Bepaling van de arbeidsfactor
Zowel in de elektromotor als in de transformator is het noodzakelijk om een magnetisch veld te creëren voor de werking. Dit veld in wisselstroomcircuits varieert sinusvormig en de energie die ermee samenhangt stroomt een halve periode van de generator naar de stroomafnemer en keert terug naar de generator voor de volgende halve periode.
Deze energie wordt reactieve energie genoemd. De stroom ervan manifesteert zich in de vorm van een extra stroom die achterblijft bij de spanning, zoals getoond in Fig. 1, kromme c. Deze stroom die van de generator naar de ontvanger vloeit en vice versa levert geen nuttig werk op, maar veroorzaakt alleen extra verwarming van de draden, dat wil zeggen extra verliezen aan actieve energie.
Lees hier meer over reactief vermogen: AC-voeding en vermogensverliezen
De actieve en reactieve stromen die in de draad vloeien, vormen samen een totale stroom die wordt gemeten met een ampèremeter. Het product van deze totale stroom en spanning wordt schijnbaar vermogen genoemd.
De verhouding tussen actief vermogen en totaal vermogen wordt arbeidsfactor genoemd. Voor het gemak van technische berekeningen wordt de arbeidsfactor uitgedrukt als cosinus van voorwaardelijke hoek «phi» (omdatφ).
Bij verschillende belastingen wordt de gemiddelde arbeidsfactor over een bepaalde periode bepaald. Om de arbeidsfactor te bepalen, worden de meetwaarden van de actieve en reactieve meters gebruikt, waarmee u de gewogen gemiddelde waarde van tgφ kunt achterhalen voor de gehele periode waarin energie is verbruikt.
Als we het reactieve energieverbruik delen door het actieve energieverbruik, krijgen we een waarde die de "phi"-tangens wordt genoemd:
tgφ = Wreactie /WAct
Bepaling van tgφcf, bepaal de waarde van cosφ.
De vermogensfactorwaarde kan ook worden bepaald op basis van de voltmeter-, ampèremeter- en wattmeterwaarden volgens de volgende formules:
voor enkelfasige stroom cosφ = P / UI
voor draaistroom cosφ = P /(1.73UlinAzlin)
Rijst. 1. Faseverschuiving tussen stroom en spanning: a — spanningscurve, b — actieve stroomcurve, c — capacitieve stroomcurve, d — inductieve stroomcurve
De arbeidsfactor kan worden bepaald met behulp van een fasemeter. Zie hier voor meer informatie: Hoe de arbeidsfactor te meten
Bepaling van cosφ met behulp van een elektrische tang
Het is mogelijk om de vermogensfactor van individuele elektrische ontvangers of delen van het netwerk met een licht veranderende belasting te bepalen met behulp van fasemeters of wattmeters. Deze methoden zijn echter moeilijk omdat ze een onderbreking van stroomcircuits vereisen en voor installaties met hoog vermogen is het noodzakelijk om stroomtransformatoren op te nemen.
Om cosφ te meten zonder de stroomkring te onderbreken, wordt een methode met een elektrische stroomtang type D90 gebruikt.
Meetklem D90
In driefasige circuits met een gebalanceerde belasting wordt het vermogen in één fase gemeten. Hiervoor is een van de draden van de lijn bedekt met het magnetische circuit van de klem, is de generatoraansluiting van het parallelle circuit van de wattmeter verbonden met dezelfde fase en de tweede met de neutrale draad. Vervolgens worden met een tang van het type Ts91 of Ts4505 de stroom in de fase en de fasespanning gemeten.
De vermogensfactor wordt berekend met de formule: cosφ = P / UI
Bij het werken met meetklemmen moeten veiligheidsmaatregelen in acht worden genomen.