Nguvu tendaji ni nini? Fidia ya nguvu tendaji. Hesabu tendaji ya nguvu

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Katika vyumba na nyumba za kibinafsi, mita moja ya umeme imesakinishwa, kulingana na ambayo malipo ya nishati inayotumiwa huhesabiwa. Kwa urahisi, inaaminika kuwa sehemu yake ya kazi tu ndiyo inayotumika katika maisha ya kila siku, ingawa hii sio kweli kabisa. Nyumba ya kisasa imejaa vifaa katika mizunguko ambayo kuna mambo ambayo hubadilisha awamu. Hata hivyo, nishati inayotumika inayotumiwa na vifaa vya nyumbani ni ndogo kwa kulinganishwa na ile ya makampuni ya biashara ya viwandani, kwa hivyo kawaida hupuuzwa wakati wa kukokotoa malipo.

Kiwanda au kiwanda ambacho usimamizi wake haufuatilii matumizi ya mikondo ya vimelea inayopita kwenye sakiti ya mzigo husababisha madhara makubwa kwa mifumo ya nishati ya eneo na nchi kwa ujumla. Hewa ya anga karibu na mstari wa upitishaji nguvu huwaka moto kabisa; vilima vya transfoma vilivyosakinishwa katika vituo vidogo huenda visihimili mzigo, hasa katika vipindi vya kilele.

Pakia kwa kufata neno na kuwezesha

Ukichukua kifaa cha kawaida cha kupasha joto au balbu ya umeme, basi nguvu iliyoonyeshwauandishi unaolingana kwenye chupa au sahani ya jina italingana na bidhaa ya maadili ya sasa inayopita kwenye kifaa hiki na voltage ya mtandao (tuna Volts 220). Hali inabadilika ikiwa kifaa kina transformer, vipengele vingine vyenye inductors, au capacitors. Sehemu hizi zina mali maalum, grafu ya sasa inapita ndani yao lags au inaongoza sinusoid ya voltage ugavi - kwa maneno mengine, mabadiliko ya awamu hutokea. Mzigo bora wa capacitive hubadilisha vekta kwa -90, na mzigo wa inductive kwa digrii +90. Nguvu katika kesi hii ni matokeo ya si tu bidhaa ya sasa na voltage, sababu fulani ya kusahihisha ni aliongeza. Hii inaelekea wapi?

Mwakisi wa kijiometri wa mchakato

Kutoka kwa kozi ya jiometri ya shule, kila mtu anajua kwamba hypotenuse ni ndefu kuliko miguu yoyote iliyo katika pembetatu ya kulia. Ikiwa nguvu hai, tendaji na inayoonekana hutengeneza pande zake, basi mikondo inayotumiwa na coil na capacitance itakuwa kwenye pembe za kulia kwa sehemu ya kupinga, lakini kwa maelekezo kwa mwelekeo tofauti. Wakati wa kuongeza (au, ikiwa ungependa, kupunguza, ni ya ishara tofauti) vector jumla, yaani, jumla ya nguvu ya tendaji, kulingana na aina gani ya mzigo inashinda katika mzunguko, itaelekezwa juu au chini. Kwa mwelekeo wake, mtu anaweza kuhukumu ni aina gani ya mzigo inatawala.

Nguvu tendaji yenye kuongeza vekta kwenye sehemu inayotumika itatoa jumla ya kiasi cha nishati inayotumika. Inaonyeshwa kwa michoro kamahypotenuse ya pembetatu ya nguvu. Kadiri laini hii itakavyopatikana kwa upole kuhusiana na mhimili wa x, ndivyo bora zaidi.

Cosine phi

Grafu inaonyesha kuwa pembe φ imeundwa na vekta mbili, nguvu kamili na amilifu. Kadiri maadili yao yanavyotofautiana, bora zaidi, lakini uunganisho wao kamili unazuiwa na nguvu tendaji, ambayo inachukuliwa kuwa ya vimelea. Kadiri pembe inavyokuwa kubwa, mzigo wa juu wa mistari ya umeme, vibadilishaji vya kuinua na vya kushuka vya mfumo wa usambazaji wa umeme, na kinyume chake, ndivyo veta zinavyoelekeana, ndivyo waya zitawaka moto kwenye eneo lote. mzunguko. Kwa kawaida, jambo fulani lilipaswa kufanywa kuhusu tatizo hili. Na suluhisho lilipatikana, rahisi na kifahari. Fidia ya pamoja ya nguvu tendaji inakuwezesha kupunguza angle φ na kuleta cosine yake (ambayo pia inaitwa sababu ya nguvu) karibu iwezekanavyo kwa umoja. Ili kufanya hivyo, panua vector ya sehemu ya capacitive kwa njia ya kufikia resonance ya mikondo, ambayo "huzima" kila mmoja (bora kabisa, lakini kwa mazoezi - kwa kiwango kikubwa).

Nadharia na mazoezi

Mahesabu yote ya kinadharia ni ya thamani zaidi, ndivyo yanavyotumika zaidi katika mazoezi. Picha katika biashara yoyote ya viwanda iliyoendelea ni kama ifuatavyo: umeme mwingi hutumiwa na motors (synchronous, asynchronous, awamu moja, awamu tatu) na mashine zingine. Lakini pia kuna transfoma. Hitimisho ni rahisi: katika hali halisi ya uzalishaji, nguvu tendaji ya asili ya kufata neno inatawala. Ikumbukwe kwamba makampuni ya biasharahawasakinishi mita moja ya umeme, kama katika nyumba na vyumba, lakini mbili, moja ambayo inafanya kazi, na nyingine ni rahisi kudhani ni ipi. Na kwa matumizi ya kupita kiasi ya nishati "kufukuzwa" bure kupitia laini za umeme, mamlaka husika hutozwa faini bila huruma, kwa hivyo utawala una nia kubwa ya kuhesabu nguvu tendaji na kuchukua hatua za kupunguza. Ni wazi kwamba mtu hawezi kufanya bila uwezo wa umeme wakati wa kutatua tatizo hili.

Fidia ya Nadharia

Kutoka kwenye grafu iliyo hapo juu, ni wazi kabisa jinsi ya kufikia kupunguzwa kwa mikondo ya vimelea hadi kutokomeza kabisa, angalau kinadharia. Kwa kufanya hivyo, capacitor ya capacitance inayofaa inapaswa kuunganishwa kwa sambamba na mzigo wa inductive. Vekta, zikiongezwa, zitatoa sifuri, na kijenzi muhimu pekee ndicho kitakachosalia.

Hesabu hufanywa kulingana na fomula:

C=1 / (2πFX), ambapo X ni jumla ya mwitikio wa vifaa vyote vilivyojumuishwa kwenye mtandao; F - mzunguko wa voltage ya usambazaji (tuna - 50 Hz);

Inaonekana - ni nini rahisi zaidi? Zidisha "X" na nambari "pi" kwa 50 na ugawanye. Hata hivyo, mambo ni magumu zaidi.

Vipi kwa vitendo?

Mfumo ni rahisi, lakini kubainisha na kukokotoa X si rahisi sana. Ili kufanya hivyo, unahitaji kuchukua data zote kuhusu vifaa, kujua majibu yao, na katika fomu ya vector, na hata hivyo … Kwa kweli, hakuna mtu anayefanya hivi, isipokuwa kwa wanafunzi katika kazi ya maabara.

Unaweza kubainisha nishati tendaji kwa njia nyingine, kwa kutumia kifaa maalum - mita ya awamu inayoonyesha cosine phi, au kwa kulinganisha usomaji wa wattmeter,ammita na voltmeter.

Jambo hilo ni ngumu na ukweli kwamba katika mchakato wa uzalishaji halisi, mzigo unabadilika kila wakati, kwani mashine zingine huwashwa wakati wa operesheni, wakati zingine, kinyume chake, zimetenganishwa na mtandao, kama inavyotakiwa na kanuni za kiteknolojia. Kwa hiyo, hatua zinazoendelea zinahitajika kufuatilia hali hiyo. Taa hufanya kazi wakati wa mabadiliko ya usiku, hewa inaweza kuwashwa katika warsha wakati wa baridi, na hewa inaweza kupozwa katika majira ya joto. Njia moja au nyingine, lakini fidia tendaji ya nguvu inategemea hesabu za kinadharia na sehemu kubwa ya vipimo vya vitendo cos φ.

Kuunganisha na kukata viunzio

Njia rahisi na dhahiri zaidi ya kutatua tatizo ni kuweka mfanyakazi maalum karibu na mita ya awamu ambaye angewasha au kuzima idadi inayotakiwa ya capacitors, kufikia kupotoka kwa kiwango cha chini cha mshale kutoka kwa umoja. Kwa hivyo mwanzoni walifanya hivyo, lakini mazoezi yameonyesha kuwa sababu mbaya ya kibinadamu hairuhusu kila wakati kufikia athari inayotaka. Kwa hali yoyote, nguvu tendaji, ambayo mara nyingi ni ya asili, inalipwa kwa kuunganisha uwezo wa umeme wa ukubwa unaofaa, lakini ni bora kufanya hivyo moja kwa moja, vinginevyo mfanyakazi asiyejali anaweza kuleta biashara yake mwenyewe chini ya faini kubwa. Tena, kazi hii haiwezi kuitwa kuwa imehitimu, ni sawa kwa automatisering. Mpango rahisi zaidi ni pamoja na jozi ya elektroni ya macho ya emitter ya mwanga na mpokeaji wa mwanga. Mshale umefunika thamani ya chini, ambayo ina maana unahitaji kuongezauwezo.

Automatiki na kanuni za akili

Kwa sasa, kuna mifumo inayokuruhusu kuweka cos φ kwa uaminifu katika safu kutoka 0.9 hadi 1. Kwa kuwa unganisho la capacitors ndani yao hufanyika kwa uwazi, haiwezekani kufikia matokeo bora, lakini nguvu ya tendaji kiotomatiki. compensator bado inatoa athari za kiuchumi nzuri sana. Uendeshaji wa kifaa hiki unategemea algorithms ya akili ambayo inahakikisha operesheni mara baada ya kuwasha, mara nyingi hata bila mipangilio ya ziada. Maendeleo ya teknolojia katika teknolojia ya kompyuta hufanya iwezekanavyo kufikia uunganisho sare wa hatua zote za benki za capacitor ili kuepuka kushindwa mapema kwa moja au mbili kati yao. Wakati wa kujibu pia hupunguzwa, na choko za ziada hupunguza kiwango cha kushuka kwa voltage wakati wa muda mfupi. Jopo la kisasa la udhibiti wa nguvu za biashara lina mpangilio unaofaa wa ergonomic ambao hujenga hali kwa operator ili kutathmini hali hiyo haraka, na katika tukio la ajali au kushindwa, atapokea ishara ya kengele ya haraka. Bei ya baraza la mawaziri kama hilo ni kubwa, lakini inafaa kulipia, inaleta faida.

Kifaa cha kufidia

Kifidia cha kawaida cha nishati tendaji ni kabati ya chuma yenye vipimo vya kawaida iliyo na kidhibiti na kidhibiti kwenye paneli ya mbele, ambayo kwa kawaida hufunguliwa. Chini yake ni seti za capacitors (betri). Vileeneo ni kutokana na kuzingatia rahisi: uwezo wa umeme ni nzito kabisa, na ni mantiki kabisa kujitahidi kufanya muundo imara zaidi. Katika sehemu ya juu, kwa kiwango cha macho ya operator, kuna vifaa vya udhibiti muhimu, ikiwa ni pamoja na kiashiria cha awamu, ambacho unaweza kuhukumu ukubwa wa kipengele cha nguvu. Pia kuna dalili mbalimbali, ikiwa ni pamoja na za dharura, vidhibiti (kuwasha na kuzima, kubadili hali ya mwongozo, nk). Tathmini ya kulinganisha kwa usomaji wa sensorer za kupima na maendeleo ya vitendo vya udhibiti (kuunganisha capacitors ya rating inayotakiwa) hufanywa na mzunguko kulingana na microprocessor. Viigizaji hufanya kazi kwa haraka na kimya kimya, kwa kawaida hujengwa kwa kutumia thyristors zenye nguvu.

Makadirio ya hesabu ya benki za capacitor

Katika mimea midogo kiasi, nguvu tendaji ya saketi inaweza kukadiriwa takribani na idadi ya vifaa vilivyounganishwa, kwa kuzingatia sifa zao za kuhama. Kwa hivyo, motor ya kawaida ya asynchronous ya umeme ("mfanyakazi" mkuu wa viwanda na mimea), na mzigo sawa na nusu ya nguvu zake zilizopimwa, ina cos φ sawa na 0.73, na taa ya fluorescent - 0.5 parameter ya mashine ya kulehemu ya mawasiliano huanzia 0, 8 hadi 0.9, tanuru ya arc inafanya kazi na cosine φ sawa na 0.8. Jedwali zinazopatikana kwa karibu kila mhandisi mkuu wa nguvu zina habari kuhusu karibu kila aina ya vifaa vya viwanda, na kabla ya kuweka fidia ya nguvu tendaji inaweza kuwa. kufanyika kwa kuzitumia. Walakini, data kama hiyokutumika tu kama msingi wa kufanya marekebisho kwa kuongeza au kuondoa benki capacitor.

Nchi nzima

Unaweza kupata hisia kwamba serikali imekabidhi viwanda, mimea na biashara nyingine za viwanda uangalifu wote kuhusu vigezo vya gridi ya umeme na usawa wa mzigo uliomo. Hii si kweli. Mfumo wa nishati wa nchi hudhibiti mabadiliko ya awamu kwa kiwango cha kitaifa na kikanda, moja kwa moja wakati wa kutoka kwa bidhaa yake maalum kutoka kwa mitambo ya nguvu. Suala jingine ni kwamba fidia ya sehemu ya tendaji hufanyika si kwa kuunganisha benki za capacitor, lakini kwa njia tofauti. Ili kuhakikisha ubora wa nishati inayotolewa kwa watumiaji katika vilima vya rota, mkondo wa upendeleo unadhibitiwa, ambalo si tatizo kubwa katika jenereta zinazolingana.