Lite funderingar kring effekfaktor och verkningsgrad

[TomasL]

Har lite funderingar kring det här om effektfaktorn påverkar verkningsgraden för en 3-fas asynkronmotor.

Har googlat runt lite men hittar inga entydiga svar på detta.

Det närmaste jag kan komma är att en låg effektfaktor kan skapa onödig uppvärmning i motorn och på det sättet minska verkningsgraden
Dock är det en tolkning från min sida, av de olika texterna jag läst.

[Icecap]

Om en motor har en cos phi på 0,8 betyder det att av den förbrukade effekt är det 0,8* (80%) som kommer ut på axeln och därför bör resten (0,2* = 20%) vara förlust. Det är iaf. så jag läser siffrorna.

[TomasL]

Nej det stämmer inte, effektfaktor och verkningsgrad är två skilda saker.

[konig7070]

Både effektfaktorn och verkningsgraden påverkas negativt om motorn går lastad med mindre än märklast.
Så har man låg verkningsgrad har man samtidigt låg effektfaktor, så har i alla fall jag uppfattat det.

[TomasL]

Ja det är en sak, så har jag uppfattat det också, men man kan ha relativt hög verkningsgrad och låg effektfaktor, frågan är om effektfaktorn i sig påverkar verkningsgraden.

[TomasL]

Liten förklaring till IceCap.
Verkningsgraden på en elmotor är skillnaden mellan inmatad aktiv effekt och den mekaniska effekten du får ut på motoraxeln.
Förlusterna i elmotorn är dels värme i lindningarna då de inte är perfekta induktanser och dels mekaniskt förluster såsom friktion mm.

Effektfaktorn är skillnaden mellan den inmatade aktiva effekten och den inmatade skenbara effekten (U*I), eftersom Motorspänning och motorström inte ligger i fas är den aktiva effekten alltid lägre i en motor.
Den aktiva effekten är U*I*cos Fi

[hcb]

Det jag kan komma att tänka på är att en låg effektfaktor -> hög reaktiv ström (i förhållande till den nyttiga strömmen) -> höga RI-förluster relativt det nyttiga arbetet, vilket borde betyda att en motor med låg effektfaktor har lägre verkningsgrad än en med högre, givet samma axeleffekt.

[TomasL]

Ja, det är typ de funderingar jag har, dock hittar jag inget handfast om detta.

[grym]

det jag kollat på var dåliga generatorer i vattenkraftverk
där man bytte gamla ryska trefasgeneratorer till nyare, bara för att effektfaktorn var dålig
det var vanliga asynkronmaskiner, men dom gamla var så dåliga i tillverkning och tolerans att man fick problem med att magnetfälten inte gick som dom borde, både för stort avstånd mellan rotor och stator och dåligat material/konstruktion i övrigt

så kan man hitta motorer som är välbyggda, läs, bra mekaniskt byggda, bra material , tillräckligt gods i både kärnor och lindningar så får man en motor med bättre verkningsgrad och bättre effektfaktor

tyvärr går ju tränden i motsatt riktning, lättare motorer som med nöd och näppe funkar på angiven effekt

på vattenkraftverken med lååånga drifttider var det verkligen lönt att ha så bra generator som möjligt

så japp, om man kan hitta bättre trefasmotorer så är det lönt, effektfaktor kan ge en fingervisning om detta

[TomasL]

Ja det verkar vara lite smålurigt.
Nåväl.
Försöker hitta på något bra sätt att räkna fram inströmmen till en frekvensomriktare, beroende på motorns hastighet (motoreffekten varierar naturligtvis) dvs drivfrekvensen. kanske bättre att starta en ny tråd om detta.

[nifelheim]

Med reservation för att missuppfattat vad du var ute efter.


Frekvensomriktaren har cosfi nära 1 mot nätet och 2-3% förluster
Elmotorn har 5-10% förluster

så uttagen mekaniskeffekt på motoraxeln / (inmatad spänning *0.9) = inmatad ström



den beräkningen kommer att bli bäst vid märkeffekten
kan ju anta att även om förlusterna blir mindre vid minskad effekt så blir dom ju förmodligen procentuellt större

edit: lite optimistisk motor verkningsgrad:)

[rikkitikkitavi]

Jag har tittat en del på det i jobbet och visst är det så.
Minskar du lasten på motorn faller strömmen, men samtidigt minskar effektfaktorn.

Strömmen minskar alltså inte lika mycket som effekten, och därmed faller verkningsgraden med minskad last. Det är väldigt motorberoende såklart.

Därför skall man inte överdimensionera motorer alltför mycket
Definitivt inte när det behövs frekvensomformardrift i EX miljö lärde jag mig av elaren i ett projekt... Dyrt blev det. Det kostar att överdimensioner så den andre , late ingenjören fick hemläxa och räkna om hur stor effekt pumphelvetet EGENTLIGEN drog ... Och siza därefter.

Nifelheim , en IE3 motor ligger över 95% lätt, ialla fall i manliga storlekar.

Frekvensaren drar vad motorn drar+!förluster och har en cosfi nära 1 så den är en nästan resistiv last.

[GFEF]

Låg effektfaktorn = högre ström än vad aktiva effektiva kräver.
Gamla beskrivande namn "Watt lös ström".

Högre ström ger högre resistiv förluster i alla ledare.

[Millox]

Enligt min erfarenhet har de flesta lite större maskiner(*) bäst verkningsgrad vid runt 75-85% av märklast, men ofta har då redan effektfaktorn börjat sjunka. Ett tips på ditt akuta problem är att kolla på abb-motorer, för där kan du få ut verkningsgradskurvor mot varvtal med programvaran drive size som man kan hämta på abb:s hemsida utan kostnad.

(*) mindre maskiner, under 200-storlek, ca 15 kW och mindre kan ha minst sagt skiftande egenskaper, så där måste man kolla på varje motortyp för sig

[TomasL]

Nej, det är inget akut problem, och motorerna sitter inbyggda i kompressorerna så de är vad de är, och sannolikt extremt optimerade för den driften de är avsedda för.
Dock var det så att jag blev lite förvånad över att effektfaktorn är så låg som den är, runt 0,6 i normaldrift.