Có thể nói hệ số công suất của một thiết bị điện là năng suất hoặc độ hiệu quả của việc sử dụng năng lượng điện của thiết bị đó.
Thông thường các thiết bị tải điện trở như lò sưởi và đèn sợi đốt có hệ số công suất cao, còn các thiết bị hoạt động theo nguyên lí cảm ứng từ như động cơ cảm ứng xoay chiều thì hệ số công suất của chúng thấp.
Sự khác nhau này đặc biệt quan trọng đối với các nhà máy sản xuất công nghiệp vì các nhà cung cấp điện thường đánh thuế và phí bổ sung đối với các cơ sở có hệ số công suất thấp.
Hệ số công suất là đại lượng không có thứ nguyên có độ lớn từ 0 đến 1,0. Hệ số công suất dưới 0,85 thường được các công ty điện nước ta coi là “thấp”.
Động cơ cảm ứng xoay chiều sử dụng điện năng để tạo ra từ trường trong rôto và tạo ra mômen xoắn thông qua nguồn điện được cung cấp cho stato.
Công suất cung cấp cho stato được gọi là công suất “thực” vì nó tạo ra công có ích, trong khi công suất được sử dụng để tạo ra từ trường trong rôto được gọi là công suất “phản kháng” vì nó không tạo ra công.
Hệ số công suất được xác định dựa trên công suất thực và đại lượng khác được gọi là “công suất biểu kiến”.
Để dễ hình dung về các đại lượng công suất ta sẽ biểu diễn chúng trên một tam giác công suất. Tam giác công suất là một tam giác vuông, trong đó công suất thực và công suất phản kháng vuông góc với nhau và công suất biểu kiến là cạnh huyền.
Hệ số công suất là côsin của góc θ (góc giữa công suất thực và công suất biểu kiến). Nhìn vào tam giác công suất ta thấy hệ số công suất bằng công suất thực chia cho công suất biểu kiến.
Góc θ cho biết độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện. Công suất phản kháng của thiết bị có tải cảm ứng có xu hướng kéo dòng điện và điện áp lệch pha nhau hơn, dẫn đến góc θ lớn hơn và làm cho (Cosθ) hệ số công suất thấp hơn.
Nếu không có sự lệch pha giữa điện áp và dòng điện thì góc θ bằng không. Côsin của 0 độ là 1 (cos (0) = 1), do đó hệ số công suất là 1. Mặt khác, nếu điện áp và dòng điện lệch pha nhau 90 độ thì θ bằng 90. Côsin của 90 độ bằng không (cos (90) = 0), do đó hệ số công suất bằng không.
Công suất thực do động cơ cảm ứng xoay chiều tiêu thụ thay đổi theo tải của động cơ, nhưng lượng công suất phản kháng mà động cơ sử dụng vẫn không đổi bất kể tải là bao nhiêu. Từ tam giác công suất ta thấy để tăng hệ số công suất (giảm góc θ) thì cần phải giảm công suất phản kháng.
Ta có thể làm giảm công suất phản kháng bằng cách bù thêm tụ điện.Các tụ điện bù tạo ra công suất phản kháng âm do đó khi kết hợp với động cơ sẽ làm giảm lượng công suất phản kháng ban đầu. Kết quả cuối cùng là hệ số công suất cao hơn.
Gía trị điện dung tụ điện hiệu chỉnh hệ số công suất có thể được giữ cố định hoặc tự động biến đổi. Các tụ điện hiệu chỉnh hệ số công suất có giá trị điện dung cố định thường được lắp đặt cho các động cơ riêng lẻ hoặc các dãy động cơ.
Các tụ điện này bật khi động cơ bật (và tắt khi động cơ tắt), điều này giúp tăng hệ số công suất khi động cơ chạy.
Các tụ điện biến đổi tự động được sử dụng trong các tủ tụ bù tập trung và thường được lắp đặt ở nguồn điện của nhà máy. Các tụ điện này giúp điều chỉnh hệ số công suất ở các mức khác nhau.
Một cách khác để cải thiện hệ số công suất của động cơ cảm ứng xoay chiều là lắp đặt bộ truyền động có tần số thay đổi (VFD). Các tụ điện DC trong VFD cung cấp công suất phản kháng cần thiết cho động cơ để tạo ra từ trường của rôto, do đó đường dây cung cấp AC chỉ phải cung cấp công suất thực, có nghĩa là tất cả (hoặc gần như tất cả) công suất được cung cấp được sử dụng cho các từ trường hữu ích.
>>> 100+ Mã Sản Phẩm Dây Rút: https://mecsu.vn/san-pham/day-rut-nhua.5op
>>> 1000+ Mã Sản Phẩm Đầu Cosse: https://mecsu.vn/san-pham/dau-cosse.Q1j
>>> Mời anh em xem thêm:
