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Leistungsfaktor

Der Leistungsfaktor ist definiert als das Verhältnis vonWirkleistung (P) und Volt Ampere. Die Wirkleistung ist die tatsächliche Leistung, die in einem Wechselstromkreis angenommen wird, während Volt Ampere die Scheinleistung ist, die in der Schaltung erzeugt wird, wenn die Wellen der Spannung oder des Stroms nicht in Phase sind.

Leistungsfaktor-Diagramm

Leistungsfaktor-Verbesserungsgleichung-1
Bei Sinuswellenformen ist der Leistungsfaktor der Cosinus des Winkels (Phasenwinkels) zwischen Spannung und Strom.

Leistungsfaktor-Verbesserungsgleichung-2
Gleichung (1) zeigt, dass der Strom betroffen istdurch den Leistungsfaktor. Daher ändert sich für eine gegebene Leistung P durch die Last der von der Last aufgenommene Strom I umgekehrt als Lastleistungsfaktor cos. Somit benötigt eine gegebene Last bei einem niedrigen Leistungsfaktor mehr Strom als bei einem hohen Leistungsfaktor.

Nachteile des niedrigen Leistungsfaktors

Der unerwünschte Effekt des Betriebs einer niedrigen Last bei einem niedrigen Leistungsfaktor ist auf den hohen Strom zurückzuführen, der für einen niedrigen Leistungsfaktor erforderlich ist. Die wesentlichen Nachteile des niedrigen Leistungsfaktors sind

  • Die Ausrüstung erfordert einen höheren Strom, wodurch die wirtschaftlichen Kosten der Ausrüstung erhöht werden.
  • Bei einem niedrigen Leistungsfaktor ist der Strom hoch, was zu hohen Kupferverlusten im System führt und daher die Effizienz des Systems verringert.
  • Ein höherer Strom erzeugte einen großen Spannungsabfall in der Vorrichtung. Dies führt zu einer schlechten Spannungsregelung.

Da sowohl die Kapital- als auch die Betriebskosten erhöht werden, ist der Betrieb des Systems bei einem niedrigen Leistungsfaktor (ob es sich um einen verzögerten oder einen führenden Wert handelt) aus Sicht des Lieferanten unwirtschaftlich.

Ursachen für niedrigen Leistungsfaktor

Der übliche Grund für den niedrigen Leistungsfaktor istwegen der induktiven Last. Der Strom in der induktiven Last bleibt der Spannung hinterher. Der Leistungsfaktor bleibt daher zurück. Die wichtigsten induktiven Lasten, die für den niedrigen Leistungsfaktor verantwortlich sind, sind die Drehstrom-Induktionsmotoren (die mit einem Leistungsfaktor von 0,8 arbeiten), Transformatoren, Lampen und Schweißgeräte arbeiten mit niedrigen Leistungsfaktoren. Methoden zur Verbesserung des Leistungsfaktors werden verwendet, um den Wert des Leistungsfaktors in einem Energiesystem zu verbessern.

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