Faktor moči indukcijskega motorja - od česa je odvisen in kako se spreminja

Na imenski tablici (podatkovni ploščici) vsakega indukcijskega motorja je poleg ostalih delovnih parametrov označen njegov parameter kot kosinus fi — cosfi… Kosinus phi imenujemo tudi faktor moči indukcijskega motorja.

Zakaj se ta parameter imenuje cos phi in kako je povezan z močjo? Vse je precej preprosto: phi je fazna razlika med tokom in napetostjo, in če grafično prikažete aktivno, reaktivno in skupno moč, ki se pojavi med delovanjem indukcijskega motorja (transformator, indukcijska peč itd.), Se izkaže, da je razmerje delovne moči do polne moči — to je kosinus phi — Cosphi ali z drugimi besedami — faktor moči.

Pri nazivni napajalni napetosti in nazivni obremenitvi gredi indukcijskega motorja bo kosinus phi ali faktor moči preprosto enak njegovi vrednosti na imenski tablici.

Na primer, za motor AIR71A2U2 bo faktor moči 0,8 z obremenitvijo gredi 0,75 kW.Toda učinkovitost tega motorja je 79%, zato bo aktivna moč, ki jo porabi motor pri nazivni obremenitvi gredi, večja od 0,75 kW, in sicer 0,75 / Učinkovitost = 0,75 / 0,79 = 0,95 kW.

Kljub temu je pri nazivni obremenitvi gredi parameter moči ali Cosphi povezan natančno z energijo, ki jo porabi omrežje. To pomeni, da bo skupna moč tega motorja enaka S = 0,95 / Cosfi = 1,187 (KVA). Kjer je P = 0,95 aktivna moč, ki jo porabi motor.

V tem primeru je faktor moči ali Cosphi povezan z obremenitvijo gredi motorja, ker bo z različno mehansko močjo gredi drugačna tudi aktivna komponenta statorskega toka. Torej, v stanju mirovanja, to je, ko nič ni priključeno na gred, faktor moči motorja praviloma ne bo presegel 0,2.

Če se obremenitev gredi začne povečevati, se bo povečala tudi aktivna komponenta statorskega toka, zato se bo faktor moči povečal in pri obremenitvi blizu nominalne bo približno 0,8 - 0,9.

Če se zdaj obremenitev še naprej povečuje, to je obremenitev gredi nad nazivno vrednostjo, se bo rotor upočasnil, povečal zdrs s, bo začel prispevati induktivni upor rotorja in faktor moči se bo začel zmanjševati.

Če je motor določen del časa delovanja v prostem teku, se lahko zatečete k zmanjšanju uporabljene napetosti, na primer s preklopom iz trikotnika v zvezdo, potem se bo fazna napetost navitij zmanjšala za koren 3-krat , se bo induktivna komponenta rotorja v prostem teku zmanjšala, aktivna komponenta v navitjih statorja pa se bo rahlo povečala. Tako se bo faktor moči nekoliko povečal.

Načeloma imajo sistemi, ki jih poganja izmenični tok, kot so asinhroni motorji, vedno poleg aktivne še induktivne in kapacitivne komponente, zato se vsakih pol ciklov določen del energije vrne v omrežje, t.i. reaktivna moč Q. 

To dejstvo povzroča težave dobaviteljem električne energije: generator je prisiljen oddajati polno moč S v omrežje, ki se vrne nazaj v generator, žice pa še vedno potrebujejo primeren prerez za to polno moč, seveda pa pride do parazitskega segrevanja žice iz reaktivnega toka, ki kroži naprej in nazaj... Izkazalo se je, da mora generator zagotavljati polno moč, od katere je nekaj v bistvu neuporabno.

V čisto aktivni obliki bi generator elektrarne lahko dobavil veliko več električne energije uporabniku in za to je potrebno, da je faktor moči blizu enote, torej kot pri čisto aktivni obremenitvi, kjer je Cosphi = 1.

Da bi zagotovili takšne pogoje, nekatera velika podjetja namestijo enote za kompenzacijo jalove moči, to je sistemov tuljav in kondenzatorjev, ki se samodejno povežejo vzporedno z asinhronimi motorji, ko se njihov faktor moči zmanjša.

Izkazalo se je, da jalova energija kroži med indukcijskim motorjem in dano instalacijo, ne pa med indukcijskim motorjem in generatorjem v elektrarni. Tako se faktor moči asinhronih motorjev zmanjša na skoraj 1.