Was bedeutet es, dass Blindleistung geliefert / verbraucht wird?

Wirkleistung ist sinnvoll, da tatsächlich verbraucht wird, jedoch in Bezug auf Blindleistung; Was wird verbraucht / geliefert? Und wie ändert sich die Schaltung, wenn dies geschieht?

Um die Frage zu beantworten: Wirkleistung wird von einem Stromkreis verbraucht. Die Blindleistung wird zwischen dem Stromkreis und der Quelle übertragen.

Wirkleistung in W (P) ist Nutzleistung. Etwas, das wir aus dem Kreislauf bringen können. Wärme, Licht, mechanische Kraft. Leistung, die in Widerständen oder Motoren verbraucht wird.

Scheinleistung in VA (S) ist das, was die Quelle in einen Stromkreis einfügt. Der volle Einfluss der Schaltung auf die Quelle.

Der Leistungsfaktor ist also eine Art Wirkungsgrad pf = P / S für eine Schaltung. Je näher es an 1 liegt, desto besser.

Blindleistung in VAR (Volt Ampere Blindleistung) (Q) ist die Leistung, die zwischen der Quelle und der Last zirkuliert. Energie, die in Kondensatoren oder Induktivitäten gespeichert ist. Aber es wird gebraucht. Beispielsweise bildet induktive Blindleistung in Elektromotoren die Magnetfelder, um den Motor zu drehen. Ohne sie würde der Motor nicht funktionieren, daher ist es gefährlich zu glauben, dass er verschwendet wird, aber das ist es auch.

Kondensatoren und Induktivitäten sind reaktiv. Sie speichern Energie in ihren Feldern (elektrisch und magnetisch). Für 1/4 der Wechselstromwellenform wird Energie von der reaktiven Vorrichtung verbraucht, wenn das Feld gebildet wird. In der Wellenform des nächsten Quartals kollabiert das elektrische oder magnetische Feld und Energie wird an die Quelle zurückgegeben. Gleiches gilt für die letzten zwei Quartale, jedoch mit entgegengesetzter Polarität.

Informationen zur Animation finden Sie unter Serien-Wechselstromkreise . Es zeigt alle 6 Serienschaltungen (R, L, C, RL, RC & RLC). Schalten Sie die sofortige Stromversorgung ein. Wenn p positiv ist, liefert die Quelle Strom. Wenn p negativ ist, wird Strom an die Quelle gesendet.

Für ein R wird Strom verbraucht. Bei einem L oder C fließt Strom zwischen Quelle und Gerät. Bei einem RL oder RC werden diese beiden Beziehungen kombiniert. Der Widerstand verbraucht und das reaktive Gerät speichert / sendet Strom an die Quelle.

Der wahre Vorteil ist, wenn sich eine Induktivität UND ein Kondensator in der Schaltung befinden. Die führende kapazitive Blindleistung ist in ihrer Polarität der nacheilenden induktiven Blindleistung entgegengesetzt. Der Kondensator versorgt den Induktor mit Strom, wodurch die Blindleistung verringert wird, die die Quelle liefern muss. Die Basis für die Leistungsfaktorkorrektur.

Wählen Sie RLC in der Referenz. Beachten Sie, dass die Quellenspannung (Hypoteneuse) aus und . Es ist kleiner als wenn es aus und$V_S$$V_R$$V_L - V_C$$V_R$$V_L$

Wenn der Kondensator die gesamte Leistung des Induktors liefert, wird die Last ohmsch und P = S und pf = 1. Das Leistungsdreieck verschwindet. Der erforderliche Quellenstrom ist geringer, was bedeutet, dass der Schaltungsschutz der Verkabelung geringer sein kann. Im Motor befindet sich das unkorrigierte Leistungsdreieck, wobei zusätzlicher Strom vom Kondensator kommt.

Die Referenz zeigt Reihenschaltungen, aber jedes C versorgt jedes L im Wechselstromkreis mit Strom, wodurch die Scheinleistung verringert wird, die die Quelle liefern muss.

Nehmen wir ein Beispiel. P = 1 kW Motor mit 0,707 pf Verzögerung mit 120 V Quelle.

Vor der Leistungsfaktorkorrektur: und (gestrichelte Linie) wie in I um . $Q_L = 1kVAR$$S_1 = 1.42kVA$$Θ_1 = 45° lagging$$V_S$$I_1 = 11.8A$

Erhöhen Sie den Leistungsfaktor auf 0,95 nacheilend, indem Sie den Kondensator parallel zur Last hinzufügen.

Nach Faktorkorrektur: P und existieren noch. Kondensator addiert . Dies verringert die Blindleistungsquelle, die muss, sodass die Netto-Blindleistung . und A Eine 25,8%. Alles auf dem Leistungsdreieck existiert außer .$Q_L$$Q_C = 671VAR$$Q_T = 329VAR$$S_2 = 1.053kVA$$I_2 = 8.8A$$S_1$

Der Kondensator liefert 671 VAR führende Blindleistung an die nacheilende Blindleistung des Motors, wodurch die Netto-Blindleistung auf 329 VAR verringert wird. Der Kondensator wirkt als Quelle für den Induktor (Motorspulen).

Das elektrische Feld des Kondensators lädt sich auf. Wenn sich das elektrische Feld entlädt, bildet sich das Magnetfeld der Spulen. Wenn die Magnetfelder zusammenbrechen, lädt sich der Kondensator auf. Wiederholen. Die Stromversorgung zwischen Kondensator und Induktor erfolgt hin und her.

Ideal ist, wenn . Das Leistungsdreieck verschwindet. und$Q_L = Q_C$$S_2 = P = 1kVA$$I_2 = 8.33A$

Wenn Sie eine Last mit einer Wechselspannung versorgt haben, die nur aus Kapazität oder Induktivität besteht, wird der Phasenwinkel des Stroms relativ zur Spannung um 90 Grad verschoben. Wenn Spannung und Strom um 90 Grad verschoben werden, wird dieser Last keine Wirkleistung zugeführt. Was wird an die Last geliefert wird Blindleistung genannt.

Wenn die Last ein Widerstand wäre, wären Strom und Spannung genau gleichphasig (gemäß Ohmschem Gesetz) und es würde keine Blindleistung abgegeben - die gelieferte Leistung ist Wirkleistung und erwärmt den Widerstand.

Zwischen diesen beiden Grenzen können sowohl Blind- als auch Wirkleistung abgegeben werden. Der Kosinus des Phasenwinkels des Stroms relativ zur Spannung wird als Leistungsfaktor bezeichnet - vielleicht haben Sie davon gehört; Wenn die Phase Null ist (ohmsche Last), ist cos (Null) 1. Wenn die Phase 90 ist (reaktive Impedanzlast), ist cos (90) Null.

Die diagonale (rote) Linie in der obigen Zeichnung ist VA, dh die an die Last angelegten Volt-Ampere - im Grunde ist es RMS-Spannung x RMS-Strom. VA wird als "Scheinleistung" bezeichnet und würde der Wirk- / Wirkleistung (grün) entsprechen, wenn die Last vollständig ohmsch ist.

Wenn die Last rein reaktiv wäre, wäre "Scheinleistung" = "Blindleistung" (blau)

Beachten Sie, dass im obigen Diagramm der Winkel zwischen Wirk- und Blindleistung immer 90 Grad beträgt. In Anlehnung an weitere Kommentare soll das folgende Diagramm einige Dinge über die Blindleistung verdeutlichen: -

Es gibt vier Szenarien: ohmsche, induktive, kapazitive und gemischte Lasten. Die schwarze Kurve auf allen vier ist "Leistung", dh . Beachten Sie, dass für die Induktivität und den Kondensator die Leistung einen Durchschnittswert von Null hat.$v\cdot i$

Blindleistung wird nicht verbraucht. Die Blindleistung ist die Folge der elektrischen Reaktanz des Stromkreises, dh der Phasendifferenz zwischen Quelle und Last. Die gesamte Leistung wird an die aktive Last abgegeben, aber da die Schaltung nicht zu 100% aktiv ist, wird eine Blindleistung benötigt, um die aktive Energie durch eine Blindschaltung zu "bewegen". Das bedeutet, dass Sie größere Kabel benötigen, um all diese Leistung zu übertragen (aktiv + reaktiv).

Nehmen Sie diese humorvolle Erklärung. Aktive Kraft ist wie das Geld, das Sie für Lebensmittel ausgeben, die Sie essen. Alles geht direkt, um die erforderliche Funktion auszuführen, die Ihren Hunger stillen soll. Blindleistung ist wie das Geld, das Sie für einen Herd ausgeben. Sie können es nicht essen, aber Sie brauchen es, um Ihr Essen zuzubereiten. Sie können den Herd weiter benutzen, er ist nicht aufgebraucht, aber Sie können ihn immer noch nicht essen.

In Geräten wie einem Transformator oder Motor wird Blindleistung benötigt, um das Magnetfeld aufzubauen, das zur Leistungsumwandlung von sekundär zu primär oder zur Energieumwandlung von elektrischer zu mechanischer Energie verwendet wird. Sie können nicht direkt damit arbeiten, aber es ist notwendig, dass die Arbeit erledigt wird. Sie können es sich auch wie Kraftstoff und Öl in einem Auto vorstellen. Das Öl lässt das Auto nicht laufen, aber ohne es kann der Motor nicht funktionieren. Dies ist eine lose Analogie.

Das Problem in einem elektrischen System besteht darin, dass Blindleistung und Wirkleistung vom Generator aus dem gleichen Energieeintrag erzeugt werden. (Wie in unserer Herd- und Lebensmittelanalogie kommt das gesamte Geld aus Ihrer Tasche.) Daher möchten wir nur die minimale Blindleistung haben, die unser System unbedingt benötigt, und dann die gesamte verbleibende Quellleistung als Wirkleistung erzeugen. Es gibt jedoch einige Fälle, in denen Blindleistung bevorzugt wird