גורם ההספק של מנוע האינדוקציה - במה הוא תלוי וכיצד הוא משתנה

על לוחית השם (לוחית הנתונים) של כל מנוע אינדוקציה, בנוסף לפרמטרים תפעוליים אחרים, הפרמטר שלו מצוין cosine phi - cosfi... קוסינוס פי נקרא גם גורם כוח מוטורי אינדוקציה.

למה הפרמטר הזה נקרא cos phi ואיך הוא קשור להספק? הכל די פשוט: phi הוא הפרש הפאזות בין זרם למתח, ואם משרטטים את ההספק הפעיל, התגובתי והסך הכל המתרחש במהלך פעולת מנוע אינדוקציה (שנאי, תנור אינדוקציה וכו'), מסתבר שהיחס של כוח פעיל לעוצמה מלאה - זה קוסינוס פי - Cosphi, או במילים אחרות - גורם כוח.

במתח אספקה ​​מדורג ובעומס ציר מדורג של מנוע אינדוקציה, קוסינוס phi או מקדם ההספק פשוט יהיה שווה לערך לוחית השם שלו.

לדוגמה, עבור מנוע AIR71A2U2, מקדם ההספק יהיה 0.8 עם עומס פיר של 0.75 קילוואט.אבל היעילות של מנוע זה היא 79%, לכן ההספק האקטיבי הנצרך על ידי המנוע בעומס הפיר המדורג יהיה יותר מ-0.75 קילוואט, כלומר 0.75 / יעילות = 0.75 / 0.79 = 0.95 קילוואט.

עם זאת, בעומס מדורג של פיר, פרמטר ההספק או Cosphi קשור בדיוק לאנרגיה הנצרכת על ידי הרשת. המשמעות היא שההספק הכולל של מנוע זה יהיה שווה ל-S = 0.95 / Cosfi = 1.187 (KVA). כאשר P = 0.95 הוא ההספק הפעיל שצורך המנוע.

במקרה זה, גורם ההספק או Cosphi קשור לעומס פיר המנוע, מכיוון שעם כוח מכני של פיר שונה, המרכיב הפעיל של זרם הסטטור יהיה שונה גם הוא. אז, במצב סרק, כלומר, כאשר שום דבר אינו מחובר לפיר, גורם ההספק של המנוע לא יעלה, ככלל, על 0.2.

אם עומס הפיר מתחיל לעלות, אז גם הרכיב הפעיל של זרם הסטטור יגדל, ולכן גורם ההספק יגדל, ובעומס קרוב לנומינלי הוא יהיה בערך 0.8 - 0.9.

אם כעת העומס ממשיך לעלות, כלומר להעמיס את הציר מעל הערך הנומינלי, אז הרוטור יאט, יגדל להחליק ס, ההתנגדות האינדוקטיבית של הרוטור תתחיל לתרום ומקדם ההספק יתחיל לרדת.

אם המנוע פועל בסרק במשך חלק מסוים מזמן הפעולה, אז אתה יכול לפנות להפחתת המתח המופעל, למשל, מעבר מדלתא לכוכב, ואז מתח הפאזה של הפיתולים יקטן בשורש של פי 3 , הרכיב האינדוקטיבי מהרוטור הסרק יקטן, והרכיב הפעיל בפיתולי הסטטור יגדל מעט. לפיכך, מקדם ההספק יגדל מעט.

באופן עקרוני, למערכות המונעות על ידי זרם חילופין, כמו מנועים אסינכרוניים, יש תמיד בנוסף לרכיבים הפעילים, האינדוקטיביים והקיבוליים, לכן בכל חצי מחזור מוחזר חלק מסוים מהאנרגיה לרשת, מה שנקרא כוח תגובתי ש. 

עובדה זו יוצרת בעיות עבור ספקי החשמל: הגנרטור נאלץ לספק כוח מלא S לרשת, שחוזר לגנרטור, אך החוטים עדיין זקוקים לחתך מתאים למלוא ההספק הזה, וכמובן שיש חימום טפילי של החוטים מהזרם התגובתי שמסתובבים קדימה ואחורה... מסתבר שהגנרטור נדרש לספק את מלוא הספק, חלקו בעצם חסר תועלת.

בצורה פעילה גרידא, הגנרטור של תחנת הכוח יכול לספק הרבה יותר חשמל למשתמש ולשם כך יש צורך שגורם ההספק יהיה קרוב לאחדות, כלומר, כמו בעומס פעיל גרידא שבו Cosphi = 1.

כדי להבטיח תנאים כאלה, כמה ארגונים גדולים מתקינים יחידות פיצוי כוח תגובתי, כלומר, מערכות של סלילים וקבלים המחוברים אוטומטית במקביל למנועים אסינכרוניים כאשר מקדם ההספק שלהם יורד.

מסתבר שהאנרגיה התגובתית מסתובבת בין מנוע האינדוקציה למתקן הנתון, ולא בין מנוע האינדוקציה לגנרטור בתחנת הכוח. לפיכך, גורם ההספק של מנועים אסינכרוניים מובא לכמעט 1.