Factor de potencia del motor: indica que este motor puede introducir el % de la energía de la red eléctrica como potencia de entrada del motor.

Eficiencia del motor = potencia de salida del motor / potencia de entrada del motor; indica la capacidad del motor para convertir energía eléctrica en energía mecánica.

El factor de potencia es la relación entre la potencia activa y la potencia aparente y es uno de los principales indicadores de rendimiento de los motores asíncronos. Según el circuito equivalente, el motor asíncrono es un circuito inductivo y debe absorber potencia reactiva inductiva de la red eléctrica, y su factor de potencia siempre es inferior a 1.

El factor de potencia del motor se refiere a la relación entre la potencia activa que el motor absorbe de la red eléctrica y la potencia aparente. En el caso del motor, el factor de potencia puede entenderse como la relación entre el componente de corriente activa en la corriente del estator y la corriente total del estator. Cuanto mayor sea el factor de potencia, mayor será el trabajo útil que realice el motor y mayor será la tasa de utilización de la fuente de alimentación.

Factor de potencia y eficiencia del motor

1. Tanto el factor de potencia como la eficiencia son indicadores clave para el funcionamiento fiable y económico de los productos de motor. Los clientes esperan que cuanto mayor sea el factor de potencia, mejor para ahorrar electricidad o en las facturas de la luz.

2. El factor de potencia considera la capacidad de los productos de motor para convertir la energía de red absorbida en trabajo útil, lo que afecta directamente el nivel de utilización de la energía de red y el costo de operación de la red. Por esta razón, el estado controla estrictamente el factor de potencia de los equipos eléctricos y tiene regulaciones estrictas de evaluación del factor de potencia en las condiciones técnicas de los motores de servicio continuo.

3. La eficiencia del motor refleja la capacidad del cuerpo del motor para convertir la potencia activa absorbida en potencia mecánica en el eje de salida. Los estándares GB18613, GB30253 y GB30254 establecen respectivamente requisitos de control límite para la eficiencia de productos de motor de gran escala y amplio alcance, y alientan a las empresas a desarrollar y producir motores de alta eficiencia a través de algunas inclinaciones políticas.

4. La expresión del factor de potencia y la eficiencia es diferente. Aunque ambas son relaciones de proporción, el factor de potencia utiliza una relación directa, mientras que la eficiencia se expresa en porcentaje.

La eficiencia y el factor de potencia del motor están mutuamente limitados. Para motores con la misma potencia y corriente nominal, si la eficiencia es alta, el factor de potencia es bajo; por el contrario, si la eficiencia es baja, el factor de potencia es alto.

El factor de potencia no tiene efecto sobre los usuarios finales del motor, pero es de mayor preocupación para el departamento de suministro de energía, porque si hay demasiados clientes con un factor de potencia demasiado bajo, la pérdida de red aumentará y la eficiencia de transmisión disminuirá; por lo tanto, para los motores de inducción de CA, se requiere que tanto el índice de eficiencia como el índice de factor de potencia sean altos.

El factor de potencia

En un circuito de CA, el coseno de la diferencia de fase (Φ) entre el voltaje y la corriente se denomina factor de potencia, que se representa con el símbolo cosΦ. En términos de valor numérico, el factor de potencia es la relación entre la potencia activa y la potencia aparente, es decir, cosΦ = P/S. El tamaño del factor de potencia está relacionado con la naturaleza de la carga del circuito. Por ejemplo, el factor de potencia de una carga resistiva, como una bombilla incandescente o un horno de resistencia, es 1. Generalmente, el factor de potencia de un circuito con una carga inductiva o capacitiva es menor que 1. El factor de potencia es un dato técnico importante del sistema de energía. El factor de potencia es un coeficiente que mide la eficiencia del equipo eléctrico. Un factor de potencia bajo indica que la potencia reactiva utilizada por el circuito para la conversión del campo magnético alterno es grande, lo que reduce la tasa de utilización del equipo y aumenta la pérdida de suministro de energía de la línea. Por lo tanto, el departamento de suministro de energía tiene ciertos requisitos estándar para el factor de potencia de los usuarios de energía.

1. El análisis más básico. Por ejemplo, la potencia del equipo es de 100 unidades, es decir, se entregan 100 unidades de potencia al equipo. Sin embargo, debido a la pérdida de potencia reactiva inherente a la mayoría de los sistemas eléctricos, solo se pueden utilizar 70 unidades de potencia. Aunque solo se utilicen 70 unidades, se deben pagar 100 unidades de tasas. En este ejemplo, el factor de potencia es 0.7 (si el factor de potencia de la mayoría de los equipos es inferior a 0.9, se impondrá una multa). Esta pérdida de potencia reactiva existe principalmente en equipos de motor (como sopladores, bombas, compresores, etc.), también conocidos como cargas inductivas. El factor de potencia es una medida de la eficiencia del motor.

2. Análisis básico. Todo sistema motor consume dos potencias principales, la potencia útil real (llamada kilovatios) y la potencia reactiva inútil. El factor de potencia es la relación entre la potencia útil y la potencia total. Cuanto mayor sea el factor de potencia, mayor será la relación entre la potencia útil y la potencia total y más eficiente será el funcionamiento del sistema.

3. Análisis avanzado. En un circuito de carga inductiva, el pico de la forma de onda de corriente se produce después del pico de la forma de onda de voltaje. La separación de los dos picos de la forma de onda se puede expresar mediante el factor de potencia. Cuanto menor sea el factor de potencia, mayor será la separación entre los dos picos de la forma de onda.

Para mejorar el factor de potencia

Las cargas de potencia en la red eléctrica, como motores, transformadores, lámparas fluorescentes y hornos de arco, son en su mayoría cargas inductivas. Estos dispositivos inductivos necesitan absorber no solo potencia activa del sistema eléctrico durante el funcionamiento, sino también potencia reactiva. Por lo tanto, después de instalar un equipo de compensación de potencia reactiva de condensadores en paralelo en la red eléctrica, podrá compensar la potencia reactiva consumida por la carga inductiva, reduciendo la potencia reactiva proporcionada por la carga inductiva en el lado de la fuente de alimentación de la red eléctrica y transmitida por la línea. Dado que se reduce el flujo de potencia reactiva en la red eléctrica, se puede reducir la pérdida de energía causada por la transmisión de potencia reactiva por transformadores y buses en las líneas de transmisión y distribución. Este es el beneficio de la compensación de potencia reactiva.

El objetivo principal de la compensación de potencia reactiva es mejorar el factor de potencia del sistema de compensación. Debido a que la potencia generada por la central eléctrica se calcula en KVA o MVA, pero la carga se expresa en KW, es decir, el trabajo útil real realizado, existe una diferencia en la potencia reactiva entre las dos, en términos generales, se trata de potencia reactiva en KVAR. La mayor parte de la potencia reactiva es inductiva, es decir, los llamados motores, transformadores y lámparas fluorescentes. Casi toda la potencia reactiva es inductiva y la capacitiva es muy rara. Es debido a la existencia de esta inductancia que se crea un valor KVAR en el sistema. La relación entre los tres es una función trigonométrica:

KVA al cuadrado = KW al cuadrado + KVAR al cuadrado

En términos simples, en la fórmula anterior, si el valor de KVAR de hoy es cero, KVA será igual a KW, entonces 1 KVA de electricidad emitida por la oficina de suministro de energía es igual a 1 KW de consumo del usuario, y la rentabilidad es la más alta en este momento, por lo que el factor de potencia es un coeficiente que la oficina de suministro de energía cuida mucho. Si el usuario no logra el factor de potencia ideal, está consumiendo relativamente los recursos de la oficina de suministro de energía, por lo que es por eso que el factor de potencia es una restricción regulatoria. En la actualidad, las regulaciones del factor de potencia en China deben estar entre 0.9 y 1 de la inductancia. Si es inferior a 0.9 o superior a 1.0, será sancionado. Es por eso que debemos controlar el factor de potencia dentro de un rango muy preciso, demasiado o demasiado poco no es aceptable.

La diferencia entre la potencia nominal y la potencia real del motor.

Se refiere a los datos bajo los cuales el motor está en el mejor estado de funcionamiento.

La tensión nominal es fija, con una desviación admisible del 10 %. La potencia real y la corriente real del motor varían con el tamaño de la carga arrastrada; cuanto mayor sea la carga arrastrada, mayor será la potencia real y la corriente real; cuanto menor sea la carga arrastrada, menor será la potencia real y la corriente real.

Si la potencia real y la corriente real son mayores que la potencia nominal y la corriente nominal, el motor se sobrecalentará y se quemará; si la potencia real y la corriente real son menores que la potencia nominal y la corriente nominal, se producirá desperdicio de material.

Potencia nominal = corriente nominal IN*voltaje nominal UN*raíz 3*factor de potencia

Potencia real = corriente real IN*voltaje real UN*raíz 3*factor de potencia