Hệ số công suất của động cơ: biểu thị rằng động cơ này có thể đưa % năng lượng trong lưới điện vào động cơ dưới dạng công suất đầu vào của động cơ.
Hiệu suất của động cơ = công suất đầu ra của động cơ / công suất đầu vào của động cơ; biểu thị khả năng của động cơ trong việc chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học.
Hệ số công suất là tỷ số giữa công suất hữu ích và công suất biểu kiến, là một trong những chỉ số hiệu suất chính của động cơ không đồng bộ. Từ mạch tương đương, động cơ không đồng bộ là mạch cảm ứng và phải hấp thụ công suất phản kháng cảm ứng từ lưới điện, và hệ số công suất của nó luôn nhỏ hơn 1.
Hệ số công suất của động cơ là tỷ số giữa công suất hữu ích mà động cơ hấp thụ từ lưới điện và công suất biểu kiến. Đối với động cơ, hệ số công suất có thể hiểu là tỷ số giữa thành phần dòng điện hữu ích trong dòng điện stato với tổng dòng điện stato. Hệ số công suất càng cao thì công hữu ích mà động cơ thực hiện càng lớn và tỷ lệ sử dụng nguồn điện càng cao.
Hệ số công suất và hiệu suất của động cơ
1. Cả hệ số công suất và hiệu suất đều là những chỉ số chính cho hoạt động đáng tin cậy và tiết kiệm của sản phẩm động cơ. Khách hàng hy vọng rằng hệ số công suất càng lớn thì càng tốt để tiết kiệm điện hoặc hóa đơn tiền điện.
2. Hệ số công suất xem xét khả năng của sản phẩm động cơ chuyển đổi năng lượng lưới hấp thụ thành công việc hữu ích, ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ sử dụng năng lượng lưới và chi phí vận hành lưới. Vì lý do này, nhà nước kiểm soát chặt chẽ hệ số công suất của thiết bị điện và có quy định đánh giá hệ số công suất nghiêm ngặt trong điều kiện kỹ thuật của động cơ làm việc liên tục.
3. Hiệu suất động cơ phản ánh khả năng của thân động cơ chuyển đổi công suất chủ động hấp thụ thành công suất cơ học trên trục ra. GB18613, GB30253 và GB30254 lần lượt đặt ra yêu cầu kiểm soát giới hạn cho hiệu suất của các sản phẩm động cơ quy mô lớn và phạm vi rộng, đồng thời khuyến khích các doanh nghiệp phát triển và sản xuất động cơ hiệu suất cao thông qua một số khuynh hướng chính sách.
4. Biểu thức của hệ số công suất và hiệu suất là khác nhau. Mặc dù cả hai đều là mối quan hệ tỷ lệ, hệ số công suất sử dụng tỷ lệ trực tiếp, trong khi hiệu suất được biểu thị bằng phần trăm.
Hiệu suất và hệ số công suất của động cơ bị ràng buộc lẫn nhau. Đối với động cơ có cùng công suất và dòng điện định mức, nếu hiệu suất cao thì hệ số công suất thấp; ngược lại, nếu hiệu suất thấp thì hệ số công suất cao.
Hệ số công suất không ảnh hưởng đến người dùng cuối của động cơ, nhưng lại là mối quan tâm lớn nhất của bộ phận cung cấp điện, vì nếu có quá nhiều khách hàng với hệ số công suất quá thấp, tổn thất lưới điện sẽ tăng lên và hiệu suất truyền tải sẽ giảm; do đó, đối với động cơ không đồng bộ AC, cả chỉ số hiệu suất và chỉ số hệ số công suất đều phải cao.
Hệ số công suất
Trong mạch điện xoay chiều, cosin của độ lệch pha (Φ) giữa điện áp và dòng điện được gọi là hệ số công suất, được biểu thị bằng ký hiệu cosΦ. Về giá trị số, hệ số công suất là tỷ số giữa công suất hữu dụng và công suất biểu kiến, tức là cosΦ=P/S. Độ lớn của hệ số công suất liên quan đến bản chất tải của mạch. Ví dụ, hệ số công suất của tải điện trở như bóng đèn sợi đốt hoặc lò điện trở là 1. Nhìn chung, hệ số công suất của mạch có tải cảm hoặc điện dung nhỏ hơn 1. Hệ số công suất là dữ liệu kỹ thuật quan trọng của hệ thống điện. Hệ số công suất là hệ số đo hiệu suất của thiết bị điện. Hệ số công suất thấp cho biết công suất phản kháng mà mạch sử dụng để biến đổi từ trường xoay chiều là lớn, do đó làm giảm tỷ lệ sử dụng của thiết bị và tăng tổn thất nguồn điện đường dây. Do đó, bộ phận cung cấp điện có một số yêu cầu tiêu chuẩn nhất định đối với hệ số công suất của người sử dụng điện.
1. Phân tích cơ bản nhất. Ví dụ, công suất của thiết bị là 100 đơn vị, tức là 100 đơn vị công suất được cung cấp cho thiết bị. Tuy nhiên, do tổn thất công suất phản kháng vốn có của hầu hết các hệ thống điện, nên chỉ có thể sử dụng 70 đơn vị công suất. Mặc dù chỉ sử dụng 70 đơn vị, nhưng phải trả 100 đơn vị phí. Trong ví dụ này, hệ số công suất là 0.7 (nếu hệ số công suất của hầu hết các thiết bị nhỏ hơn 0.9, sẽ bị phạt). Tổn thất công suất phản kháng này chủ yếu tồn tại ở các thiết bị động cơ (như quạt gió, máy bơm, máy nén, v.v.), còn được gọi là tải cảm ứng. Hệ số công suất là thước đo hiệu suất của động cơ.
2. Phân tích cơ bản. Mỗi hệ thống động cơ tiêu thụ hai công suất chính, cụ thể là công suất hữu ích thực tế (gọi là kilowatt) và công suất vô dụng phản kháng. Hệ số công suất là tỷ số giữa công suất hữu ích và tổng công suất. Hệ số công suất càng cao thì tỷ số giữa công suất hữu ích và tổng công suất càng cao và hệ thống hoạt động hiệu quả hơn.
3. Phân tích nâng cao. Trong mạch tải cảm ứng, đỉnh của dạng sóng dòng điện xảy ra sau đỉnh của dạng sóng điện áp. Sự tách biệt của hai đỉnh dạng sóng có thể được biểu thị bằng hệ số công suất. Hệ số công suất càng thấp, sự tách biệt giữa hai đỉnh dạng sóng càng lớn.
Để cải thiện hệ số công suất
Các tải công suất trong lưới điện như động cơ, máy biến áp, đèn huỳnh quang và lò hồ quang chủ yếu là tải cảm ứng. Các thiết bị cảm ứng này cần hấp thụ không chỉ công suất hữu ích từ hệ thống điện trong quá trình vận hành mà còn cả công suất phản kháng. Do đó, sau khi lắp đặt thiết bị bù công suất phản kháng tụ điện song song trong lưới điện, nó sẽ có thể cung cấp bù cho công suất phản kháng mà tải cảm ứng tiêu thụ, giảm công suất phản kháng do tải cảm ứng cung cấp ở phía cung cấp điện của lưới điện và truyền qua đường dây. Vì dòng công suất phản kháng trong lưới điện giảm nên có thể giảm tổn thất năng lượng do truyền công suất phản kháng của máy biến áp và thanh cái trong đường dây truyền tải và phân phối. Đây chính là lợi ích của bù công suất phản kháng.
Mục đích chính của bù công suất phản kháng là cải thiện hệ số công suất của hệ thống bù. Bởi vì công suất do cục cung cấp điện tạo ra được tính bằng KVA hoặc MVA, nhưng điện tích được tính bằng KW, tức là công thực tế hữu ích đã thực hiện. Có sự khác biệt về công suất phản kháng giữa hai loại này, nói chung, công suất phản kháng tính bằng KVAR. Hầu hết công suất phản kháng là công suất cảm ứng, tức là cái gọi là động cơ, máy biến áp và đèn huỳnh quang. Hầu như tất cả công suất phản kháng đều là công suất cảm ứng, còn công suất điện dung rất hiếm. Chính vì sự tồn tại của độ tự cảm này mà giá trị KVAR được tạo ra trong hệ thống. Mối quan hệ giữa ba công suất này là một hàm lượng giác:
KVA bình phương = KW bình phương + KVAR bình phương
Nói một cách đơn giản, trong công thức trên, nếu giá trị KVAR ngày nay bằng 1, KVA sẽ bằng KW, khi đó 1KVA điện do cục cung cấp điện phát ra bằng 0.9KW lượng điện tiêu thụ của người dùng, hiệu quả về mặt chi phí là cao nhất tại thời điểm này, vì vậy hệ số công suất là hệ số mà cục cung cấp điện rất quan tâm. Nếu người dùng không đạt được hệ số công suất lý tưởng, thì tương đối tiêu tốn tài nguyên của cục cung cấp điện, vì vậy đây là lý do tại sao hệ số công suất là một hạn chế theo quy định. Hiện tại, các quy định về hệ số công suất ở Trung Quốc phải nằm trong khoảng từ 1 đến 0.9 độ tự cảm. Nếu thấp hơn 1.0 hoặc cao hơn XNUMX thì sẽ bị phạt. Đây là lý do tại sao chúng ta phải kiểm soát hệ số công suất trong một phạm vi rất chính xác, quá nhiều hoặc quá ít đều không được chấp nhận.
Sự khác biệt giữa công suất định mức và công suất thực tế của động cơ
chỉ dữ liệu mà động cơ đang ở trạng thái hoạt động tốt nhất.
Điện áp định mức là cố định, với độ lệch cho phép là 10%. Công suất thực tế và dòng điện thực tế của động cơ thay đổi theo kích thước của tải bị kéo; tải bị kéo càng lớn thì công suất thực tế và dòng điện thực tế càng lớn; tải bị kéo càng nhỏ thì công suất thực tế và dòng điện thực tế càng nhỏ.
Nếu công suất thực tế và dòng điện thực tế lớn hơn công suất định mức và dòng điện định mức, động cơ sẽ quá nhiệt và cháy; nếu công suất thực tế và dòng điện thực tế nhỏ hơn công suất định mức và dòng điện định mức, sẽ gây lãng phí vật liệu.
Công suất định mức = dòng điện định mức IN*điện áp định mức UN*căn bậc 3*hệ số công suất
Công suất thực tế = dòng điện thực tế IN*điện áp thực tế UN*căn bậc 3*hệ số công suất
