Hei,

Er det Cos (phi) du tenker på?

Hilsen
Forumleder

ja, korekt! det som er stemplet på motoren

Hei,

Når motorstrømmen og spenningen ikke oppnår sine respektive verdier samtidig, oppstår det en faseforskyvning mellom strømmen og spenningen. Det vil si at strøm og spenning ikke har sine toppverdier samtidig. De er forskjøvet i forhold til hverandre.

Denne forskyvningen kan tallsettes med Cos (phi). Cos (phi) omtales også som motorens effektfaktor.

Faseforskyvningen er en vinkel som angis i grader, og en bruker den greske bokstaven phi = ? for å angi vinkelen. Cosinus til denne vinkelen kalles effektfaktoren, og brukes for å angi hvor stor aktiv effekt vi kan utnytte.


I dette eksemplet har vi en faseforskyvning mellom spenning og strøm på ? = 45 grader, hvilket representerer en cos (phi) = 0,71. Den grønne strømkurven kommer til sin nullverdi 45 grader senere enn den røde spenningskurven.

Effektfaktoren Cos (phi) viser sammenhengen mellom den aktive- (P), reaktive- (Q) og den tilsynelatende effekten (S). Effektfaktoren er forholdet mellom strømmen og spenningen.

(se figur nedenfor)

En motor forbruker aktiv effekt (P), som den konverterer til mekanisk arbeid (det vil si motor-turtall), og bruker (men ikke forbruker) reaktiv effekt (Q) som trengs for magnetisering av motoren (slik at den er i stand til å lage aktiv effekt), men den reaktive effekten utfører ikke noe mekanisk arbeid. Vi kan si at (Q) er ""et nødvendig onde"". Magnetiseringsstrømmen induseres i rotoren fra statorviklingen omtrent som fra primær til sekundærviklingen i en transformator.


Vi tenker oss her en motor som mottar elektrisitet via to separate ledere. Den røde leverer magnetiseringsstrømmen (Q) til motoren. Det er viktig å merke seg at denne strømmen er konstant, uavhengig om motoren arbeider eller ikke. Størrelsen på (Q)-strømmen står i forhold til motorstørrelsen. Og, denne strømmen konsumeres altså ikke i motoren.

I den blå lederen (P) leveres strømmen som skal brukes til arbeid. Denne strømmen er proporsjonal med motorbelastningen. Og, denne energien konsumeres i motoren. Desto mer arbeid som skal gjøres, desto høyere (P)-strøm.



La meg ta et eksempel: En heisemotor vil ha relativt sett stor (Phi) med få passasjerer i heisen da (P) er relativt liten i forhold til (Q). Vi ser at den totale strømmen som går i systemet (S) er temmelig stor sett i forhold til den nyttestrømmen (P) motoren bruker for å kjøre heisen grunnet den store fasevinkelen som oppstår.

Den samme heisemotoren har en relativt sett liten (Phi) når det er mange passasjerer i heisen, da motoren må arbeide mer enn tidligere. (Q) blir nå relativt sett mindre i forhld til (P).

Effektfaktoren for motorer, generelt, ligger mellom 0,7 og 0,9. Faktoren ligger i det nedre intervallet for mindre motorer, og typisk i det øvre intervallet for større motorer.

I en installasjon kan det være mange motorer, og det vil brukes mye reaktiv effekt. Derfor vil den samlede effektfaktor bli lavere. Dersom dette skjer kan nettleverandøreren kreve at man høyner effektfaktoren igjen til mer akseptable verdier. Dette gjøres ved å koble kondensatorer til tilførselen slik at disse absorberer den reaktive effekten og effektfaktoren øker. Bruk av kondensatorer på denne måten kalles fasekompensering.

I mange industribedrifter finnes det en mengde motorer som er i gang, selv om de bare tidesvis belastes (intermittent drift). Eksempler kan være motorer for boreverk, fresemaskiner, slipeutstyr, kompressorer. Mens de går i tomgang, trekker de stort sett bare magnetiseringsstrøm (Q reaktiv strøm (induktiv pga. spole i motorene)). Denne magnetiseringsstrømmen kan være meget betydelig (20-80% av merkestrøm!!), og må normalt hentes ""fra nettet""; dvs. at kraftleverandøren må levere den. Denne reaktive strømmen må produseres i generatorene, videre formidles gjennom transformatorer, linjer og koblingsutstyr, som derved må dimensjoneres rikeligere enn hva som ville være nødvendig for å få frem den den nyttige, eller aktive effekten.

Video på Youtube som demonsterer aktiv og reaktiv effekt og fasekompensering

Når spenning og strøm er i fase, er faseforskyvningen null grader, og Cos (phi) blir 1. Hensikten med å få effektfaktoren til å bli 1 (eller så nær som mulig) er å få kretsen til å se ut som en ren resistiv krets.


Les her for mer informasjon om effekter på fagforumet!

Vi har følgende formler for elektriske effekter:

P = [Rot (3)] * U * I * cos (phi)

Q = [Rot (3)] * U * I * sin (phi)

S = [Rot (3)] * U * I

Virkningsgraden (n) og Cos (phi) er forskjellige ting.

Virkningsgraden (n) forteller deg hvor effektiv motoren er til å omvandle den tilførte elektriske energien om til mekanisk kraft (dreiemoment) på motorakslingen (for eksempel å drive en pumpe eller vifte).

Tilført elektrisk effekt til motor:
Pt = [Rot (3)] * U * I * cos (phi)

Avlevert effekt på motoraksling:
Pa = n * [Rot (3)] * U * I * cos (phi)

hvor n er motorens virkningsgrad.

Takk! Meget bra svar!