typovém štítku.
Například pro motor AIR71A2U2 bude účiník 0,8 při zatížení hřídele 0,75 kW.Účinnost tohoto motoru je ale 79 %, proto činný výkon spotřebovaný motorem při jmenovitém zatížení hřídele bude více než 0,75 kW, konkrétně 0,75 / Účinnost = 0,75 / 0,79 = 0,95 kW.
Nicméně při jmenovitém zatížení hřídele je výkonový parametr nebo Cosphi přesně vztažen k energii spotřebované sítí. To znamená, že celkový výkon tohoto motoru bude roven S = 0,95 / Cosfi = 1,187 (KVA). Kde P = 0,95 je činný výkon spotřebovaný motorem.
V tomto případě souvisí účiník neboli Cosphi se zatížením hřídele motoru, protože při různém mechanickém výkonu hřídele se bude lišit i aktivní složka proudu statoru. Takže v klidovém režimu, to znamená, když není nic připojeno k hřídeli, účiník motoru zpravidla nepřekročí 0,2.
Pokud se zatížení hřídele začne zvyšovat, pak se zvýší i aktivní složka proudu statoru, tudíž se zvýší účiník a při zatížení blízkém jmenovitému bude přibližně 0,8 — 0,9.
Pokud se nyní zatížení stále zvyšuje, to znamená, že zatížení hřídele nad jmenovitou hodnotu, rotor se zpomalí, zvýší skluz s, začne přispívat indukční odpor rotoru a účiník se začne snižovat.
Pokud motor po určitou část provozní doby běží naprázdno, můžete se uchýlit ke snížení použitého napětí, například přepnutím z trojúhelníku na hvězdu, pak se fázové napětí vinutí sníží o odmocninu 3krát , indukční složka z volnoběžného rotoru se sníží a aktivní složka ve vinutí statoru se mírně zvýší. Účiník se tedy mírně zvýší.
Systémy poháněné střídavým proudem, jako jsou asynchronní motory, mají v zásadě vždy kromě aktivní, indukční a kapacitní složky, proto se každý půlcyklus vrací určitá část energie zpět do sítě, tzv. jalový výkon Q.
Tento fakt dělá problémy dodavatelům elektřiny: generátor je nucen dodávat do sítě plný výkon S, který se vrací do generátoru, ale vodiče ještě potřebují vhodný průřez pro tento plný výkon a samozřejmě dochází k parazitnímu ohřevu el. dráty z jalového proudu kolující tam a zpět... Ukazuje se, že generátor je povinen dodávat plný výkon, z nichž některé jsou v podstatě k ničemu.
V čistě aktivní formě by generátor elektrárny mohl dodat uživateli mnohem více elektřiny a k tomu je nutné, aby se účiník blížil jednotce, tedy jako u čistě aktivní zátěže, kde Cosphi = 1.
K zajištění takových podmínek instalují některé velké podniky kompenzační jednotky jalového výkonu, tedy soustavy cívek a kondenzátorů, které se automaticky zapojují paralelně s asynchronními motory při poklesu jejich účiníku.
Ukazuje se, že jalová energie cirkuluje mezi indukčním motorem a danou instalací, nikoli mezi indukčním motorem a generátorem v elektrárně. Tím se účiník asynchronních motorů dostane téměř na 1.