유도 전동기의 역률 - 무엇이 의존하고 어떻게 변하는가

각 유도 전동기의 명판(데이터 플레이트)에는 다른 작동 매개변수 외에 해당 매개변수가 다음과 같이 표시됩니다. 코사인 파이 — cosfi… 코사인 파이는 유도 전동기 역률이라고도 합니다.

이 매개변수를 cos phi라고 하는 이유는 무엇이며 전력과 어떤 관련이 있습니까? 모든 것이 매우 간단합니다. phi는 전류와 전압의 위상차이며 유도 전동기 (변압기, 유도로 등) 작동 중에 발생하는 유효 전력, 무효 전력 및 총 전력을 그래프로 표시하면 비율이 최대 전력에 대한 유효 전력 - 이것은 코사인 파이 - Cosphi 또는 다른 말로 역률입니다.

유도 전동기의 정격 공급 전압 및 정격 축 부하에서 코사인 파이 또는 역률은 명판 값과 동일합니다.

예를 들어 AIR71A2U2 엔진의 경우 축 부하가 0.75kW인 경우 역률은 0.8입니다.그러나 이 모터의 효율은 79%이므로 정격 축 부하에서 모터가 소비하는 유효 전력은 0.75kW 이상, 즉 0.75/효율 = 0.75/0.79 = 0.95kW가 됩니다.

그럼에도 불구하고 정격 샤프트 부하에서 전력 매개변수 또는 Cosphi는 네트워크에서 소비하는 에너지와 정확하게 관련됩니다. 즉, 이 모터의 총 전력은 S = 0.95 / Cosfi = 1.187(KVA)입니다. 여기서 P = 0.95는 모터가 소비하는 유효 전력입니다.

이 경우 역률 또는 Cosphi는 모터 샤프트 부하와 관련이 있습니다. 샤프트 기계적 동력이 다르면 고정자 전류의 활성 구성 요소도 달라지기 때문입니다. 따라서 유휴 모드, 즉 샤프트에 아무것도 연결되지 않은 경우 모터의 역률은 일반적으로 0.2를 초과하지 않습니다.

샤프트 부하가 증가하기 시작하면 고정자 전류의 활성 구성 요소도 증가하므로 역률이 증가하고 공칭에 가까운 부하에서 약 0.8 - 0.9가 됩니다.

이제 부하가 계속 증가하면, 즉 공칭 값 이상으로 샤프트에 부하가 걸리면 로터가 느려지고 증가합니다. 슬립 에스, 회전자의 유도 저항이 기여하기 시작하고 역률이 감소하기 시작합니다.

모터가 작동 시간의 특정 부분 동안 유휴 상태이면 예를 들어 델타에서 스타로 전환하는 것과 같이인가 전압을 줄이는 데 의지 할 수 있습니다. 그러면 권선의 위상 전압이 루트 3 배 감소합니다 , 아이들 로터의 유도 성분은 감소하고 고정자 권선의 활성 성분은 약간 증가합니다. 따라서 역률이 약간 증가합니다.

원칙적으로 비동기 모터와 같은 교류로 구동되는 시스템은 활성, 유도 및 용량 구성 요소 외에도 항상 반주기마다 에너지의 특정 부분이 소위 네트워크로 반환됩니다. 무효 전력 Q. 

이 사실은 전기 공급업체에 문제를 일으킵니다. 발전기는 그리드에 최대 전력 S를 공급해야 하며, 그리드는 발전기로 돌아갑니다. 그러나 와이어에는 여전히 이 최대 전력에 적합한 단면이 필요하며, 앞뒤로 순환하는 무효 전류의 전선... 전체 전력을 전달하려면 발전기가 필요하며 그 중 일부는 기본적으로 쓸모가 없습니다.

순전히 능동적인 형태에서 발전소의 발전기는 사용자에게 훨씬 더 많은 전기를 공급할 수 있으며 이를 위해 Cosphi = 1인 순전히 능동적인 부하에서와 같이 역률이 1에 가까워야 합니다.

이러한 조건을 보장하기 위해 일부 대기업은 무효 전력 보상 장치즉, 역률이 감소하면 비동기 모터와 병렬로 자동 연결되는 코일 및 커패시터 시스템입니다.

무효 에너지는 발전소의 유도 전동기와 발전기 사이가 아니라 유도 전동기와 주어진 설비 사이에서 순환하는 것으로 나타났습니다. 따라서 비동기 모터의 역률은 거의 1이 됩니다.