Determinazione del fattore di potenza

Nel motore elettrico, così come nel trasformatore, è necessario creare un campo magnetico per il funzionamento. Questo campo nei circuiti a corrente alternata varia in modo sinusoidale e l'energia ad esso associata fluisce dal generatore al pantografo per un semiperiodo e ritorna al generatore per il semiperiodo successivo.

Questa energia è chiamata energia reattiva. Il suo flusso si manifesta sotto forma di una corrente aggiuntiva in ritardo rispetto alla tensione, come mostrato in Fig. 1, curva c. Questa corrente che scorre dal generatore al ricevitore e viceversa non produce lavoro utile, ma provoca solo un ulteriore riscaldamento dei fili, cioè ulteriori perdite di energia attiva.

Maggiori informazioni sulla potenza reattiva qui: Alimentazione CA e perdite di potenza

Le correnti attive e reattive che scorrono nel filo si sommano a una corrente totale che viene misurata con un amperometro. Il prodotto di questa corrente e tensione totale è chiamato potenza apparente.

Viene chiamato il rapporto tra potenza attiva e potenza totale fattore di potenza... Per comodità di calcoli tecnici, il fattore di potenza è espresso come coseno dell'angolo condizionale «phi» (perchéφ).

A carichi diversi, il fattore di potenza medio viene determinato per un periodo di tempo. Per determinare il fattore di potenza vengono utilizzate le letture dei contatori attivi e reattivi, che consentono di scoprire il valore medio ponderato di tgφ per l'intero periodo durante il quale è stata consumata energia.

Se dividiamo il consumo di energia reattiva per il consumo di energia attiva, otteniamo un valore chiamato tangente "phi":

tgφ = Reazione /WAct

Determinazione di tgφcf, trovare il valore di cosφ.

Il valore del fattore di potenza può essere determinato anche dalle letture di voltmetro, amperometro e wattmetro secondo le seguenti formule:

per corrente monofase cosφ = P / UI

per corrente trifase cosφ = P /(1.73UlinAzlin)

Riso. 1. Sfasamento tra corrente e tensione: a — curva di tensione, b — curva di corrente attiva, c — curva di corrente capacitiva, d — curva di corrente induttiva

Il fattore di potenza può essere determinato utilizzando un fasore. Per maggiori dettagli vedi qui: Come misurare il fattore di potenza

Determinazione del cosφ mediante pinza elettrica

È possibile determinare il fattore di potenza di singoli ricevitori elettrici o sezioni di rete con un carico leggermente variabile utilizzando misuratori di fase o wattmetri. Tuttavia, questi metodi sono difficili perché richiedono l'interruzione dei circuiti di corrente e per le installazioni ad alta potenza è necessario includere trasformatori di corrente.

Per misurare il cosφ senza interrompere il circuito di corrente, viene utilizzato un metodo che utilizza una pinza amperometrica elettrica tipo D90.

Morsetto di misura D90

Nei circuiti trifase con carico bilanciato, la potenza viene misurata in una fase. Per questo, uno dei fili della linea è coperto con il circuito magnetico della pinza, il terminale del generatore del circuito parallelo del wattmetro è collegato alla stessa fase e il secondo al filo neutro. Successivamente, con una pinza tipo Ts91 o Ts4505, si misurano la corrente nella fase e la tensione di fase.

Il fattore di potenza è calcolato dalla formula: cosφ = P / UI

Le misure di sicurezza devono essere osservate quando si lavora con i morsetti di misurazione.