Калькулятор расчета емкости конденсатора для трехфазного двигателя: Калькулятор расчета емкости рабочего и пускового конденсаторов

Калькулятор расчета емкости конденсатора

А, что такое конденсатор?

Его устройство отличается простотой и надежностью – внутри две параллельные пластины в пространстве между ними установлен диэлектрик необходимый для защиты от поляризации в виде заряда, создающегося проводниками. Но различные виды конденсаторов для электродвигателей отличаются поэтому легко ошибиться в момент приобретения.

Рассмотрим их по отдельности:

Полярные версии не подходят для подключения на основе переменного напряжения, поскольку увеличивается опасность исчезновения диэлектрика, что неминуемо приведет к перегреву и возникновению аварийной ситуации – возгоранию либо появлению короткого замыкания.

Версии неполярного типа отличаются качественным взаимодействием с любым напряжением, что обусловлено универсальным вариантом обкладки – она успешно сочетается с повышенной мощностью тока и различными видами диэлектриков.

Электролитические часто называются оксидными считаются лучшими для работы с электродвигателями на основе низкой частоты, поскольку их максимальная емкость, может, достигать 100000 МКФ. Это возможно за счет тонкого вида оксидной пленки, входящей в конструкцию в качестве электрода.

Теперь ознакомьтесь с фото конденсаторов для электродвигателя – это поможет отличить их по внешнему виду. Такая информация пригодится во время покупки, и поможет приобрести необходимое устройство, поскольку все они похожи. Но помощь продавца тоже, может, оказаться полезной – стоит воспользоваться его знаниями, если не хватает своих.

Сравнение рабочего и пускового конденсатора

Сравнительная таблица применения конденсаторов для асинхронных двигателей, включенных на напряжение 220 В.

Таблица сравнения характеристик.

В связи с тем, что указанные типы конденсаторов имеют относительно большие габариты и стоимость, в качестве рабочего и пускового конденсатора можно использовать полярные (оксидные) конденсаторы. Они обладают следующим достоинством: при малых габаритах они имеют намного большую емкость, чем бумажные. Наряду с этим существует весомый недостаток: включать в сеть переменного тока напрямую их нельзя. Для использования совместно с двигателем, нужно применить полупроводниковые диоды.

Будет интересно➡ Что такое ионистор?

Схема включения несложная, но в ней есть недостаток: диоды должны быть подобраны в соответствии с токами нагрузки. При больших токах диоды необходимо устанавливать на радиаторы. Если расчет будет неверным, или теплоотвод меньшей площади, чем требуется, диод может выйти из строя и пропустит в цепь переменное напряжение. Полярные конденсаторы рассчитаны на постоянное напряжение и при попадании на них напряжения переменного они перегреваются, электролит внутри них закипает и они выходят из строя, что может принести вред не только электромотору, но и человеку, обслуживающему данное устройство.

Напряжение 220 В – является напряжением опасным для жизни. В целях соблюдения правил безопасной эксплуатации электроустановок потребителей, сохранения жизни и здоровья лиц, эксплуатирующих данные устройства, применение данных схем включения должен проводить специалист.

Если необходим конденсатор для работы с трехфазным электродвигателем

Необходимо правильно рассчитать емкость конденсатора электродвигателя, что можно сделать по сложной формуле или с помощью упрощенного способа. Для этого уточняется мощность электродвигателя на каждые 100 Ватт потребуется около 7-8 мкФ от емкости конденсатора.

Но во время расчетов необходимо учитывать уровень воздействия напряжения на обмоточную часть статора. Нельзя чтобы он превысил номинальный уровень.

Если запуск двигателя, может, происходить лишь на основе максимальной нагрузки придется добавить пусковой конденсатор. Он отличается кратковременностью работы, поскольку используется примерно 3 секунды до момента выхода на пик оборотов ротора.

Необходимо учитывать, что для него потребуется мощность увеличенная в 1,5, а емкость примерно в 2,5 – 3 раза, чем у сетевой версии конденсатора.

Если необходим конденсатор для работы с однофазным электродвигателем

Обычно различные конденсаторы для асинхронных электродвигателей используются для работы с напряжением в 220 В с учетом установки в однофазную сеть.

Но процесс их использования немного сложнее, поскольку трехфазные электродвигатели работают с помощью конструктивного подключения, а для однофазных версий потребуется обеспечить смещенный вращательный момент у ротора. Это обеспечивается с помощью увеличенного количества обмотки для запуска, а фаза смещается усилиями конденсатора.

Реверс

Для изменения направления вращения ротора нужно переключить ёмкостную цепь на другой провод или клемму коробки электродвигателя. На одну клемму подаётся фаза, на другую ноль, включение конденсаторной группы производим к третьей. Теперь при подключении второго провода конденсатора к фазе мотор крутится в одну сторону, к нулю — в другую.

Этого достаточно, чтобы разобраться в том как подключить трёхфазный двигатель на 220, но если всё получилось и вроде работает правильно крутит, не греется, не горит окончательно убедиться в правильности собранной схемы поможет нехитрая и в этом случае необязательная проверка. Во время работы с постоянной, одинаковой нагрузкой с помощью токоизмерительных клещей померьте токи в фазном, нулевом и конденсаторном проводах. В идеале они должны быть равны между собою, если и есть небольшие различия (процентов 30), то это не идеал, но всё-таки хорошо.

А исправляется различие токов просто — путём изменения ёмкости рабочего конденсатора. Нужно не делать резких движений и не сжечь обмотку, установив слишком большую ёмкость рабочего конденсатора.

В чем сложность выбора такого конденсатора?

В принципе большего отличия нет, но различные конденсаторы для асинхронных электродвигателей потребует другого расчета допустимого напряжения. Потребуется около 100 ватт для каждого мкФ емкости устройства. И они отличаются доступными режимами работы электродвигателей:

• Используется пусковой конденсатор и слой дополнительной обмотки (только для процесса пуска) тогда расчет емкости конденсатора – 70 мкФ для 1 кВт от мощности электродвигателя;
• Используется рабочий вариант конденсатора с емкостью в 25 – 35 мкФ на основе дополнительной обмотки с постоянным подключением в процессе всей длительности работы устройства;
• Применяется рабочий вариант конденсатора на основе параллельного подключения пусковой версии.

Но в любом случае необходимо отслеживать уровень разогревания элементов двигателя в процессе его эксплуатации. Если замечено перегревание тогда необходимо принять меры.

В случае с рабочим вариантом конденсатора рекомендуем уменьшить его емкость. Рекомендуем использовать конденсаторы, работающие на основе мощности в 450 или больше В, поскольку они считаются оптимальным вариантом.

• Ротор электродвигателя — особенности конструкции и принцип работы устройства. Инструкция по ремонту и восстановлению

• Подключение электродвигателя — основные схемы, способы и особенности подсоединения различных моделей (инструкция + фото)

• Однофазный электродвигатель: основные виды, принцип работы и инструкция по подключению и настройке. Обзор лучших производителей!

Чтобы избежать неприятных моментов до подключения к электродвигателю рекомендуем убедится в работоспособности конденсатора с помощью мультиметра. В процессе создания необходимой связки с электродвигателем пользователь, может, создать полностью работоспособную схему.

Почти всегда выводы обмоток и конденсаторов находятся в клеммной части корпуса электродвигателя. За счет этого можно создать фактически любую модернизацию.

Важно: Пусковая версия конденсатора должна обладать рабочим напряжением не менее 400 В, что связано с появлением всплеска увеличенной мощности до 300 – 600 В, происходящего в процессе пуска либо завершения работы двигателя.

Так, чем отличается однофазный асинхронный вариант электродвигателя? Разберемся в этом подробно:

• Его часто применяют для бытовых приборов;
• Для его запуска используется дополнительная обмотка и потребуется элемент для сдвигания фазы – конденсатор;
• Подключается на основе множества схем с помощью конденсатора;
• Для улучшения пускового момента применяется пусковая версия конденсатора, а рабочие характеристики увеличиваются с помощью рабочего варианта конденсатора.

Теперь вы получили необходимую информацию и знаете, как подключить конденсатор к асинхронному двигателю чтобы обеспечить максимальную эффективность. А также у вас появились знания о конденсаторах и способах их применения.

• 
  Перемотка электродвигателей: пошаговая инструкция по ремонту и восстановлению обмотки двигателя своими руками (инструкция с фото и видео)

• Схема электродвигателя — способы подключения и запуска двигателя. Обзор типовых конфигураций и принципа работы

• Электродвигатель своими руками: инструкция по сборке самодельного механизма. Возможные модификации и простейшие модели

Подключение двигателя 380 на 220 Вольт с конденсатором

Трёхфазный асинхронный электродвигатель при необходимости можно подключить и к однофазной электросети. Вал движка будет вращаться, но при этом, конечно же, не будет на нём той силы, которая существует при его трёхфазном подключении. Помимо вращающегося магнитного поля в статоре получается наложение электромагнитных полей трёх обмоток. Они и определяют силу и крутящий момент на валу. Но при однофазном включении трёхфазный асинхронный двигатель можно рассматривать и как крупногабаритную разновидность однофазного двигателя. Ведь в нем, по сути, присутствуют одна рабочая и две пусковые обмотки.

Штатное подключение к трёхфазной электросети предусматривает одну из схем соединения обмоток – либо «треугольник», либо «звезда». Поэтому электрические режимы обмоток при соединении их по схеме «треугольник» допускают напряжение 380 В как номинальное. При однофазном напряжении его величина равна 220 В. Это меньше чем при включении по схеме «треугольник» и поэтому безопасно для электрических режимов обмотки относительно надёжности изоляции и насыщения сердечников обмоток. Но уменьшение напряжение приводит к снижению уровня, как электрической мощности, так и мощности на вале движка.

Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети

Способы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

Три обмотки асинхронного двигателя вставлены в пазы статора со сдвигом 120°. Вывода этих обмоток выведены в соединительную коробку. Концы обмоток соединяются по схеме «звезда» или «треугольник». В трехфазной сети электромагнитное поле статора вращает ротор.

Трехфазный асинхронный электродвигатель

Если этот же электродвигатель включить в однофазную сеть, ротор вращаться не будет, так как нет электромагнитного поля со сдвигом 120°. Самым простым вариантом создать вращающееся магнитное поле — это использовать фазосдвигающий конденсатор. При таком подключении частота вращения ротора практически не меняется, а вот мощность падает от 30 до 50%, для разных схем подключения.

В однофазных сетях 220 В используют асинхронные электродвигатели марок А, АО2, АОЛ, АПН и другие с рабочим напряжением 380/220 B и 220/127 В. Первая цифра указана для схемы соединения обмоток «звезда», а вторая для «треугольника». Обычно используют электродвигатели по схеме «треугольник», имеющие меньшие потери мощности чем схема «звезда».

Если обмотки расключены по схеме «звезда» и выведено только 3 вывода для подключения, тогда есть два выбора. Первый, когда вы подключаете двигатель к однофазной сети как есть, со значительной потерей мощности по схеме «звезда». Или разбираете электродвигатель и переключаете схему обмоток на «треугольник» с 30% потерей мощности.

Электродвигатели с рабочим напряжением 220/127 В «звезда» — «треугольник» собирают только на «звезду» (220 В), так как на «треугольнике» (127 В) обмотки сгорят. Если обмотки включены по схеме «треугольник» для двигателя 380/220 В, тогда остается только подключить рабочий и пусковой конденсаторы. При соединении схемы на «звезду», можно легко ее переключить перемычками на схему «треугольника» (схема включения указывается на внутренней стороне крышки коробки соединений).

Схемы подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

Самое продуктивное подключение трехфазного двигателя к однофазной сети будет по схеме «треугольник», при которой сохраняется 70% полезной мощность электродвигателя. Здесь два вывода обмоток, подключаются к сети 220 В, а оставшуюся третью подключают через конденсатор на любой вывод сети.

Подключение асинхронного двигателя на клеммной колодке

Электродвигатель можно запускать на холостом ходу без нагрузки с одной рабочей емкостью, или под нагрузкой. Здесь запуск под нагрузкой будет более тяжелым, поэтому на время запуска подключают пусковой дополнительный конденсатор на 2 — 3 сек.

Специально для такого запуска двигателя используют кнопку с дополнительными отключающими контактами. Если установить двухпозиционный тумблер на обмотки электродвигателя, тогда можно менять направление вращения ротора. Если обмотки электродвигателя собраны по схеме «звезда», тогда рабочая емкость рассчитывается по формуле:

Cр = 2800•I/U,

в случае «треугольника»

Cр = 4800•I/U, здесь рабочая емкость Cр в мкФ, ток в амперах, а напряжение в вольтах.

Рассчитать ток можно по формуле:

I = P/(1.73•U•n•cosф),

где Р — указанная на табличке мощность электродвигателя, cosф — коэффициент мощности также указан на табличке, 1,73 — соотношение линейного и фазного тока, n — КПД двигателя указан также на табличке.

Упростить расчёт можно по формуле:

C = 70•Pн,  Pн — мощность электродвигателя в кВт.

Эта формула показывает, что на каждый 100 Вт мощности двигателя ставят приблизительно 7 мкф емкости конденсатора. Более точную подгонку емкости рабочего конденсатора проводят при эксплуатации. Большая ёмкость вызовет перегрев электродвигателя, а маленькая снизит мощность.

Схемы подключения трехфазного двигателя от однофазной сети с тяжелым пуском и реверсом

Выбрать оптимальный режим работы электродвигателя для определенной нагрузки, нужно подбором рабочей емкости с измерением тока каждой обмотки токоизмерительными клещами. Токи всех обмоток должны быть по возможности близки. При таком подборе рабочей емкости электродвигатель будет работать с минимальными шумами и максимальной мощностью для данной нагрузки.

Двигатель под нагрузкой запускается тяжелее, поэтому для такого запуска нужно подключать C пуск — пусковую ёмкость. Обычно пусковую емкость берут в 2-3 раза превышающую рабочую емкость. Например, для рабочей емкости 50 мкФ подбирают Cпуск в пределах 100 — 150 мкФ.

Значение пусковой емкости зависит от величины нагрузки, для большой нагрузки Cпуск выбирают большой, а для малых нагрузок пусковая емкость может отсутствовать. Запуск электродвигателя происходит за короткое время 2 — 3 сек, поэтому для запуска применяют электролитические конденсаторы, которые предназначены именно для пуска электродвигателей.

Устанавливают рабочую емкость Ср с запасом по напряжению в пределах 350 — 400 В. Для подключения трехфазных электродвигателей используют конденсаторы марки МБГ, МБГО, КГБ, К75-12 в металлобумажном исполнении.

 

 

Помогла вам статья?

Калькулятор коэффициента мощности

 

Причины низкого коэффициента мощности:

Основной причиной низкого коэффициента мощности является индуктивная нагрузка. Ток отстает на 90° от напряжения в чисто индуктивной цепи. Эта огромная разница в фазовом угле между током и напряжением приводит к нулевому коэффициенту мощности.

Ниже приведены причины низкого коэффициента мощности:

• Однофазные и трехфазные асинхронные двигатели. Обычно асинхронный двигатель работает при низком коэффициенте мощности, т. е. при:
• Полная нагрузка, Pf = 0,8 -0,9
• Малая нагрузка, Pf = 0,2 -0,3
• Нет нагрузки, Pf может упасть до нуля (0)
• Переменная нагрузка в энергосистеме (когда энергосистема слабо загружена, отношение активной мощности к реактивной мощности уменьшается, что приводит к уменьшению коэффициента мощности).
• Промышленные отопительные печи.
• Электроразрядные лампы (разрядное освещение высокой интенсивности) Дуговые лампы (работающие с очень низким коэффициентом мощности).
• Трансформеры.
• Гармонические токи.

Почему требуется точный расчет конденсаторной батареи?

Для повышения эффективности конденсаторную батарею следует выбирать с умом.

• Конденсаторная батарея чрезмерного размера приведет к нагреву кабеля
• Конденсаторная батарея меньшего размера не принесет пользы, так как счет за электроэнергию все равно будет высоким из-за высокого коэффициента мощности.

Параметр калькулятора коррекции коэффициента мощности:

Мощность: кВт.

Тип подключения: Однофазный или трехфазный.

Если выбрано 3 фазы: напряжение фаза-фаза или напряжение линия-нейтраль (Вольты), тип нагрузки (звезда или треугольник) старый коэффициент мощности (в единицах или %), требуемый коэффициент мощности (в единицах или %), частота ( в Гц).

Если выбрано однофазное: напряжение (Вольты), старый коэффициент мощности (в единицах или %), требуемый коэффициент мощности (в единицах или %), частота (в Гц).

Шаги калькулятора коррекции коэффициента мощности:

Когда мощность указана в кВА:

Для 1-фазной цепи переменного тока:

Сначала мы должны преобразовать данные коэффициенты мощности в угол, используя формулу:

CosØ = коэффициент мощности

900 38 Ø = Cos ^-1 (коэффициент мощности)

Из приведенной выше формулы мы можем рассчитать угол между старым и новым требуемым коэффициентом мощности.

Ø1 = Cos ^-1 (старый коэффициент мощности)

Ø2 = Cos ^-1 (новый коэффициент мощности)

После расчета угла требуемая емкостная реактивная мощность рассчитывается по формуле:

Qc = P(tanØ 1-tanØ2)

Для емкость:

C =

Qc / V ² *2*pi*f

Для трехфазных цепей переменного тока:

 

9 0002 Сначала мы должны преобразовать данные коэффициенты мощности в угол, используя формулу :

CosØ = коэффициент мощности

Ø = Cos ^-1 (коэффициент мощности)

Из приведенной выше формулы мы можем рассчитать угол между старым и новым требуемым коэффициентом мощности.

Ø1 = Cos ^-1 (старый коэффициент мощности)

Ø2 = Cos ^-1 (новый коэффициент мощности)

После расчета угла необходимая реактивная емкость мощность рассчитывается по формуле:

Qc =P(tanØ1-tanØ2)

Для емкости:

Если задано линейное напряжение, то сначала оно преобразуется в фазное напряжение по формуле (действительно только для нагрузок, соединенных звездой, если дана нагрузка, соединенная треугольником, преобразование не требуется, как в случае треугольника). напряжение фазы подключенной нагрузки равно напряжению сети):

В/ч =

Vll / 1,73

С =

Qc / Vph ² *2*pi*f

Примечание:

В приведенных выше формулах:

• Коэффициент мощности (п.ф) указывается в единицах измерения от 0 до 1 (например: 0,8, 0,9). Если p.f выражается в процентах, то сначала его переводят в единицы путем деления коэффициента мощности в процентах на 100, а затем его значение приводится в формулу.
• Если нагрузка подключена по схеме «звезда» и выбрано линейное напряжение, то сначала преобразуйте ее в линейное напряжение нейтрали (фазное напряжение) на 1,73

Решено Пример:

Для однофазной системы:

Рассмотрим однофазную систему переменного тока со следующими данными:

Дано:

Напряжение (В) = 230 В

Мощность (P) = 1,5 кВт

Старый коэффициент мощности (p. f1) = 0,7 ед.

Новый коэффициент мощности (p.f2) = 0,9 ед.

Частота (f) = 50 Гц

Требуется:

Требуемая реактивная мощность= Qc = ? (кВАр)

Требуемая емкость= C = ? (мкФ)

Решение:

Из однофазной цепи переменного тока формула

Ø1 = Cos ^-1 (0,7)

Ø1 = 45,6°

Ø2 = Cos ^{-1 9 0080 (0,9)}

Ø2 = 25,85°

Qc = 1,5 * 1000 * (tan⁡(45,6°) — tan⁡(25,85°))

Qc = 804,193 ВАр или 0,804 кВАр

C = 900 39

804.193 / 230 ² * 2 * 3,14 * 50

C = 48,41 мкФ

Для трехфазной системы:

Рассмотрим трехфазную систему со следующими данными:

Дано:

Напряжение (В) = 3815 В (фазное напряжение)

Мощность (P) = 20 кВт

Старый коэффициент мощности (стр. f1) = 0,7 ед.

Новый коэффициент мощности (p.f2) = 0,9 ед. (кВАр)

Требуемая емкость= C = ? (мкФ)

Решение:

Из трехфазной цепи переменного тока формула

Ø1 = Cos ^-1 (0,7)

Ø1 = 45,6°

Ø2 = Cos ^{-1 9 0080 (0,9)}

Ø2 = Cos ^-1 25,85°

Qc =20 * 1000 * (tan⁡(45,6°) — tan⁡(25,85°))

Qc = 10722,58 ВАр или 10,722 кВАр

90 038 С =

10722,58 / 3815 ² * 2 * 3,14 * 50

C = 2,346 мкФ

Если задано линейное напряжение, то мы просто делим данное линейное напряжение на 1,73 (корень 3) (для нагрузки с соединением по схеме Y, только если дана нагрузка, соединенная треугольником, тогда никаких изменений не требуется).

Например: для нагрузки, соединенной звездой, линейное напряжение указано как V=6600 В (линейное), в то время как все остальные данные остаются прежними:

C =

10722,58 / (6600/1,73) ² * 2 * 3,14 * 50

C = 2,346 мкФ

Как рассчитать размер конденсаторной батареи???

Пример: 1:

Трехфазный асинхронный двигатель мощностью 5 кВт имеет коэффициент мощности 0,75 отставания. Какой размер конденсатора в квар требуется для улучшения PF (коэффициента мощности) до 0,90?

Мощность двигателя = P = 5 кВт

Исходный коэффициент мощности = Cosθ ₁  = 0,75

Окончательный P.F = Cosθ ₂  = 0,90

θ ₁  = Cos ^-1  = (0,75) = 41°,41; Tan θ ₁   = Tan (41°,41) = 0,8819

θ ₂   = Cos ^-1  = (0,90) = 25°,84; Tan θ ₂   = Tan (25°,50) = 0,4843

Требуемая емкость конденсатора кВАр для улучшить PF с 0,75 до 0,90

Требуемый конденсатор квар = P (Tan θ ₁   – Tan θ ₂ )

= 5кВт (0,8819 – 0,4843)

=  1,99 кВАр

И рейтинг конденсаторов подключен в каждой фазе

1,99/3 = 0,663 кВАр

********************************************** *******************************

Пример: 2:

Генератор питает нагрузка 650 кВт при коэффициенте мощности 0,65. Какой размер конденсатора в квар требуется, чтобы поднять P.F (коэффициент мощности) до единицы (1)? И сколько еще кВт может ли генератор питать такую ​​же нагрузку кВА при улучшении коэффициента мощности.

Подача кВт = 650 кВт

Исходный коэффициент мощности = Cosθ ₁  = 0,65

Окончательный P.F = Cosθ ₂  = 1

θ ₁  = Cos ^-1  = (0,65) = 49°,45; Tan θ

1   = Tan (41°,24) = 1,169

θ ₂   = Cos ^-1  = (1) = 0°; Tan θ ₂   = Tan (0°) = 0

Требуемая емкость конденсатора кВАр для улучшить Ф.Ф. с 0,75 до 0,90

Требуемый конденсатор квар = P (Tan θ ₁   – Тан θ ₂ )

= 650 кВт (1,169– 0)

= 759,85 кВАр

******************************************************* *********************

Как рассчитать требуемую стоимость батареи конденсаторов в   квар  и фарад ?

(Как конвертировать фарады в кВАр и наоборот)

Пример: 3

A Одна фаза 400 В, 50 Гц, двигатель потребляет ток питания 50 А при коэффициенте мощности 0,6. Мотор Коэффициент мощности должен быть увеличен до 0,9 путем параллельного подключения конденсатора. с этим. Рассчитайте требуемую емкость конденсатора как в кВАр, так и в фарадах.

Вход двигателя = P = V x I x Cosθ

= 400 В х 50 А х 0,6

= 12кВт

Актуальное   P.F = Cosθ ₁  = 0..6

Требуемый P.F = Cosθ ₂  = 0,90

θ ₁  = Cos ^-1  = (0,60) = 53°,13; Tan θ ₁   = Tan (53°,13) = 1,3333

θ ₂   = Cos ^-1  = (0,90) = 25°,84; Tan θ ₂   = Tan (25°,50) = 0,4843

Требуемая емкость конденсатора кВАр для улучшить Ф.Ф. с 0,60 до 0,90

Требуемый конденсатор квар = P (Загар θ ₁   – Тан θ ₂ )

= 5 кВт (1,3333– 0,4843)

=  10,188 кВАр

******************************************************* ***************************

Чтобы найти необходимую емкость емкости в   фарадах для улучшения коэффициента мощности с 0,6 до 0,9 (Два метода)

Решение #1 (с помощью простой формулы)

Мы уже рассчитали требуемая емкость конденсатора в кВАр, поэтому мы можем легко преобразовать ее в фарады используя эту простую формулу

Требуемая емкость конденсатора в фарадах/микрофарадах

C = кВАр / (2 π f V ² ) в микрофарадах

Ввод значений в приведенном выше формула

= (10,188 кВАр) / (2 x π x 50 х 400 ² )

= 2,0268 х 10 ^-4

= 202,7 x 10 ^-6

= 202,7 мкФ

Решение № 2 (простой метод расчета)

квар = 10,188 … (i)

Мы знаем это;

I _C  = V/ X _C

Тогда как X _C  = 1 / 2 π F C

I _C  = V / (1/2 π F C)

I _C  = V 2 F C

= (400) х 2π х (50) х С

I _C  = 125663,7 x C

кВАр = (В x I _C ) / 1000 … [кВАр = (В x I)/ 1000 ]

= 400 х 125663,7 х С

I _C  = 50265,48 x C … (ii)

Уравнение уравнения (i) и (ii), мы получаем,

50265,48 х С = 10,188С

С = 10,188/50265,48

C = 2,0268 x 10 ^-4

C = 202,7 x 10 ^-6

C  = 202,7 мкФ

********************************************** ***********************************

Пример 4 :

Какое значение емкости должно подключаться параллельно с потребляемой мощностью 1кВт при отстающем коэффициенте мощности 70% от источника 208 В, 60 Гц, чтобы повысить общий коэффициент мощности до 91%.

Решение:

Вы можете использовать любой метод таблицы или простой метод расчета, чтобы найти требуемое значение емкости в Фарады или кВАр для улучшения коэффициента мощности с 0,71 до 0,97. Поэтому я использовал таблицу метод в данном случае.

P = 1000 Вт

Фактический коэффициент мощности = Cosθ ₁   = 0,71

Требуемый коэффициент мощности = Cosθ ₂    = 0,97

Из таблицы, множитель в улучшить PF с 0,71 до 0,97 равно 0,783

Требуемая емкость конденсатора кВАр для улучшить Ф.Ф. с 0,71 до 0,97

Требуемый конденсатор квар = кВт x Множитель таблицы 0,71 и 0,97

= 1 кВт x 0,783

= 783 ВАР (требуемое значение емкости в кВАр)

Ток в конденсаторе =

I _C   = Q _C   / V

= 783 / 208

= 3,76 А

X _C   = V / I _C

= 208 / 3,76 = 55,25 Ом

С = 1/ (2 π f X _С )

C = 1 (2 π x 60 x 55,25)

C = 48 мкФ (требуемое значение емкости в фарадах)

Хорошо знать:

Важные формулы, которые используется для расчета улучшения коэффициента мощности, а также используется в приведенном выше расчет

Мощность в ваттах

кВт = кВА x Cosθ

кВт = л. с. x 0,746 или (л.с. x 0,746) / Эффективность… (л.с. = мощность двигателя)

кВт = √ (кВА ² – кВАр ² )

кВт = P = VI Cosθ … (однофазный)

кВт = P =√3x V x I Cosθ … (три фазы)

Полная мощность, ВА

кВА= √(кВт ² + кВАр ² )

кВА = кВт/Cosθ

Реактивная мощность в ВА

кВАр= √(кВА ² – кВт ² )

кВАР = C x (2 π f В ² )

Коэффициент мощности (от 0,1 до 1)
Коэффициент мощности = Cosθ = P / V I … (однофазный)

Коэффициент мощности = Cosθ = P / (√3x V x I) … (трехфазный)
Коэффициент мощности = Cosθ = кВт / кВА  … (как однофазный, так и трехфазный)
Коэффициент мощности = Cosθ = R/Z … (сопротивление / Импеданс)

X _C  = 1/ (2 π f C) … (X _C   = емкостное реактивное сопротивление)

I _C  = V/ X _C    … (I = V / R)

Требуемая емкость конденсатора в фарадах/микрофарадах

C = кВАр / (2 π f V ² ) в микрофарадах

Требуемая емкость конденсатора в квар

квар = C x (2 π f V ² )

******************************* ****************************************************

Пример 5 :

§  Рассчитать Размер годовой экономии банка конденсаторов в счетах и ​​срок окупаемости конденсатора Банк.

§  Электрика Нагрузка (1) 2 двигателя 18,5 кВт, 415 В, 9 шт.КПД 0%, коэффициент мощности 0,82, (2) 2 двигателя 7,5 кВт, 415 В, КПД 90%, коэффициент мощности 0,82, (3) 10 кВт, 415 В Осветительная нагрузка. Целевой коэффициент мощности для системы составляет 0,98.

§  Электрика Нагрузка подключена 24 часа, плата за электроэнергию 100 рупий/кВА и 10 рупий/кВт.

§  Рассчитать размер разрядного резистора для разрядки конденсаторной батареи. Скорость разряда Конденсатор составляет 50 В менее чем за 1 минуту.

§ Также Рассчитайте снижение рейтинга KVAR конденсатора, если работает батарея конденсаторов. при частоте 40Гц вместо 50Гц и при рабочем напряжении 400В вместо 415В.

§  Конденсатор соединен звездой, Напряжение конденсатора 415В, Стоимость конденсатора 60 рупий/квар. Годовая стоимость амортизации конденсатора составляет 12%.

Расчет:

Для подключения (1):

§  Общая нагрузка кВт для подключения (1) = кВт / КПД = (18,5 × 2) / 90% = 41,1 кВт

§  Общая нагрузка КВА (старый) для соединения(1)= кВт/старый коэффициент мощности= 41,1/0,82=50,1 кВА

§  Общая нагрузка КВА (новое) для подключения (1) = кВт / новый коэффициент мощности = 41,1 / 0,98= 41,9 кВА

§  Общая нагрузка KVAR= KWX([(√1-(старая ч.ф.)2) / старая ч.ф.]- [(√1-(новая ч.ф.)2) / новая ч.ф.])

§  Общая нагрузка KVAR1=41,1x([(√1-(0,82)2) / 0,82]- [(√1-(0,98)2) / 0,98])

§   Всего Нагрузка KVAR1=20,35 KVAR

§  tanǾ1=Arcos(0,82)=0,69

§  tanǾ2=Arcos(0,98)=0,20

§  Общая нагрузка KVAR1= KWX (tan1- tan2) =41,1(0,69-0,20)=20,35KVAR

Для соединения (2):

§  Общая нагрузка кВт для подключения (2) = кВт / КПД = (7,5 × 2) / 90%=16,66 кВт

§  Общая нагрузка КВА (старый) для соединения(1)= кВт/старый коэффициент мощности= 16,66/0,83=20,08 кВА

§  Общая нагрузка КВА (новое) для подключения (1) = кВт / новый коэффициент мощности = 16,66 / 0,98 = 17,01 кВА

§  Общая нагрузка KVAR2= KWX([(√1-(старая ч. ф.)2) / старая ч.ф.]- [(√1-(новая ч.ф.)2) / новая ч.ф.])

§  Общая нагрузка KVAR2=20,35x([(√1-(0,83)2) / 0,83]- [(√1-(0,98)2) / 0,98])

§   Всего Нагрузка KVAR2=7,82 KVAR

Для соединения (3):

§  Общая нагрузка кВт для подключения (3) = кВт = 10 кВт

§  Общая нагрузка КВА (старый) для соединения(1)= кВт/старый коэффициент мощности= 10/0,85=11,76 кВА

§  Общая нагрузка КВА (новое) для соединения(1)= кВт/новый коэффициент мощности= 10/0,98= 10,20 кВА

§  Общая нагрузка KVAR3= KWX([(√1-(старая ч.ф.)2) / старая ч.ф.]- [(√1-(новая ч.ф.)2) / новая ч.ф.])

§  Общая нагрузка KVAR3=20,35x([(√1-(0,85)2) / 0,85]- [(√1-(0,98)2) / 0,98])

§   Всего Нагрузка KVAR1=4,17 KVAR

§   Всего КВАР=КВАР1+ КВАР2+КВАР3

§ Общий Квар=20,35+7,82+4,17

§   Всего Квар=32 Квар

********************************************** **********************************

Размер блока конденсаторов:

§    Сайт конденсаторной батареи=32 квар.

§   Ведущий KVAR, подаваемый каждой фазой = Kvar/No фазы

§  Ведущий KVAR, подаваемый каждой фазой = 32/3=10,8 кВАр/фаза

§   Конденсатор Зарядный ток (Ic)= (кВАр/фаза x1000)/Вольт

§  Конденсатор Зарядный ток (Ic)= (10,8×1000)/(415/√3)

§  Конденсатор Зарядный ток (Ic) = 44,9 А

§   Емкость конденсатора = ток зарядки конденсатора (Ic)/Xc

§  Хс=2 х 3,14 х f х v=2×3,14x50x(415/√3)=75362

§ Емкость Конденсатор = 44,9/75362 = 5,96 мкФ

§   Обязательно 3 шт. конденсаторов 10,8 кВАр и 9 шт.0363

§   Всего Размер конденсаторной батареи 32 кВАр

******************************************* ****************************************

  Защита Блок конденсаторов:

Размер предохранителя HRC для Защита блока конденсаторов

§    Размер предохранителя = от 165% до 200% зарядного тока конденсатора.

§  Размер предохранитель=2×44,9А

§  Размер предохранитель=90А

****************************************************** ******************************

Типоразмер автоматического выключателя для защиты конденсатора:

§    Размер автоматического выключателя = от 135% до 150% зарядного тока конденсатора.

§  Размер Автоматический выключатель = 1,5×44,9 А

§  Размер Автоматический выключатель=67А

§  Тепловой установка реле между 1,3 и 1,5 тока зарядки конденсатора.

§  Тепловой настройка реле C.B=1,5×44,9Усилитель

§  Тепловой настройка реле C.B=67 Amp

§  Магнитный установка реле между 5 и 10 тока зарядки конденсатора.

§  Магнитный настройка реле C.B=10×44,9А

§  Магнитный уставка реле C.B=449Amp

********************************************** ***************************************

Размеры кабелей для подключение конденсатора:

§     Конденсаторы выдерживает постоянный перегруз по току 30 % + допуск 10 % на конденсаторе Текущий.

§ Размер кабелей для подключения конденсатора = 1,3 x 1,1 x номинальный ток конденсатора

§   Кабели размер для подключения конденсатора = 1,43 x номинальный ток конденсатора

§ Размер кабелей для подключения конденсатора = 1,43×44,9 А

§ Размер кабелей для подключения конденсатора = 64 А

********************************************** ****************************************

Максимальный размер сброса Резистор для конденсатора:

§     Конденсаторы будет разряжаться путем разрядки резисторов.

§ После конденсатор отключен от источника питания, разрядные резисторы требуется для разряда каждого блока в течение 3 мин до 75 В или менее от начального номинальное пиковое напряжение (согласно стандарту IEC 60831).

§ Увольнять резисторы должны быть подключены непосредственно к конденсаторам. Не должно быть выключатель, плавкий предохранитель или любое другое изолирующее устройство между блоком конденсаторов и разрядные резисторы.

§   Макс. Значение сопротивления разряда (соединение звездой) = Ct / Cn x Log (Un x√2/Dv).

§   Макс. Значение сопротивления разряда (соединение треугольником) = Ct / 1/3xCn x Log (Un x√2/Dv)

§  Где Ct = Время разрядки конденсатора (сек)

§  Cn=емкость Фарада.

§  Un = линия Напряжение

§  Dv=конденсатор Напряжение разряда.

§ Максимум Разрядное сопротивление = 60 / ((5,96/1000000)x log (415x√2/50)

§   Максимум Разрядное сопротивление=4087 кОм

********************************************** ****************************************

Эффект снижения Напряжение и частота по номиналу конденсатора:

§    кВАр конденсатора не будет одинаковым, если к конденсатору приложено напряжение и изменения частоты

§  Сокращено Размер кВАр конденсатора при работе блока 50 Гц при 40 Гц

§  Фактическая KVAR = номинальная кВАр x (рабочая частота / номинальная частота) 92

§ Действительный KVAR=93% от номинального KVAR

§   Отсюда 32 Квар Конденсатор работает как 93%x32Квар= 23,0 кВАр

**************************************** ******************************************

Ежегодная экономия и оплата Назад Период

  До коррекции коэффициента мощности:

§    90 360 Всего электрическая нагрузка кВА (стар. )= кВА1+кВА2+кВА3

§ Общий электрическая нагрузка = 50,1+20,08+11,76

§ Общий электрическая нагрузка=82 кВА

§ Общий электрическая нагрузка кВт=кВт1+кВт2+кВт3

§  Общая электрическая Нагрузка кВт=37+15+10

§ Общий электрическая нагрузка кВт = 62 кВт

§ Нагрузка Ток=кВА/В=80×1000/(415/1,732)

§ Нагрузка Ток = 114,1 А

§  Потребность в кВА Заряд=кВА X Заряд

§  Потребность в кВА Стоимость = 82×60 рупий

§  Потребность в кВА Плата = 8198 рупий

§  Годовая единица Потребление = кВтx Ежедневное использованиеx365

§  Годовая единица Потребление=62x24x365=543120 кВтч

§ Ежегодный расходы =543120×10=5431200

рупий § Общий Годовая стоимость = 8198+5431200

§   Всего Годовая стоимость до коррекции коэффициента мощности = 5439398 рупий

**************************************** ****************************************

—>

После коэффициента мощности Исправление:

§    90 360 Всего электрическая нагрузка кВА (новая)= кВА1+кВА2+кВА3

§ Общий электрическая нагрузка = 41,95+17,01+10,20

§ Общий электрическая нагрузка=69 кВА

§ Общий электрическая нагрузка кВт=кВт1+кВт2+кВт3

§ Общий электрическая нагрузка кВт=37+15+10

§ Общий электрическая нагрузка кВт = 62 кВт

§ Нагрузка Ток=кВА/В=69×1000/(415/1,732)

§ Нагрузка Ток = 96,2 А

§  Потребность в кВА Заряд=кВА X Заряд

§  Потребность в кВА Стоимость = 69×60 рупий = 6916 рупий————-(1)

§  Годовая единица Потребление = кВтx Ежедневное использованиеx365

§  Годовая единица Потребление=62x24x365=543120 кВтч

§ Ежегодный сборы =543120×10=5431200 рупий——————(2)

§ Капитал Стоимость конденсатора = квар x Стоимость конденсатора/квар = 82 x 60 = 4919 рупий — (3)

§ Ежегодный Проценты и амортизационные отчисления = 4919 x 12% = 590 рупий — (4)

§ Общий Годовая стоимость = 6916+5431200+4919+590

§   Всего Годовая стоимость после коррекции коэффициента мощности = 5438706 рупий

******************************************************* *********************

 

Период окупаемости:

§     Всего Годовая стоимость до коррекции коэффициента мощности = 5439398

рупий § Общий Годовая стоимость после коррекции коэффициента мощности = 5438706

рупий § Ежегодный Экономия= 5439398-5438706

рупий

§   Годовой Экономия= 692 рупий

§ Окупаемость Период = капитальные затраты на конденсатор / годовая экономия

§ Окупаемость Период = 4912 / 692

§   Окупаемость Период = 7,1 года

************************************************ ***************************

Вы также можете увидеть.