Würde sich ein Wechselstrom-Induktionsmotor drehen, wenn der Leistungsfaktor Eins wäre?

Wo ich feststecke, ist der Grund, warum der Leistungsfaktor auf nahe Eins wie 0,8 oder 0,9 eingestellt ist, aber niemals auf Eins.

Der Leistungsfaktor (genauer gesagt der Verschiebungsfaktor) ist nicht auf 0,8, 0,9 eingestellt.

Ein Generator kann VA erzeugen. Wenn ein Widerstand über die Klemmen gelegt würde, wären DPF und PF 1. Es ist die Last, die Blindstrom zieht, und die Phasenverschiebung hängt von der Last ab. Dies kann durch einige reaktive Komponenten kompensiert werden, sodass die Versorgung einen DPF näher an Eins sieht, aber dies ändert nichts an der Tatsache, dass die Last einen DPF ungleich Eins ziehen wird

Ja, es ist ein bisschen dumm. Letztendlich kümmern sich Motoren nur um Strom und das von ihm erzeugte Magnetfeld, nicht um die Spannung, die diesen Strom erzeugt. Die Phasenbeziehung zwischen ihnen (der Leistungsfaktor) spielt überhaupt keine Rolle.

Leistungsfaktorgrenzen sind nie genau eins, da es praktisch nie möglich ist, reaktive Elemente in einem Stromkreis vollständig zu eliminieren. Zum Beispiel gibt es den Streufluss im Inneren des Motors – es ist nie möglich, 100 % des Flusses zwischen Stator und Rotor zu koppeln – wodurch er wie eine Induktivität aussieht.

Der Leistungsfaktor ist per se nicht "eingestellt". Ein Leistungsfaktor ungleich Eins tritt auf , obwohl wir möchten, dass er genau eins ist.

In den USA werden große Anlagen wie Mühlen oder Fabriken oft sowohl für Wirkleistung als auch für Blindleistung zu unterschiedlichen Sätzen abgerechnet (oder es wird ihnen ein Zuschlag für Blindleistung ungleich 1 auferlegt – es ist dasselbe, zeigt sich aber anders auf den Abrechnungsbögen). Solche Installationen werden einige Anstrengungen unternehmen, um die Blindleistung zu senken, entweder mit tatsächlichen Kondensatorbänken oder mit Synchronmotoren, die nichts mit Strom versorgen, aber so eingestellt sind, dass sie bei 60 Hz kapazitiv aussehen.

Was den Leistungsfaktor unter Eins setzt, ist der Motor selbst. Dies gilt für viele Geräte, die ein Magnetfeld erzeugen müssen: Induktoren, Transformatoren, Induktionsmotoren. Sie alle benötigen im Wesentlichen Blindleistung, um ein Magnetfeld / einen magnetischen Fluss zu erzeugen.

Die physikalischen Gründe liegen im Lenzschen Gesetz zwischen der EMK$e$und der magnetische Fluss$\phi$:

$e$ist in Phase mit der Spannung und$\phi$mit dem Strom. Der Strom hinkt also der Spannung um 90 ° nach, daher der Blindleistungsverbrauch.

Beachten Sie, dass ein Induktionsmotor bei gleicher Leistung mehr Blindleistung benötigt als ein Transformator, da ein Luftspalt zwischen Stator und Rotor erforderlich ist (wenn Sie möchten, dass sich der Motor dreht). Dieser Luftspalt erfordert mehr Strom, um den magnetischen Fluss zu erzeugen, und folglich mehr Blindleistung.

Dieses Bild soll Ihnen helfen, den Einheitsleistungsfaktor zu verstehen. Das ist einfach die Phasendifferenz zwischen der Spannung und den Stromsinuskurven des Systems. Das Foto unten zeigt dies im Zeitbereich . Sie können Einheit, führende und nacheilende Leistungsfaktoren sehen, die durch Gleichgewicht oder Ungleichgewicht in dieser Phasendifferenz verursacht werden.

Es ist jedoch auch nützlich, darüber im Phasor-Bereich nachzudenken . Welches ist die linke Spalte im Bild unten. Dies ermöglicht es uns, die Mathematik zu vereinfachen, um zu verstehen, wie der Einheitsleistungsfaktor "erreicht" werden kann. Wir müssen die Spannungs- und Stromvektoren ausrichten.

Dazu können wir dem System entweder eine Kapazität oder eine Induktivität hinzufügen, abhängig von der Kapazität oder Induktivität des ursprünglichen Systems.

Ihr Fragentitel scheint sich speziell darauf zu beziehen, wie Ihr Induktionsmotor in einem System mit einem Leistungsfaktor von Eins funktioniert. Es würde sich optimal drehen. Sie sollten die Vorteile der Leistungsfaktorkorrektur in einem System untersuchen, um zu verstehen, warum.

Nun zu Ihren anderen Fragen, warum der Leistungsfaktor auf 0,8 oder 0,9 eingestellt ist. Auch hier bestimmen die Geräte im System, ob es sich um induktive oder kapazitive Lasten handelt, den Leistungsfaktor des Systems.

Das Gerät selbst hat in der Regel auch einen Nennleistungsfaktor, wodurch es im Betrieb zum Gesamtsystem beiträgt. Wie Sie bereits darauf hingewiesen haben, liegt es normalerweise bei etwa 0,8 oder 0,9, typischerweise nacheilend, da die meisten unserer Lasten induktiv sind!

Es gibt zum Beispiel eine Menge Induktionsmotoren und -maschinen, die an das US-Netz angeschlossen sind. Daher erfordert das Netz typischerweise das Hinzufügen von Blindleistung, um die typischeren induktiven Lasten im System auszugleichen. Dies geschieht, um die Phasendifferenz zwischen den Spannungs- und Stromsinuskurven im System zu reduzieren.