Sin фи в электротехнике формула: Sin фи в электротехнике

Sin фи в электротехнике

Ток в цепи рис. Решение Напряжение на активном сопротивлении совладает по фазе с током:. Напряжение на индуктивности опережает по фазе ток на 90 0 :. Определить активное, индуктивное и полное сопротивления катушки из медного провода электромагнитного устройства реле, электромагнита и т. Кривая намагничивания ферромагнитного материала магнитопровода В Н изображена на рис.

Поиск данных по Вашему запросу:

Sin фи в электротехнике

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Коэффициент мощности, что это такое?
• Косинус фи, тангенс фи
• Прибор для измерения коэффициента мощности (cos фи) нагрузки
• Коэффициент мощности, косинус «фи». Косинус фи это
• Коэффициент мощности косинус фи — наглядное объяснение простыми словами.
• Увеличение косинуса фи
• Коэффициент мощности
• Электрические цепи переменного тока

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Косинус Фи.

Коэффициент мощности, что это такое?

Hey there! Thanks for dropping by Королев Александр! Take a look around and grab the RSS feed to stay updated. See you around! Мощность электрическая мощность — физическая и техническая величина в цепях электрического тока.

В цепях переменного тока произведение эффективных значений напряжения U и тока I определяет полную мощность, при учете фазового сдвига между током и напряжением — активную и реактивную составляющие мощности, а также коэффициент мощности. Нагрузка — сумма мощностей единиц оборудования. Мощность полная — вычисляемое значение или результат измерений , необходимое для определения, например, параметров электрических генераторов. Значение полной мощности в цепи переменного тока есть произведение эффективных значений тока и напряжения.

В принципе, работа электрического оборудования основана на преобразовании электрической энергии в другие формы энергии. Измеряется в Вт W, — ваттах. Иными словами, это та часть входной мощности, которая превращается в выходную мощность. В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока, активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи.

Вся входная мощность, к примеру, полная мощность, должна быть превращена в полезную выходную мощность, указывающуюся как активная мощность, например, реальная выходная мощность мотора.

Мощность активная — физическая и техническая величина, характеризующая полезную электрическую мощность. Мощность активная является активно действующей мощностью, то есть мощностью, вызывающей воздействие на электрооборудование, например, нагрев, механические усилия.

При произвольной нагрузке в цепи переменного тока действует активная составляющая тока, иначе говоря, часть полной мощности, определяемая коэффициентом мощности, является полезной используемой.

Реактивная мощность измеряется в варах [Var — вольт амперная реактивность]. Реактивная мощность, потребляемая в электрических сетях, вызывает дополнительные активные потери на покрытие которых расходуется энергия на электростанциях и потери напряжения ухудшающие условия регулирования напряжения.

Реактивная мощность потребляется индуктивной нагрузкой электродвигателями переменного тока, трансформаторами. В некоторых электрических установках реактивная мощность может быть значительно больше активной мощности. Это приводит к появлению больших реактивных токов и вызывает перегрузку источников тока. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности.

Электрическое оборудование работает по принципу превращения электромагнитной энергии например, электромоторы, трансформаторы. Часть входной мощности расходуется на создание и поддержание магнитного поля. Эта часть энергии — магнитная реверсионная энергия.

Она не может быть превращена в активную мощность и возвращается в электросеть при изменениях магнитного поля. То же количество энергии будет снова поглощено сетью и затребовано для следующего изменения магнитного поля. Мощность реактивная — электрическая мощность, которой обмениваются между собой генератор и нагрузка при создании и исчезновении электромагнитного и электростатического полей. Реактивная мощность является составляющей полной мощности, характеризующей коэффициентом реактивности.

Наибольшее значение коэффициента мощности равно 1. Коэффициент мощности может отличаться от 1 и в цепях с чисто активными сопротивлениями, если в них содержатся нелинейные участки. В этом случае коэффициент мощности уменьшается вследствие искажения формы кривых напряжения и тока. Коэффициент мощности электрической цепи — это косинус фазового угла между основаниями кривых напряжения и тока.

Согласно другому определению, коэффициент мощности — это соотношение активной и полной энергий. Коэффициент мощности — комплексный показатель, характеризующий линейные и нелинейные искажения, вносимые нагрузкой в электросеть. В электротехнической промышленности принято мощность большинства потребителей определять в Ваттах. Если потребитель активный чайник, лампа накаливания, ТЭН , то другой информации о нем не требуется, на таких потребителях пишут как правило номинальную мощность в Ваттах, номинальное напряжение и все.

Может появиться вопрос, почему же на генераторах трансформаторах указывается мощность в ВА вольт-амперах? А как ее еще указать? Допустим, что на шильдике трансформатора указана мощность кВт. Это должно значить, что, если я подцеплю кучу ТЭНов к данному трансформатору, то мощность, отдаваемая трансформатором в ТЭНы в номинальном режиме работы трансформатора не может превышать кВт. Вроде все сходится. А если я захочу нагрузить трансформатор катушкой индуктивности? И данный трансформатор будет отдавать мощность уже кВА?

Тогда надпись на шильдике кВт будет уже не правомерной. Поэтому, мощность генераторов трансформаторов может определяться только в полной мощности в нашем случае кВА , а как ты ее полную мощность будешь использовать — твое дело. Для комментария используется ваша учётная запись WordPress. Для комментария используется ваша учётная запись Google. Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Для комментария используется ваша учётная запись Facebook.

Уведомлять меня о новых комментариях по почте. Уведомлять меня о новых записях по почте. Королев Александр интересные заметки из жизни технаря. Номинальная мощность пояснение специалиста В электротехнической промышленности принято мощность большинства потребителей определять в Ваттах. Share this: Twitter Facebook. Понравилось это: Нравится Загрузка Метки: ЭС. Comments RSS feed. Добавить комментарий Отменить ответ Введите свой комментарий Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:.

E-mail обязательно Адрес никогда не будет опубликован. Имя обязательно. Страницы About Игры On-Line. Блог на WordPress. Политика конфиденциальности и использования файлов сookie: Этот сайт использует файлы cookie.

Продолжая пользоваться сайтом, вы соглашаетесь с их использованием. Дополнительную информацию, в том числе об управлении файлами cookie, можно найти здесь: Политика использования файлов cookie.

Косинус фи, тангенс фи

При недозагрузке электродвигателя потребляемая им активная мощность уменьшается пропорционально нагрузке. В то же время реактивная мощность изменяется меньше. Поэтому чем меньше нагрузка двигателя, тем с меньшим коэффициентом мощности он работает. Так, например, асинхронный двигатель в кВт при оборотах в минуту имеет «косинус фи», равный при полной нагрузке 0, Двигатели, работающие вхолостую, имеют «косинус фи», равный от 0,1 до 0,3 в зависимости от типа, мощности и скорости вращения.

Коэффициент мощности (косинус «фи») представляет собой Q = U*I/Sin(fi) Отсюда возникает вопрос: зачем на мощных электротехнических.

Прибор для измерения коэффициента мощности (cos фи) нагрузки

А косинус фи является коэффициентом мощности. При емкостной нагрузке ток будет опережать напряжение, а при индуктивной — отставать. Если в цепь поставить идеальную индуктивность, то угол между током I и напряжением U будет составлять 90 электрических градусов. В приведенном примере понятие коэффициента мощности возникает из-за индуктивной нагрузки. На практике чисто индуктивная нагрузка невозможна, обязательно присутствует какое-то активное сопротивление, то есть нужно рассматривать смешанную нагрузку. Коэффициент мощности — это отношение активной мощности P к полной S , и формула принимает вид:. Рассмотрим пример, допустим, нам необходимо передать активную мощность Вт, то есть при активной нагрузке действующее значение напряжения будет равно В, а ток — 1,5А. Для осуществления передачи той же мощности, но при косинус фи 0,8 смешанной нагрузке ток в цепи возрастет , а если протекает больший ток, то будет нагрев, и, возможно, необходимо сделать выбор провода с большим сечением. Ваше имя: Комментарий:. Коэффициент мощности — косинус фи.

Коэффициент мощности, косинус «фи». Косинус фи это

ТОЭ прошу помочь с решением. Определить показание вольтметра V2-? Задача ТОЭ Сомневаюсь, что правильно решаю. Тесты по ТОЭ Здравствуйте.

Дата публикации: 25 апреля

Коэффициент мощности косинус фи — наглядное объяснение простыми словами.

Второе понятие используют в случае синусоидальных тока и напряжения, и только в этом случае оба понятия эквивалентны. Коэффициент мощности равен отношению потребляемой электроприёмником активной мощности к полной мощности. Активная мощность расходуется на совершение работы. Иными словами, она равна корню квадратному из суммы квадратов активной и реактивной мощностей. В общем случае полную мощность можно определить как произведение действующих среднеквадратических значений тока и напряжения в цепи.

Увеличение косинуса фи

Однако люди далекие от электротехники и позабывшие школьные уроки физики, не совсем понимают, что же означает данный параметр и зачем он вообще нужен. Давайте рассмотрим и объясним этот косинус, как можно более простыми словами, исключая всякие непонятные научные определения, типа электромагнитная индукция. В двух словах про него конечно не расскажешь, а вот в трех можно попробовать. Предположим перед вами есть 2 проводника. Один из этих проводников имеет потенциал. Не суть важно какой именно — отрицательный минус или положительный плюс.

Косинус фи в электротехнике — это. . то отрицательным; величина sin φ для значений φ от 0 до плюс 90° является положительной величиной.

Коэффициент мощности

Sin фи в электротехнике

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео.

Электрические цепи переменного тока

Коэффициент мощности около единицы означает, что реактивная мощность мала в сравнении с активной, а низкое значение коэффициента указывает на противоположное. Векторная диаграмма мощности — полезный инструмент, выводимый непосредственно из истинной диаграммы вращающихся векторов токов и напряжений следующим образом:. Напряжения энергосистемы принимаются в качестве исходных величин, и рассматривается только одна фаза, исходя из предположения о симметричной трехфазной нагрузке. Следовательно, умноженные на 3, указанные выше значения кВт, квар и кВА на фазу могут удобно представлять взаимосвязь кВА, кВт, квар и коэффициента мощности для общей трехфазной нагрузки, как показано на рис. Персональные инструменты Создать учётную запись Представиться системе. Просмотры Статья Обсуждение Просмотр История.

Коэффициент мощности для трехфазного электродвигателя. На шильдиках многих электромоторов электродвигателей и др.

Передача электрической энергии неизбежно сопровождается потерями. Часть мощности рассеивается при прохождении тока по линии электропередач, проводам и кабелям: любой провод имеет ненулевое активное сопротивление. Часть электрической мощности, пришедшая к потребителю, используется для совершения полезной работы и тепловое рассеяние на нагрузке у потребителя. Но не вся дошедшая до потребителя мощность к нему попадает. В чем причина, и куда девается остальная электроэнергия?

Физическая сущность коэффициента мощности косинуса «фи» заключается в следующем. Как известно, в цепи переменного тока в общем случае имеются три вида нагрузки или три вида мощности три вида тока, три вида сопротивлений. Активная Р, реактивная Q и полная S мощности соответственно ассоциируются с активным к, реактивным х и полным z сопротивлениями. Из курса электротехники известно, что активным называется сопротивление, в котором при прохождении тока выделяется тепло.

Синус фи в электротехнике это

Содержание

1. Математически cos φ
2. Повышение коэффициента мощности
3. Повышение cos φ преследует 3 основные задачи:
4. Основные способы коррекции cos φ
5. Косинус угла в электротехнике
6. Размерности. Что в чём измеряется
7. А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру?
8. Подписывайся, и читай статью дальше:
9. Минусы и плюсы наличия реактивной составляющей
10. Как компенсируют реактивную составляющую мощности?
11. Отрицательный косинус
12. Гармоники питающего напряжения
13. PF или DPF?
14. Измерения на предприятии
15. Анализ полученных результатов обследования
16. Рекомендации по уменьшению гармонических составляющих питающего напряжения
17. Рекомендации по выбору компенсирующих устройств реактивной мощности

Коэффициент мощности (cos φ, косинус фи ), полная (кажущаяся), активная и реактивная мощность электродвигателя = электродвигатель и неэлектродвигатель. Коэффициент мощности для трехфазного электродвигателя.

На табличках многих электродвигателей (электродвигателей и других приборов) указана активная мощность в ваттах и cosφ / или λ / или PF. О значении этого см. ниже.

Мы предполагаем, что напряжение сети переменного тока является синусоидальным – общим, хотя все приведенные ниже аргументы также справедливы для всех гармоник в отдельности и других периодических напряжений.

Полная или кажущаяся мощность S измеряется в вольт-амперах (ВА) и определяется произведением переменных напряжений и токов системы. Удобно рассматривать полную мощность в цепи переменного тока как комплексное число, так что активная мощность – это его действительная часть, а реактивная мощность – мнимая часть.

Коэффициент мощности – это скалярная физическая величина, которая показывает, насколько эффективно используется электроэнергия потребителями. Другими словами, коэффициент мощности описывает потребителей электроэнергии с точки зрения наличия реактивной составляющей в потребляемом токе.

В этой статье мы рассмотрим физическую природу и основные методы определения cos φ.

Математически cos φ

В математике cos φ определяется как отношение активной мощности к кажущейся мощности или отношение косинусов этих величин (отсюда и название параметра).

Значение коэффициента мощности может изменяться от 0 до 1 (или от 0 до 100%). Чем ближе к 1, тем лучше, потому что при cos φ = 1 потребитель не потребляет реактивную мощность (равную 0), а значит, тем меньше общая потребляемая им мощность.

Низкий cos φ указывает на то, что во внутреннем сопротивлении нагрузки генерируется повышенная реактивная мощность.

Когда токи/напряжения являются идеальными синусоидальными сигналами, коэффициент мощности равен 1.

В энергетике для коэффициента мощности используются следующие обозначения: cos φ или λ. Когда λ используется для определения коэффициента мощности, его значение выражается в %.

Геометрически коэффициент мощности можно представить как косинус угла на векторной диаграмме между током, напряжением и силой тока. Из-за синусоидальной формы токов и напряжений значение cos φ совпадает с косинусом угла, на который отстают эти фазы.

Короткий видеоролик, кратко объясняющий, что такое коэффициент мощности:

Повышение коэффициента мощности

Значение коэффициента мощности рассчитывается при проектировании сети. Низкий коэффициент мощности является следствием увеличения общих потерь электроэнергии. Для его увеличения сети используют различные методы коррекции, увеличивая его до 1.

Повышение cos φ преследует 3 основные задачи:

1. снижение потерь электроэнергии;
2. Рациональное использование цветных металлов для создания электропроводящих устройств;
3. Оптимальное использование установленной мощности трансформаторов, генераторов и других машин переменного тока.

Технически коррекция осуществляется путем введения различных дополнительных цепей на входе оборудования. Этот метод необходим для равномерного использования фазной мощности, исключения перегрузки 3-фазного нейтрального провода и является обязательным для импульсных источников питания с установленной мощностью 100 Вт и более.

Кроме того, компенсация помогает обеспечить отсутствие скачков потребления тока на пике синусоиды и равномерность нагрузки на линию электропередачи.

Основные способы коррекции cos φ

1 Коэффициент реактивной мощности может быть скорректирован путем включения реактивного элемента, имеющего противоположный эффект. Например, для компенсации индукционной машины, имеющей большую индуктивную реактивную составляющую, параллельно добавляется конденсатор.

2 Коррекция нелинейности в потреблении электроэнергии. Если ток, потребляемый нагрузкой, не пропорционален основной гармонике напряжения, для улучшения коэффициента мощности в цепь вводится пассивный (активный) корректор коэффициента мощности. Простейшим примером пассивного корректора cos φ является дроссель с высокой индуктивностью, подключенный последовательно с нагрузкой. Дроссель сглаживает перенапряжение, потребляемое нагрузкой, и создает самую низкую основную гармонику тока.

3 Естественная коррекция, которая не предполагает установку дополнительного оборудования, подразумевает упорядоченный процесс, рациональное распределение нагрузки, приводящее к улучшению энергопотребления оборудования, увеличению коэффициента мощности.

Подробное видео, объясняющее, что такое cosφ :

Регулятор компенсатора увеличивается cos φ

В предыдущей статье я рассказал об исследовании качества электроэнергии с помощью анализатора HIOKI. Там я пообещал продолжить рассказ и поделиться своими знаниями о таких понятиях, как коэффициент мощности (широко известный как cos φ) и гармоники питающего напряжения.

Также я расскажу вам, что такое PF, DPF и докажу, что косинус и синус – это две большие разницы! 🙂

В качестве примера рассмотрим косинус и гармоники в установке, которую мы изучали вместе с IK Energopartner.

Косинус угла в электротехнике

Если хотите, можете прочитать о cos φ в Википедии, но я объясню по-своему.

Так что же такое косинус в электротехнике? Дело в том, что существует такая вещь, как сдвиг фаз между током и напряжением. Это происходит по разным причинам, и иногда важно знать, сколько это стоит. Фазовый сдвиг может быть измерен в градусах, от 0 до 360.

На практике степень реактивности (без указания индуктивной или емкостной природы) выражается не в градусах, а в косинусной функции и называется коэффициентом мощности:

Полная мощность – это геометрическая сумма активной мощности P и реактивной мощности Q, поэтому формула коэффициента мощности может быть записана как

Формула для коэффициента мощности через активную и реактивную мощности

В зарубежной литературе cos φ обозначается как PF (Power Factor). В действительности, это коэффициент, указывающий на смещение сигнала тока относительно сигнала напряжения.

В действительности все не так просто, подробности ниже.

Легендарный Алекс Жук очень толково объясняет, что такое реактивная мощность и все о ней:

В видео подробно и доступно объясняется вся теория по данному вопросу.

Размерности. Что в чём измеряется

Активная мощность P ⇒ W (то, что измеряет бытовой счетчик),

Реактивная мощность Q ⇒ VAR (вольт – ампер реактивный),

Полная мощность S ⇒ VA (вольт – ампер реактивный).

Кстати, в стабилизаторах и генераторах мощность указывается в ВА. Таким образом, она будет больше. Маркетологи знают лучше.

Также маркетологи знают, что на приемниках (например, моторах) мощность лучше указывать в ваттах. Таким образом, она будет меньше.

А что там свежего в группе ВК СамЭлектрик.ру?

Подписывайся, и читай статью дальше:

Минусы и плюсы наличия реактивной составляющей

При питании только активной нагрузки сдвиг фаз между током и напряжением равен нулю. Это идеальный случай, когда сетевое питание может быть использовано полностью, так как нет потерь бесполезной реактивной составляющей.

Реактивный компонент не так уж бесполезен. Он создает электромагнитное поле, необходимое для правильной работы реактивной нагрузки.

В реальной жизни нагрузка обычно индуктивная (ток отстает от напряжения) и реактивная. Поэтому, когда говорят о сдвиге фаз и косинусе, всегда имеют в виду индуктивные нагрузки.

Основными источниками реактивной электроэнергии являются трансформаторы и асинхронные двигатели.

Чисто реактивные нагрузки существуют только в учебнике. В действительности, из-за потерь всегда присутствует и активный компонент.

Реактивная составляющая источника питания является отрицательным фактором, потому что:

• Дополнительные потери происходят в линиях электропередач,
• Происходит снижение пропускной способности линий электропередач,
• В линиях электропередач происходит падение напряжения из-за увеличения реактивной составляющей тока питающей линии,
• Дополнительный нагрев и износ систем распределения и преобразования электроэнергии,
• На гармонических частотах может возникнуть эффект резонанса, который может привести к перегреву сетей электропитания.

По этим причинам необходимо уменьшить долю реактивной мощности в сети (увеличить коэффициент мощности) – это выгодно как поставщикам энергии, так и потребителям с распределенными сетями.

Пример: Для передачи определенной мощности требуется ток 100 А при cos φ = 1. Однако при cos φ = 0,6 для обеспечения той же мощности потребуется ток 166 А! Поэтому следует учитывать увеличение мощности сети и сечения проводников…..

Как компенсируют реактивную составляющую мощности?

Чтобы уменьшить (компенсировать) индуктивный характер реактивной составляющей, в нагрузку вводится емкостная составляющая, которая характеризуется положительным сдвигом фаз между напряжением и током (ток опережает напряжение). Это достигается путем подключения конденсаторов с требуемой емкостью параллельно нагрузке. В результате происходит компенсация, и нагрузка на стороне сети становится активной, с небольшим вкладом реактивной составляющей.

Компенсационная установка на контакторах

Важно, чтобы не происходило чрезмерной компенсации. То есть, даже после компенсации, коэффициент мощности не должен быть больше 0,98 – 0,99, а характер мощности все равно должен быть индуктивным. В конце концов, компенсация является ступенчатой (трехфазные конденсаторы переключаются контакторами).

Конденсатор компенсации реактивной мощности

Однако компенсация реактивной мощности имеет мало смысла для конечного потребителя. Он полезен только там, где есть протяженные сети передачи электроэнергии, которые становятся “забитыми” реактивной мощностью и тем самым снижают свою пропускную способность.

Поэтому компенсация реактивной мощности является вопросом энергосбережения – она позволяет экономить расход топлива на электростанциях и генерировать бесполезную реактивную мощность, которая в конечном итоге преобразуется в тепло и выбрасывается в атмосферу.

Компании учитывают потребление как активной, так и реактивной энергии, и при составлении договора определяется минимальное значение коэффициента мощности. Если коэффициент мощности падает, в счет включается более высокий коэффициент.

Отрицательный косинус

Из школьной геометрии мы знаем, что cos (φ) = cos (-φ), то есть косинус любого угла будет иметь положительное значение. Но как отличить индуктивную нагрузку от емкостной? Все просто – электрики всех стран установили, что емкостные нагрузки имеют знак минус перед знаком косинуса!

В моем опыте использования анализатора напряжения HIOKI были случаи, когда значение косинуса было отрицательным. Затем выяснилось, что компенсатор был неправильно включен и произошла перекомпенсация. Это cos φ Коэффициент реактивной мощности Tangens φ

Часто более удобным является коэффициент реактивной мощности tg φ, который показывает отношение реактивной мощности к активной мощности. Очевидно, что при tg φ = 0 достигается идеал cos φ = 1.

Гармоники питающего напряжения

В дополнение к генерации реактивной мощности, на промышленных предприятиях возникают гармоники напряжения питания.

Гармоники – это та часть спектра напряжения питания, которая отличается от частоты сети 50 Гц. Как правило, гармоники возникают на частотах, кратных основной частоте. Так, гармоника 1 (основная) имеет частоту 50 Гц, гармоника 2 – 100 Гц, гармоника 3 – 150 Гц и так далее.

Существует формула для измерения гармоник напряжения:

Гармоники напряжения – формула расчета

• Kc – коэффициент нелинейных искажений, или THD (полное гармоническое искажение),
• U(1), U(2) и так далее – напряжение соответствующей гармоники, вплоть до 40.

Однако эта формула неудобна на практике, так как не дает информации об уровне каждой гармоники в отдельности. Поэтому для практических целей используется формула:

Коэффициент каждой гармоники напряжения

• Kc(n) – коэффициент n-й гармонической составляющей спектра напряжения,
• U(n) – напряжение n-й гармоники,
• U(1) – напряжение первой гармоники

Это даст нам подробное распределение гармоник в спектре напряжения во время измерения, что позволит провести детальный анализ полученной информации и сделать правильные выводы.

Существуют также гармоники тока, но там все гораздо хуже…..

Устройство обмана счетчика строится на основе увеличения гармоник тока. Кстати, автор устройства там довольно убедительно доказал полезность своего изобретения)

PF или DPF?

Здесь необходимо сделать оговорку. Все, что я сказал выше о косинусе, применимо к линейной нагрузке. Это означает, что напряжение и ток, хотя и идут в фазе, имеют синусоидальную форму.

Но в реальном мире вся нагрузка не только не активна, но и не линейна. Поэтому ток через него периодический, но далеко не синусоидальный. Искаженная синусоидальная волна означает, что, помимо первой гармоники, существуют и другие гармоники, вплоть до бесконечности.

Вот как это иногда работает:

Осциллограммы напряжения и тока при нелинейной нагрузке

Гармоники напряжения, тока и мощности

Обычно, когда нагрузка симметрична (трехфазные нагрузки), все гармоники, кратные 2 и 3, практически отсутствуют из-за принципа работы. Это оставляет в основном гармоники 5, 7, 11, 13 с частотами 250, 350, 550, 650 Гц соответственно.

Поэтому важно понимать, что теория, о которой я писал выше, применима к идеальным условиям (без нелинейных искажений), чего не бывает в реальной жизни. Или, если игнорировать высшие гармоники тока и взять только первую (50 Гц), что обычно и происходит в реальной жизни.

И если подходить к терминологии строго, cos φ и PF (Power Factor) – это не одно и то же. PF также учитывает все гармоники напряжения и тока. А учитывая нелинейность, реальный ПФ будет меньше.

Для учета коэффициента мощности компания HIOKI имеет параметр DPF (Displacement Power Factor), который учитывает только первую гармонику и равен cos φ.

Полный PF и коэффициент мощности смещения DPF (для чистой синусоиды)

В итоге мы можем сказать, что выражение действительно:

cos φ = DPF ≤ PF

Измерения на предприятии

При индуктивном характере нагрузки, что наблюдается в большинстве случаев на практике, ток отстает от напряжения (отрицательный сдвиг фаз), что можно увидеть на экране измерителя HIOKI 3197 (табличные данные) при проведении измерений:

В этом случае видно, что ток отстает от напряжения примерно на 26°.

Из вышеприведенного измерения видно, что при задержке тока (фазовом сдвиге) 26°, cos φ = 0,898. Этот расчет подтверждается измеренным значением.

Измерения проводились в течение примерно двух часов, в течение которых оборудование (нагрузка) циклически включалось и выключалось. В течение всего периода измерений THD не превышал 1,3% для каждой фазы.

Результаты измерений приведены ниже:

Измеренные гармоники напряжения, тока и мощности

Режим мультиметра – различные параметры на экране

В качестве проверки проведем расчеты по приведенной выше формуле для наиболее интенсивных гармоник (5, 7, 11):

Расчет гармоник напряжения

Как видно, остальные гармоники имеют незначительное значение.

Кривая THD:

График THD (коэффициент нелинейных искажений)

Временной график Cosϕ:

Анализ полученных результатов обследования

Одному заводу необходимо было выбрать компенсирующую установку для повышения коэффициента мощности. Однако мы решили посмотреть на гармоники перед покупкой компенсатора.

Известны случаи, когда конденсаторные системы взрывались и загорались из-за высокого уровня гармонического напряжения.

ГОСТ 13109-97 устанавливает допустимый уровень гармонических искажений напряжения в 8%. Согласно проведенным измерениям, этот уровень не превышен. Однако при 5-кратном увеличении мощности можно ожидать, что процент гармонического содержания (THD) увеличится на такую же величину. Следовательно, можно увеличить коэффициент гармонических искажений с 2,3% до 11,5%.

Однако, согласно рекомендациям производителей по безопасной эксплуатации конденсаторных батарей в стандартных установках, THD не должен превышать 2%. Уровень гармонического тока не учитывается и не регулируется ГОСТом.

Поэтому в сочетании с конденсаторными системами следует использовать высокочастотные фильтры (компенсирующие устройства).

Рекомендации по уменьшению гармонических составляющих питающего напряжения

Для снижения гармоник напряжения рекомендуются следующие меры:

1. Все преобразователи частоты мощностью более 10 кВт должны быть оснащены сетевыми реакторами переменного тока. Лучшим решением является выбор дросселей с высоким импедансом (3-4 %), что позволит снизить гармоники на 15-20 %. Кроме того, установка дросселей повысит надежность и отказоустойчивость инверторов.
2. Для инверторов мощностью более 35 кВт в дополнение к дросселям переменного тока необходимо установить дроссели постоянного тока для питания звена постоянного тока. Это позволит дополнительно снизить выбросы гармоник в сеть на 5-10%.
3. Используйте пассивные LC-фильтры на входах питания для преобразователей частоты и других нелинейных нагрузок.

Рекомендуется ознакомиться с инструкциями производителей и экспертов для выполнения вышеуказанных рекомендаций.

Кроме того, рекомендуется проверить состояние силовых кабелей, проводов, клемм, переходное сопротивление силовых соединений фазных и нулевых проводников, качество заземляющих соединений корпусов электрооборудования и т.д. В результате проверки были выявлены инверторы с отсоединенным заземлением.

Рекомендации по выбору компенсирующих устройств реактивной мощности

Мощность устройства компенсации должна быть подобрана в соответствии с мощностью нагрузки и существующим и желаемым коэффициентом мощности.

Для определения размеров можно использовать следующую процедуру.

Определите коэффициент K по таблице, который рассчитывается по формулам, основанным на фазовых углах некомпенсированного и компенсированного питания:

Таблица для определения коэффициента выбора конденсатора

Например, текущий cosϕ = 0,7, желаемый cosϕ = 0,96. Тогда K = 0,73.

Как я уже говорил, нежелательно полностью компенсировать реактивную мощность (вплоть до cosϕ = 1), так как возможна перекомпенсация (за счет переменной активной мощности нагрузки и других случайных факторов).

Это тот случай, когда не нужно стремиться к идеалу).

Далее, требуемая емкость конденсаторной батареи задается формулой Qc = Qp (BAR).

Например, в нашем случае, при мощности 1000 кВт, общая емкость конденсаторной батареи составит 730 кВАр.

При выборе конденсаторной батареи она должна иметь следующие параметры (не хуже):

• Токовая перегрузка – 1,3 I ном.
• Перегрузка по напряжению – 1,1 U ном.
• Минимальная мощность ступени – не более 15 кВАр
• Допустимое содержание гармоник напряжения – не менее 20%.
• Не более 190 Гц (частота среза на 4-й гармонике)
• Электронный регулятор коэффициента мощности – с измерением и выдачей всех необходимых параметров
• Коммутация – контакторы, так как изменение активной мощности происходит не быстро

(рекомендовано поставщиком КУ)

Вот и все. Если у вас есть что добавить или поправить меня – как всегда, приглашаю вас в комментарии!

Сопротивление току напряжения и электрическая мощность Общие основные электрические формулы Математические расчеты Формула калькулятора для расчета мощности Уравнение работы энергии Закон мощности Понимание ватт Общая электрическая круговая диаграмма Расчет электричества ЭДС напряжение Формула мощности уравнение два разных уравнения для расчета мощности Общий закон Ома аудио физика электричество электроника формула колесо формулы амперы ватты вольты омы уравнение косинуса аудиотехника круговая диаграмма заряд физика мощность звукозапись расчет электротехника формула мощность математика пи физика отношение отношение

Сопротивление току напряжения и электрическая мощность общие основные электрические формулы математические расчеты формула калькулятора для расчета мощности уравнение работы энергии закон мощности ватты понимание общая электрическая круговая диаграмма расчет электроэнергии электрическая ЭДС напряжение формула мощности уравнение два разных уравнения для расчета мощности общий закон ома аудио физика электричество электроника формула колесо формулы амперы ватты вольты омы уравнение косинуса аудиотехника круговая диаграмма заряд физика мощность звукозапись расчет электротехника формула мощность математика пи физика отношения отношения — sengpielaudio Sengpiel Berlin

Немецкая версия

 

Electric Current , Electric Power , Electrical Voltage
 
Electricity and Electric Charge
 
The most common general formulas used in electrical engineering
 
● Основные формулы and Calculations   ●
 
Relationship of the physical and electrical quantities (parameters)  
Electric voltage V , amperage I , resistivity
R , импеданс Z ,
мощность и мощность P
Вольт В , ампер А,

8 сопротивление

Импеданс Ом ω и WATT W

. Номинальный импеданс Z = 4, 8, и 16 Ом (Loudspeakers) часто используются в Aspakers). Р . Уравнение закона Ома (формула): В = I × R и уравнение степенного закона (формула): P = I × В . P = мощность, I или J = латиница: influare, международный ампер или интенсивность и R = сопротивление. В = напряжение, разность электрических потенциалов Δ В или E = электродвижущая сила (ЭДС = напряжение).

 

Введите два любых известных значения и нажмите «Рассчитать», чтобы решить для двух других. Пожалуйста, введите только два значения.

Используемый браузер, к сожалению, не поддерживает Javascript. Программа указана, но собственно функция отсутствует.

Формула колеса электротехники

В происходит от «напряжение», а E от «электродвижущая сила (ЭДС)». E означает также энергия , поэтому мы выбираем V . Энергия = напряжение × заряд. Е = В × Q . Некоторым лучше придерживаться E вместо V , так что делайте это. Для R взять Z .

12 самых важных формул: Напряжение V = I × R = P / I = √ ( P × R ) в Volts V Current I 9 = ). = P / В = √( P / R ) в амперах A Сопротивление R = V / I = P / I 2 = V 2 / P в 2 / P в OHM × I = R × I 2 = В 2 / R в ваттах Вт

 

См. также: Колесо формулы акустики (аудио)

The Big Power Formulas             Расчет электрической и механической мощности (сила)

Формула мощности 1 – Уравнение электрической мощности: Мощность P = I × В = R × I 2 2 2 = 90 6 ⁄ R  где мощность P в ваттах, напряжение В в вольтах, а ток I постоянного тока в амперах. Если есть переменный ток, посмотрите также на коэффициент мощности PF = cos φ и φ = угол коэффициента мощности (фазовый угол) между напряжением и силой тока.  Электричество Энергия равно E = P × т − измеряется в ватт-часах или также в кВтч. 1J = 1N × M = 1W × S Формула мощности 2 — Уравнение механической мощности: Power P = E ó Вт, Мощность P = работа/время ( Вт ⁄ t ). Энергия E в джоулях, а время t в секундах. 1 Вт = 1 Дж/с.  Мощность = сила, умноженная на смещение, деленная на время P = F × с/т или Мощность = сила, умноженная на скорость (скорость) P = F × v.   Неискаженного мощного звука в этих формулах не найти. Пожалуйста, берегите уши! Барабанная перепонка и диафрагма микрофона действительно двигаются только волнами . звуковое давление . Что не делает ни интенсивность, ни мощность, ни энергия. Если вы занимаетесь аудиозаписью, разумно не заботиться об энергии, мощность и интенсивность как причина , больше заботьтесь о эффекте звукового давления p и уровень звукового давления в ушах и в микрофонах и посмотрите на соответствующий аудио напряжение В ~ р ; см. : Звуковое давление и звуковая мощность − следствие и причина важно эффективность громкоговорителей. Сюда входит типичный вопрос: Сколько децибел (дБ) на самом деле в два или три раза больше громкости?  На самом деле среднеквадратичная мощность отсутствует. Слова «среднеквадратическая мощность» неверны. Есть расчет мощности, которая является произведением среднеквадратичного напряжения и среднеквадратичного тока. Вт RMS не имеет смысла. На самом деле, мы используем этот термин как крайнее сокращение мощности в . ватты рассчитаны по измерению среднеквадратичного значения напряжения. Пожалуйста, прочитайте здесь: Почему не существует таких понятий, как «среднеквадратичное значение ватт» или «ватт среднеквадратичное значение» и никогда не было.  Мощность «среднеквадратичная» — это довольно глупый термин, получивший распространение среди специалистов по аудиотехнике. Мощность – это количество энергии, которое преобразуется в единицу времени. Ожидайте платить больше, когда требуя большей мощности.

 

Андр-Мари Ампре был французским физиком и математиком. Его именем названа единица измерения электрического тока в системе СИ ампер . Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта был итальянским физиком. Его именем была названа единица измерения электрического напряжения в СИ, вольт . Георг Симон Ом — немецкий физик и математик. Его именем названа единица измерения электрического сопротивления в системе СИ, равная Ом Ом. Джеймс Уатт был шотландским изобретателем и инженером-механиком. Его именем названа единица измерения электрической мощности (мощности) в системе СИ ватт .

 
 

Мощность, как и все размеры энергии, в первую очередь является расчетным значением.

 

Слово «усилитель мощности» используется неправильно, особенно в аудиотехнике. Напряжение и ток могут быть усилены. Странный термин «усилитель мощности» стал пониматься как усилитель, предназначенный для управления нагрузкой например громкоговоритель. Мы называем произведение усиления по току и усиления по напряжению «усилением мощности».

 

Совет: Треугольник электрического напряжения В = I × R (закон Ома VIR)
Пожалуйста, введите два значения , будет рассчитано третье значение.

Треугольник электрической мощности P = I × В (степенной закон PIV)
Пожалуйста, введите два значений, будет рассчитано третье значение.

С помощью магического треугольника можно легко вычислить все формулы. Вы прячетесь с
пальцем вычисляемое значение. Два других значения показывают, как производить вычисления.
 

Расчеты: закон Ома — магический треугольник Ома
Измерение входного и выходного импеданса

ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК (AC) ~

В _l = линейное напряжение (вольт), В _p = фазное напряжение (вольт), I _l = линейный ток (ампер), ампер)
Z = импеданс (Ом), P = мощность (ватт), φ = угол коэффициента мощности, VAR = вольт-ампер (реактивный)

Ток (одна фаза): I = P / В p × cos φ	Current (3 phases): I = P / √3 V l ×cos φ or I = P / 3 V p ×cos φ
Мощность (одна фаза): P = В p × I p ×cos φ	Мощность (3 фазы): P = √3 В л × I l × cos φ или P = √3 V p × I p × φ 1 0 0 60 9060 60

Коэффициент мощности PF = cos φ = R/(R2 + X2) ^1/2 , φ = угол коэффициента мощности. Для чисто резистивной цепи PF = 1 (идеально).
Полная мощность S рассчитана по Пифагору, активная мощность P и реактивная мощность Q . S = √( P ² + Q ² )

Формулы мощности постоянного тока Напряжение В дюйм (В) расчет по току I дюйм (А) и сопротивлению R дюйм (Ом): В (В) = I (А) R (Ом) Мощность P в (Вт) расчет от напряжения V в (V) и ток I в (A): P (W) = В (V) × I (A) 666 × I (A) 9066 = 60. . (a) 66 × . (V) / R (Ω) = I 2 (A) R (Ω)   AC power formulas Напряжение В в вольтах (В) равно силе тока I в амперах (А), умноженной на импеданс Z в омах (Ом): В (В) = I (А) Z ((Ом) = (| 1 0 Z) | 0 | и ( θ I + θ Z ) Полная мощность S в вольт-амперах (ВА) равна напряжению В в вольтах (В), умноженному на ток I в амперах (А): S (ВА) = В (В) И (А) = (| В | × | I |) и ( θ В − θ I ) Реальная мощность P в ваттах (Вт) равна напряжению В в вольтах (В), умноженному на ток I в амперах (А), умноженному на коэффициент мощности (cos φ ): P (Вт) = В (В) × I (A) × 000 1 φ Реактивная мощность Ом в вольт-амперах реактивной (ВАР) равно напряжению В в вольтах (В) умноженному на ток I в амперах (А) умноженному на синус комплексного фазового угла мощности ( φ ): Q (ВАР) = В (В) × I (А) × sin φ Коэффициент мощности (FP) равен абсолютному значению косинуса комплексного фазового угла мощности ( φ ): ПФ = | cos φ |

 

Истинный коэффициент мощности, а не обычный коэффициент мощности смещения 50/60 Гц

Дж/с

Определения электрических измерений
Количество	Имя	Определение
частота f	герц (Гц)	1/с
усилие F	ньютон (Н)	кг · м/с²
давление р	паскаль (Па) = Н/м²	кг/м · с²
энергия Е	рабочий джоуль (Дж) = Н · м	кг · м²/с²
мощность Р	ватт (Вт) =	кг · м²/с³
электрический заряд Q	кулон (К) = A · с	А · с
напряжение В	вольт (В) = Вт/А	кг · м²/А · с³
текущий I	ампер (А) = Q/s	А
емкость Кл	фарад (Ф) = C/V = A · с/В = с/Ом	A² · s 4 /кг · м²
индуктивность л	Генри (H) = Wb/A = V · с/A	кг · м²/А² · с²
сопротивление R	Ом (Ом) = В/А	кг · м²A² · с³
проводимость Г	Сименс (С) = А/В	A² · с³/кг · м²
магнитный поток Φ	Вебер (Wb) = V · с	кг · м²/А · с²
плотность потока B	тесла (T) = Втб/м² = В · с/м²	кг/А · с²

 

Поток электрического заряда Q обозначается как электрический ток I. Количество заряда в единицу времени это изменение электрического тока. Ток течет с постоянной величиной I. за время t , он переносит заряд Q = I × t . Для постоянной во времени мощности соотношение между зарядом и током: I = Q/t или Q = I×t. Благодаря этому соотношению основные единицы ампер и секунда кулон в Установлена ​​международная система единиц. Кулоновскую единицу можно представить как 1 C = 1 A × s. Зарядка Q , (единица измерения в ампер-часах Ач), ток разряда I , (единица измерения в амперах А), время t , (единица измерения в часах ч).

В акустике у нас есть » Акустический эквивалент закона Ома »

Соотношения акустических величин, связанных с плоскими прогрессивными звуковыми волнами

Преобразование многих единиц, таких как мощность и энергия

префиксы |
длина |
площадь |
объем |
вес |
давление |
температура |
время |
энергия |
сила |
плотность |
скорость |
ускорение |
сила

[начало страницы]

задняя часть

Поисковая система

дом

Электрика — расчет падения напряжения (переменного тока)

спросил
4 года 10 месяцев назад

Изменено
4 года назад

Просмотрено
3к раз

\$\начало группы\$

Надеюсь, кто-нибудь сможет мне помочь и указать правильное направление для решения этой проблемы.

Я пытаюсь рассчитать падение напряжения, чтобы увидеть % VD для выбранного кабеля. Ниже приведены значения:

Ток: 140 А (I)

Сопротивление кабеля: 0,0001 Ом/м (R)

Реактивное сопротивление кабеля: 0,0000704 Ом/м (X)

ПФ: 1

Расстояние: 300 м (Д)

Напряжение: 20 кВ (20000 В)

Я использую следующую формулу падения напряжения, которую я нашел в очень старых школьных заметках (может кто-нибудь проверить эту формулу)?,

Vd = (I x (R cos тета + X sin theta) x L) / 1000

Если я введу значения в формулу, мой ответ будет 0,266 В. Мне это не подходит, так как я получу странный % VD.

Кто-нибудь может помочь? Спасибо!

• напряжение
• электрическое

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Я думаю, что 1000 в вашей формуле поставлено неправильно и, вероятно, используется, когда длина указана в километрах. Таким образом, в основном для однофазной нагрузки формула:

$$V_d = 2I \bigl(R \cos(\theta) + X \sin(\theta)\bigr) L$$
Примечание: первые 2 предназначены для получения результата от источника к нагрузке и обратному кабелю, так как обратный кабель также влияет на падение напряжения

Для трехфазной системы формула следующая:
$$V_d = \sqrt{3} I \bigl(R \cos(\theta) + X \sin(\theta)\bigr) L$$

Где:

\$
\начать{выравнивать}
V_d&=\text{падение напряжения в вольтах}\\
I&=\text{ток в амперах}\\
R&=\text{проводящее сопротивление в Ом/м}\\
X&=\text{индуктивное сопротивление проводника в Ом/м}\\
L&=\text{длина пути в одну сторону в м (или км/1000 в вашей формуле)}\\
\theta&=\text{фазовый угол нагрузки}\\
PF&=\cos(\тета)\\
\конец{выравнивание}\\
\$

Ответить

\$
\начать{выравнивать}
ПФ&=1\\
\тета&=\arccos(PF)=0\\
\\
V_d&= 2I \bigl(R \cos(\theta) + X \sin(\theta)\bigr) L\\
V_d&= 2\cdot140\cdot\bigl(0,0001 \cdot\cos(0) + 0,0000704\cdot\sin(0)\bigr)\cdot 300\\
V_d&= 2\cdot140\cdot\bigl(0,0001 \cdot1 + 0,0000704\cdot0\bigr)\cdot 300\\
V_d&= 2\cdot140\cdot\bigl(0. 0001\bigr)\cdot 300\\
V_d&= 2\cdot4.2\\
V_d&= 8,4\\
\\
\конец{выравнивание}\\
\$

Таким образом, это дает падение напряжения для одного цикла 4,2 В и для двойного цикла 8,4 В.

Ответ с другим коэффициентом мощности

Поскольку коэффициент мощности 1 в цепи переменного тока не является реальным примером, я покажу влияние коэффициента мощности 0,8 на падение напряжения:

\$
\начать{выравнивать}
ПФ&=0,8\\
\тета&=\arccos(PF)=36,8699°\\
\\
V_d&= 2I \bigl(R \cos(\theta) + X \sin(\theta)\bigr) L\\
V_d&= 2\cdot140\cdot\bigl(0,0001 \cdot\cos(36,8699°) + 0,0000704\cdot\sin(36,8699°)\bigr)\cdot 300\\
V_d&= 2\cdot140\cdot\bigl(0,0001 \cdot0,8 + 0,0000704\cdot0,6\bigr)\cdot 300\\
V_d&= 2\cdot140\cdot\bigl(0.00008+0.00004224\bigr)\cdot 300\\
V_d&= 2\cdot140\cdot\bigl(0.00012224\bigr)\cdot 300\\
V_d&= 2\cdot5.13408\\
V_d&= 10,26816\\
\\
\конец{выравнивание}\\
\$

Из-за реактивной мощности возрастет падение напряжения.

\$\конечная группа\$

6

\$\начало группы\$

Давайте сделаем это шаг за шагом. Запихивание всего в одну формулу обычно скрывает то, что происходит.

0,0001 Ом/с — довольно большой кабель. Кабель сечением 1 мм2 составляет около 17 МОм/м, поэтому 0,1 МОм/м означает площадь 170 мм2, что соответствует диаметру около 15 мм. У тебя кабель такой большой?

140 А при сопротивлении 0,1 мОм дает падение напряжения 14 мВ на метр.

300 м кабеля при 14 мВ/м — общее падение напряжения 4,2 В. Намного выше вашей цифры, и мы еще не включили реактивное сопротивление, которое увеличит его.

Что делает /1000 в вашей формуле? Если вы не поймете, почему он там, откуда он взялся, вы можете получить ответы, которые в 1000 раз меньше!

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Как получены формулы падения напряжения;
Просто падение напряжения в кабеле — это напряжение, возникающее из-за характеристик сопротивления (R) и индуктивности (X) самого кабеля, которые зависят от нагрузки (амперы) и общей длины кабеля (метры). В качестве импеданса (Z) взяты R и X.

В = ИЗ
Отвод кабеля V = кабель Icable x кабель Z
Формула Фитагора, Z²= R²+X²
Z = R²/Z + X²/Z
Применить тригонометрическую функцию;
cosϴ = R/Z sinϴ = X/Z
Таким образом, Z = R(cos ϴ) + X(sin ϴ)

Для 1 провода фазы 2 нам нужно умножить Z на 2, так как это для кабеля под напряжением и нейтрали.
Vd= I x Z x Длина 2 кабеля (или L x 2)

Для 3 фаз нам нужно умножить на √3

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Предполагая, что напряжение , ток и коэффициент мощности являются получаемыми конечными величинами, полученная разность значений напряжения составляет 4,2 В , что неудивительно, поскольку полное сопротивление кабеля очень низкое.

Ваша формула верна, «/1000», скорее всего, потому, что требуемый ответ находится в килоВольт , а не в Вольт .