Facteur de puissance du variateur
Facteur de puissance d'entraînement — le rapport entre la puissance active consommée par l'entraînement électrique et la puissance apparente. Pour une tension et un courant sinusoïdaux, le facteur de puissance est égal au cosinus de l'angle de phase entre les courbes de tension et de courant (cosφ).
A puissance active constante consommée par l'entraînement électrique, l'augmentation de la puissance réactive et, par conséquent, la diminution du facteur de puissance provoquent une augmentation du courant total dans les fils des connexions du système électrique (générateurs, lignes de transmission, etc. .). Cela entraîne une augmentation du coût des métaux ferreux et non ferreux, des matériaux isolants, des dimensions, du pesage des équipements auxiliaires, etc.
De plus, une augmentation de la puissance réactive augmente les pertes de tension et détériore donc fortement les conditions de régulation de la tension et empêche le fonctionnement normal des générateurs connectés en parallèle. Tout ceci détermine le souhait d'avoir des installations électriques à cosφ élevé.
Dans les entreprises industrielles, les principaux consommateurs de puissance réactive sont les moteurs asynchrones triphasés, qui représentent plus de 70 % de la puissance réactive totale, et les transformateurs — jusqu'à 20 %.
Une réduction notable des charges réactives est obtenue en choisissant correctement la puissance nominale des moteurs asynchrones pour entraîner les machines en marche, en commutant les moteurs asynchrones sous-chargés de triangle en étoile ou en les remplaçant par des moteurs moins puissants, en utilisant des limiteurs de ralenti dans les circuits de commande des moteurs asynchrones, en améliorant la qualité de leur réparation, ainsi que l'utilisation de moteurs synchrones au lieu de moteurs asynchrones (si possible selon les conditions du processus technologique).
En savoir plus ici : Comment améliorer le facteur de puissance sans condensateurs de compensation
Une réduction supplémentaire des charges réactives est possible à l'aide de dispositifs de compensation (condensateurs et machines synchrones surexcitées) installés sur l'utilisateur ou à proximité de lui.
La quantité de puissance réactive générée par les condensateurs est directement proportionnelle à leur capacité et au carré de la tension de ligne dans laquelle ces condensateurs sont connectés.
Lorsqu'une machine synchrone est utilisée comme compensateur, une réduction de la puissance réactive est obtenue en raison de pertes d'énergie supplémentaires - pertes à vide de la machine et puissance qui l'excitera.
Pour maintenir cosφ au niveau requis, avec des fluctuations de la charge réactive, il est nécessaire d'utiliser un contrôle automatique de l'excitation d'une machine synchrone ou un changement automatique du nombre de condensateurs inclus.
La puissance requise du dispositif de compensation est donnée par l'expression
Bc = (Wà (tgφ1 — tgφ2) α)/ Tp, kvar
où Wа — consommation d'énergie active pour le mois le plus chargé (kWh), tgφ1 — la tangente de l'angle de phase correspondant au cosinus moyen pondéré du mois le plus chargé, tgφ2 — la tangente de l'angle de phase, dont le cosinus doit être pris dans 0,92 — 0,95, α — un coefficient calculé égal à 0,8-0,9, compte tenu de la possibilité d'augmenter le cosφ sur une installation existante en améliorant les modes de fonctionnement des équipements électriques (pour les installations nouvellement conçues, ce coefficient est pris égal à par un), TNS — le nombre d'heures de fonctionnement de l'entreprise au cours du mois.