A teljesítménytényező meghatározása
Az elektromos motorban, valamint a transzformátorban a működéshez mágneses mezőt kell létrehozni. Ez a mező a váltakozó áramú áramkörökben szinuszosan változik, és a hozzá kapcsolódó energia az egyik fél perióduson át áramlik a generátorból az áramszedőbe, majd a következő felében visszatér a generátorba.
Ezt az energiát reaktív energiának nevezzük. Áramlása a feszültségtől elmaradó járulékos áram formájában nyilvánul meg, amint az ábra mutatja. 1, c görbe. Ez az áram, amely a generátortól a vevő felé áramlik, és fordítva, nem termel hasznos munkát, hanem csak a vezetékek további melegítését, azaz további aktív energiaveszteségeket okoz.
A reaktív teljesítményről itt olvashat bővebben: AC tápegység és teljesítményveszteségek
A vezetékben folyó aktív és meddő áramok összeadják az ampermérővel mért összáramot. Ennek az összáramnak és feszültségnek a szorzatát látszólagos teljesítménynek nevezzük.
Az aktív teljesítmény és a teljes teljesítmény arányát teljesítménytényezőnek nevezzük... A műszaki számítások megkönnyítése érdekében a teljesítménytényezőt a következőképpen fejezzük ki: "phi" feltételes szög koszinusza (mertφ).
Különböző terheléseknél az átlagos teljesítménytényezőt egy bizonyos időtartam alatt határozzák meg. A teljesítménytényező meghatározásához az aktív és reaktív mérők leolvasását használják, amely lehetővé teszi a tgφ súlyozott átlagértékének megállapítását az energiafogyasztás teljes időtartamára.
Ha a meddő energiafogyasztást elosztjuk az aktív energiafogyasztással, akkor a "phi" tangensnek nevezett értéket kapjuk:
tgφ = Wreaction /WAct
A tgφcf meghatározása, a cosφ értékének meghatározása.
A teljesítménytényező értéke a voltmérő, az ampermérő és a wattmérő leolvasásából is meghatározható a következő képletek szerint:
egyfázisú áram esetén cosφ = P / UI
háromfázisú áram esetén cosφ = P /(1,73UlinAzlin)
Rizs. 1. Fáziseltolás az áram és a feszültség között: a – feszültséggörbe, b – aktív áramgörbe, c – kapacitív áramgörbe, d – induktív áramgörbe
A teljesítménytényezőt fázismérővel lehet meghatározni. További részletekért lásd itt: Hogyan mérjük a teljesítménytényezőt
A cosφ meghatározása elektromos bilincs segítségével
Fázismérők vagy wattmérők segítségével meg lehet határozni az egyes elektromos vevők vagy a hálózat szakaszainak teljesítménytényezőjét enyhén változó terhelés mellett. Ezek a módszerek azonban nehézkesek, mert meg kell szakítani az áramköröket, és a nagy teljesítményű berendezésekhez áramváltókat kell beépíteni.
A cosφ mérésére az áramkör megszakítása nélkül egy D90 típusú elektromos bilincsmérőt használnak.
Mérőbilincs D90
Kiegyensúlyozott terhelésű háromfázisú áramkörökben a teljesítmény mérése egy fázisban történik. Ehhez a vezeték egyik vezetékét a bilincs mágneses áramköre borítja, a wattmérő párhuzamos áramkörének generátorkapcsa ugyanabba a fázisba, a második pedig a nulla vezetékhez csatlakozik. Ezután egy Ts91 vagy Ts4505 típusú bilinccsel megmérjük a fázisáramot és a fázisfeszültséget.
A teljesítménytényező kiszámítása a következő képlettel történik: cosφ = P / UI
A mérőbilincsekkel végzett munka során be kell tartani a biztonsági intézkedéseket.