AC-Motorleistungsfaktor
Die Erregung hängt eng mit der Blindleistung des Wechselstrommotors zusammen und die Bereitstellung von Blindleistung erfordert bestimmte Kosten. Daher ist der Leistungsfaktor des Wechselstrommotors ein wichtiger Indikator zur Messung seiner Wirtschaftlichkeit. Die nachteiligen Auswirkungen eines niedrigen Leistungsfaktors auf den Systembetrieb haben drei Hauptaspekte:
● Generatoren, Transformatoren und Übertragungseinrichtungen werden von kVA (Leistung) anstelle von kW (Wirkleistung) bewertet, da ihre Verluste und Wärmeenergie im Wesentlichen durch das Produkt aus Spannung und Strom bestimmt werden und unabhängig vom Leistungsfaktor sind. Die physische Größe und die Kosten der Ausrüstung sind in etwa proportional zu ihrer Nennkapazität. Daher ist die Investition von Generatoren, Transformatoren und Übertragungsgeräten zur Bereitstellung einer bestimmten Menge an Wirkleistung in etwa proportional zum Leistungsfaktor.
• Ein niedriger Leistungsfaktor bedeutet einen höheren Strom- und I2R-Verbrauch in Stromerzeugungs- und -übertragungseinrichtungen.
● Ein niedriger Leistungsfaktor kann die Spannungseinstellung verschlechtern.
Blindleistung und Fluss
Aus der Beziehung zwischen Blindleistung und dem Aufbau eines magnetischen Flusses können die Faktoren, die die vom Motor benötigte Blindleistung beeinflussen, leicht gesehen werden. Wie bei jeder anderen elektromagnetischen Vorrichtung muss der resultierende Magnetfluss, der für den Motorbetrieb erforderlich ist, durch die Magnetisierungskomponente des Stroms festgelegt werden. Unabhängig davon, ob der Magnetisierungsstrom in der Statorwicklung oder in der Rotorwicklung zirkuliert, gibt es keinen Unterschied zwischen dem Magnetkreis und dem grundlegenden Energieumwandlungsprozess.
• Unabhängig von der Wicklung, die der Erregerstrom im Transformator durchläuft, besteht bei einem Transformator kein grundlegender Unterschied bei der Bestimmung des magnetischen Flusses. In einigen Fällen sorgt jede Wicklung für eine teilweise Erregung. Wenn der gesamte oder ein Teil des Magnetisierungsstroms von der Wechselstromwicklung geliefert wird, muss der Eingang der Wicklung eine hysteretische Blindleistung enthalten, da der Magnetisierungsstrom der Spannung um 90 ° nacheilt. Die hysteretische Blindleistung erzeugt einen magnetischen Fluss im Motor.
• Bei Induktionsmotoren ist der Stator-Eingang die einzige mögliche Anregungsquelle. Daher muss der Induktionsmotor in einem Zustand des hysteretischen Leistungsfaktors arbeiten, der bei Leerlauf sehr niedrig ist und bei Volllast auf 85% bis 90% oder mehr ansteigt. Die Verbesserung des Leistungsfaktors wird durch die Erhöhung der erforderlichen Wirkleistung mit zunehmender Last verursacht.
• Bei Synchronmotoren kann es zwei Anregungsquellen geben: Wechselstrom in der Ankerwicklung oder Gleichstrom in der Feldwicklung. Wenn der Strom der Feldwicklung gerade ausreichend ist, um das erforderliche magnetische Potential bereitzustellen, benötigt die Ankerwicklung keine magnetisierende Stromkomponente oder Blindleistung, und der Motor arbeitet mit einem Leistungsfaktor von Eins. Wenn der Feldstrom reduziert wird, das heißt der Motor untererregt ist, muss der Mangel des magnetischen Potentials durch die Ankerwicklung kompensiert werden, so dass der Motor in einem hysterischen Leistungsfaktorzustand arbeitet. Wenn der Feldstrom ansteigt, das heißt der Motor übererregt ist, muss das überschüssige magnetische Potential durch die Ankerwicklung ausgeglichen werden, und eine vorgerückte Komponente erscheint im Ankerstrom, und der Motor arbeitet dann in einem Zustand mit vorgezogenem Leistungsfaktor .
