Коэффициент мощности и методы его повышения

Сosj - коэффициент мощности.

S = UI = P + jQ = (e^{j j}), P = S cosj, Q = S sinj,

Дляповышенияcosj используют синхронные двигатели, у которых можно сделать такой режим, когда реактивный ток будет опережать напряжение. Для этого нужно подключить параллельно нагрузке реактивность противоположного порядка. Например, если в нагрузке стоит индуктивность, то для повышения коэффициента мощностипараллельно индуктивности нагрузки нужно поставить ёмкость и наоборот.

Так как то

Фазосдвигающее устройство

Принцип действия фазосдвигающего устройства (ФСУ) легко понять из векторной диаграммы (рис. 7.4, б)). Угол сдвига в этом устройстве будет равен ,если будет справедливо равенство =  = 1. При этом величины напряжений между точками ab и cd будут равны между собой и сдвинуты относительно друг друга на 90°.Такое ФСУ удобно использовать для питания статора однофазного асинхронного двигателя.

 

Рис. 7.4. Схема а) и векторная диаграмма б) фазосдвигающего устройства

 

Другой вид фазосдвигающей цепи показан на рис. 7.5.

 

а)                                       б)

Рис. 7.5. Схемаи векторная диаграмма мостовогофазовращателя

 

На рис.7.5 выходное напряжение U_dc = U ₂ , при условии R ₁ = R ₂ и в режимехолостого хода имеет вид

Фазовый сдвиг и коэффициент передачи этого моста имеют вид

На этой схеме (рис. 7.5, а)) изменение частоты входного сигнала U₁ приведёт к изменению угла поворота выходного напряжения U₂ относительно входного.При изменении R от 0 до ∞ угол сдвига ψ будет изменяться от180° до 0°, а точка с будет перемещаться по дуге окружности круговой диаграммы от точки a до точки b (рис. 7.5 б)). Длина вектора dc (напряжения U ₂) будет оставаться постоянной. Если поменять местами R и C, то знак фазового угла изменится на противоположный. Так как выходное сопротивление источника U ₁ и сопротивление R меньше ∞, то фазовый угол ψ может изменяться в пределах 120 -150 град.

Вопросы

1. Активная, реактивная и полная проводимость.

2. Условие наступления резонанса токов.

3. Активная, реактивная и полная мощность цепи, формула, единицы измерения.

4. Коэффициент мощности и способы его увеличения.

5. Уравнение баланса мощностей.

6. Принцип действия фазосдвигающего устройства.

7. Резонансная частота неидеального параллельного контура, формула.

8. Входное сопротивление не идеального параллельного контура, формула.

9. Как можно добиться режима резонанса в параллельной цепи, изображенной на рис 7.1 (какие параметры схемы изменять)?

10. При каком условии сопротивление параллельного контура будет равно бесконечности?

11. На вход параллельного контура рис 7.1 подано напряжение u(t)= 141 sin 628 t. Параметры контура: R ₁ = R ₂ = 6 Ом, L = 25,5мГн, С = 398 мкФ. Определить действующие значения токов.

12. В каком случае угол сдвига между входным и выходным напряжением в мостовом фазосдвигающем устройстве будет 90°?

13. Почему в мостовомфазовращателе угол сдвига меньше 180°?

 

 

Трёхфазные цепи

 

Многофазная цепь - цепь, содержащая несколько источников питания. Источники ЭДС имеют одинаковую амплитуду и одинаковый угол сдвига между ЭДС: j=360/ m, где m – число фаз (симметричный источник). Будем рассматривать только симметричные источники. Структура трёхфазного генератора и временные диаграммы фазных ЭДС показаны на рис. 8.1.

Обмотки генератора могут соединяться в схемы «звезда» (Y) и «треугольник» (Δ).

Уравнения для мгновенных значений фазных ЭДС генератора имеют вид:

e_a( w t)=E_m sinw t, e_b( w t)=E_m sin ( w t-2 p /3),e_c( w t)=E_m sin ( w t+2 p /3).

Фазныенапряжения:

U_a= j _a - j _N =U, U_b= j _b - j _N =U, U_b= j _b - j _N =U.

Линейныенапряжения:

U_ab=U_a - U_b=U _л,U_bc=U_b-U_c=U _л,U_ca=U_c-U_a=U _л.

 

Рис. 8.1. Структура трёхфазного генератора а), и временные диаграммы фазных ЭДС б)