Hệ số công suất động cơ điện xoay chiều
Kích thích có liên quan chặt chẽ đến công suất phản kháng của động cơ điện xoay chiều và việc cung cấp công suất phản kháng đòi hỏi một chi phí nhất định. Do đó, hệ số công suất của động cơ điện xoay chiều là một chỉ số quan trọng để đo lường nền kinh tế của nó. Có ba khía cạnh chính đối với các tác động bất lợi của hệ số công suất thấp đối với hoạt động của hệ thống:
● Máy phát, máy biến áp và thiết bị truyền dẫn được đánh giá bằng kVA (công suất) thay vì kW (công suất hoạt động) vì tổn thất và nhiệt của chúng về cơ bản được xác định bởi sản phẩm của điện áp và dòng điện, và không phụ thuộc vào hệ số công suất. Kích thước vật lý và giá thành của thiết bị tỷ lệ thuận với công suất định mức của nó. Do đó, đầu tư cần thiết cho máy phát điện, máy biến áp và thiết bị truyền dẫn để cung cấp một lượng điện năng hoạt động nhất định tỷ lệ nghịch với hệ số công suất.
• Hệ số công suất thấp có nghĩa là tiêu thụ dòng điện và I2R lớn hơn trong các thiết bị phát và truyền tải điện.
● Hệ số công suất thấp có thể làm cho khả năng điều chỉnh điện áp tồi tệ hơn.
Công suất phản kháng và thông lượng
Từ mối quan hệ giữa công suất phản kháng và việc thiết lập từ thông, có thể dễ dàng nhìn thấy các yếu tố ảnh hưởng đến công suất phản kháng mà động cơ yêu cầu. Như với bất kỳ thiết bị điện từ nào khác, từ thông tổng hợp cần thiết cho hoạt động của động cơ phải được thiết lập bởi thành phần từ hóa của dòng điện. Bất kể dòng từ hóa đang lưu thông trong cuộn dây stato hay trong cuộn dây rôto, không có sự khác biệt trong mạch từ và quá trình chuyển đổi năng lượng cơ bản.
• Trong máy biến áp, cho dù cuộn dây nào được sử dụng để truyền dòng kích thích trong máy biến áp, không có sự khác biệt cơ bản nào trong việc thiết lập từ thông. Trong một số trường hợp, mỗi cuộn dây cung cấp một phần kích thích. Nếu tất cả hoặc một phần của dòng từ hóa được cung cấp bởi cuộn dây AC, đầu vào của cuộn dây phải chứa công suất phản kháng trễ vì dòng từ hóa tụt lại phía sau điện áp 90 °. Công suất phản kháng kích thích thiết lập một từ thông trong động cơ.
• Trong động cơ cảm ứng, nguồn kích thích duy nhất có thể là đầu vào stato. Do đó, động cơ cảm ứng phải hoạt động ở trạng thái hệ số công suất trễ, rất thấp không tải và tăng lên 85% đến 90% hoặc cao hơn khi đầy tải. Sự cải thiện hệ số công suất được gây ra bởi sự gia tăng công suất hoạt động cần thiết khi tải tăng.
• Đối với động cơ đồng bộ, có thể có hai nguồn kích thích: dòng điện xoay chiều trong cuộn dây phần ứng hoặc dòng điện trực tiếp trong cuộn dây trường. Nếu dòng điện của cuộn dây trường vừa đủ để cung cấp tiềm năng từ tính cần thiết, thì cuộn dây phần ứng không yêu cầu thành phần dòng điện từ hóa hoặc công suất phản kháng và động cơ hoạt động ở hệ số công suất đơn vị là một. Nếu dòng điện trường bị giảm, nghĩa là động cơ bị kích thích quá mức, sự thiếu hụt điện thế từ phải được bù bằng cuộn dây phần ứng, để động cơ hoạt động ở trạng thái công suất trễ. Nếu dòng điện tăng, nghĩa là động cơ bị kích thích quá mức, thế năng từ trường dư thừa phải được cân bằng bởi cuộn dây phần ứng và một thành phần tiên tiến xuất hiện trong dòng điện phần ứng và sau đó động cơ hoạt động ở trạng thái công suất tiên tiến .
