실용적인 역률 보정

AC 전원 시스템의 열악한 역률을 수정해야 할 경우 계산에 사용할 부하의 정확한 인덕턴스를 헨리 단위로 알 수 있는 여유가 없을 것입니다.

당신은 역률 측정기라는 기기를 가지고 있을 만큼 충분히 운이 좋을 수도 있습니다. 역률(0과 1 사이의 숫자)과 피상 전력(볼트 단위의 전압계 판독값과 암페어 단위의 전류계 판독값을 곱하여 알 수 있음)이 무엇인지 알려줍니다.

불리한 상황에서는 오실로스코프를 사용하여 도 위상 변이를 측정하여 전압과 전류 파형을 비교해야 할 수 있습니다. 및 해당 위상 편이의 코사인으로 역률을 계산합니다.

대부분의 경우 실제 전력을 측정하기 위해 전력계에 액세스할 수 있습니다. 전력계의 판독값은 피상 전력 계산(총 전압 및 총 전류 측정을 곱하여)과 비교할 수 있습니다. 실제 전력과 피상 전력의 값에서 무효 전력과 역률을 결정할 수 있습니다.

예제 문제

이것이 어떻게 작동하는지 보기 위해 예제 문제를 봅시다:(아래 그림)

전력계는 진정한 힘을 읽습니다. 전압계와 전류계 판독값의 곱은 피상 전력을 산출합니다.

kVA로 피상 전력을 계산하는 방법

먼저 피상 전력을 kVA 단위로 계산해야 합니다. 부하 전압에 부하 전류를 곱하면 됩니다.

우리가 볼 수 있듯이, 2.308kVA는 1.5kW보다 훨씬 더 큰 수치이며, 이는 이 회로의 역률이 다소 불량함을 알려줍니다(실질적으로 1보다 작음). 이제 실제 전력을 피상 전력으로 나누어 이 부하의 역률을 계산합니다.

역률에 대해 이 값을 사용하여 역삼각형을 그릴 수 있으며 이를 통해 이 부하의 무효 전력을 결정할 수 있습니다(아래 그림).

무효 전력은 실제 전력과 피상 전력에서 계산할 수 있습니다.

피타고라스 정리를 사용하여 알 수 없는 삼각형의 양을 결정하는 방법

미지의(무효 전력) 삼각형 수량을 결정하기 위해 빗변의 길이(겉보기 전력)와 인접한 변의 길이(참 전력)가 주어지면 피타고라스 정리를 "거꾸로" 사용합니다.

커패시터로 역률을 보정하는 방법

이 부하가 전기 모터 또는 대부분의 기타 산업용 AC 부하인 경우 지연(유도) 역률이 발생하므로 커패시터로 이를 수정해야 합니다. 적절한 크기의 병렬 배선

이제 무효 전력(1.754kVAR)의 양을 알았으므로 그 영향을 상쇄하는 데 필요한 커패시터의 크기를 계산할 수 있습니다.

이 답을 80μF로 반올림하면 해당 크기의 커패시터를 회로에 배치하고 결과를 계산할 수 있습니다. (아래 그림)

병렬 커패시터는 지연(유도) 부하를 수정합니다.

80µF 커패시터는 33.157Ω의 용량성 리액턴스를 가지며 7.238A의 전류를 제공하고 해당 무효 전력은 1.737kVAR(커패시터의 경우 만 ). 커패시터의 전류가 180 ^o 이므로 전류 유도에 대한 부하의 유도 기여도에서 위상이 벗어나면 커패시터의 무효 전력이 부하의 무효 전력에서 직접 차감되어 다음과 같은 결과가 발생합니다.

물론 이 보정은 부하에서 소비하는 실제 전력의 양을 변경하지 않지만 피상 전력과 240볼트 소스에서 끌어온 총 전류의 상당한 감소를 초래합니다. (아래 그림)

커패시터 수정 전후의 전력 삼각형

새로운 피상 전력은 표준 형식의 피타고라스 정리를 사용하여 참 및 새로운 무효 전력 값에서 찾을 수 있습니다.

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AC 전원 워크시트