Коэффициент мощности cos φ — отношение активной мощности двигателя к полной потребляемой из сети. Он показывает долю тока, совершающую полезную работу, и определяет нагрузку на сеть при заданной механической мощности.
Асинхронный двигатель потребляет из сети не только активную мощность, идущую в работу, но и реактивную — на создание магнитного поля. Коэффициент мощности cos φ показывает их соотношение: чем он ближе к единице, тем меньше «лишнего» тока в проводах при той же полезной мощности на валу.
В цепи переменного тока полная мощность S (В·А) складывается из активной P (Вт), совершающей работу, и реактивной Q (вар), расходуемой на намагничивание. Коэффициент мощности — это косинус угла сдвига φ между током и напряжением:
cos φ = P / S, при этом S = √(P² + Q²).
Асинхронный двигатель по природе индуктивен: он всегда потребляет реактивный ток на создание вращающегося магнитного поля, поэтому его cos φ меньше единицы. Чем ниже cos φ, тем больший полный ток нужен для той же активной мощности — растут потери в кабелях и трансформаторах.
| Режим / мощность | cos φ |
|---|---|
| Номинальная нагрузка, 0,75–7,5 кВт | 0,78–0,86 |
| Номинальная нагрузка, 11–90 кВт | 0,85–0,92 |
| Половинная нагрузка | 0,65–0,78 |
| Холостой ход | 0,15–0,35 |
cos φ указывают на шильдике двигателя для номинального режима. Важнейшая особенность: при недогрузке cos φ резко падает, потому что реактивный ток намагничивания почти постоянен, а активный уменьшается вместе с нагрузкой.
Чтобы двигатель работал в выгодной зоне по cos φ и КПД, важно не завышать мощность привода. Подобрать мотор-редуктор точно под нагрузку можно в калькуляторе подбора, а типоразмеры — в каталоге мотор-редукторов 380В.
cos φ не следует путать с КПД (η): КПД — это отношение механической мощности на валу к активной электрической, а cos φ — отношение активной мощности к полной. Двигатель может иметь высокий КПД, но низкий cos φ при недогрузке. Полная потребляемая мощность связана с валом так: S = Pвал / (η·cos φ). Оба параметра вместе определяют реальную нагрузку привода на сеть.
Пришлите параметры, фото шильдика или маркировку — инженер рассчитает подбор и пришлёт КП.
Получить расчётЭто отношение активной мощности двигателя к полной, потребляемой из сети (cos φ = P/S). Он показывает, какая доля тока совершает полезную работу. Асинхронный двигатель всегда потребляет реактивный ток на намагничивание, поэтому его cos φ меньше единицы.
При номинальной нагрузке cos φ обычно 0,78–0,86 для двигателей до 7,5 кВт и 0,85–0,92 для более мощных. Значение указано на шильдике. При недогрузке cos φ резко падает — до 0,65 при половинной нагрузке и 0,15–0,35 на холостом ходу.
Реактивный ток намагничивания почти не зависит от нагрузки и остаётся постоянным, а активный ток уменьшается вместе с механической нагрузкой на валу. В результате доля реактивной составляющей растёт, и cos φ снижается. Поэтому двигатель невыгодно недогружать.
Наиболее распространённый способ — подключение конденсаторных батарей, компенсирующих реактивный ток и поднимающих cos φ до 0,92–0,98. Кроме того, cos φ близок к единице на входе преобразователя частоты. Главное же — не завышать мощность двигателя относительно нагрузки.
КПД — отношение механической мощности на валу к активной электрической. cos φ — отношение активной мощности к полной. Двигатель может иметь высокий КПД, но низкий cos φ при недогрузке. Связь с валом: S = P_вал / (η·cos φ).
Коэффициент мощности cos φ — отношение активной мощности двигателя к полной, потребляемой из сети. Он показывает долю тока, совершающую полезную работу, и определяет реальную нагрузку мотор-редуктора на питающую линию.
Коэффициент мощности cos φ у асинхронных двигателей при номинале составляет 0,78–0,92, но резко падает при недогрузке, поскольку реактивный ток намагничивания почти постоянен. Низкий cos φ перегружает сеть реактивным током и часто штрафуется. Компенсируют конденсаторными батареями до 0,92–0,98; на входе частотника cos φ близок к единице.
| Формула | cos φ = P / S |
|---|---|
| Номинал | 0,78–0,92 |
| Половинная нагрузка | 0,65–0,78 |
| Не путать с | КПД (η) |
Чтобы cos φ был высоким, двигатель должен работать близко к номиналу. Точный подбор под нагрузку — в калькуляторе, мотор-редукторы — в каталоге мотор-редукторов 380В, замена импорта — в разделе импортозамещения.
