Leistungsfaktor-Rechner

Der Leistungsfaktor beschreibt, wie wirksam eine Wechselstromlast die zugeführten Voltampere in nutzbare Wirkleistung umsetzt. Er ist das Verhältnis der Wirkleistung in Watt zur Scheinleistung in Voltampere. Bei den hier verwendeten einphasigen Messungen entspricht die Scheinleistung dem Produkt aus Effektivspannung und Effektivstrom. Teilt man die gemessene Wirkleistung durch dieses Produkt, erhält man einen dimensionslosen Leistungsfaktor zwischen null und eins. Ein Wert nahe eins zeigt, dass der größte Teil des zugeführten Stroms zu tatsächlicher Arbeit oder Wärme beiträgt. Induktive und kapazitive Lasten können den Strom gegenüber der Spannung phasenverschieben. Motoren, Transformatoren, Leuchtstofflampen und schwach belastete Netzteile beziehen häufig Blindstrom. Dieser erhöht die Belastung von Leitern und Transformatoren, obwohl er über eine vollständige Periode keine Nettoenergie liefert. Der Rechner ermittelt die Blindleistung mit dem Leistungsdreieck: als Quadratwurzel aus dem Quadrat der Scheinleistung abzüglich des Quadrats der Wirkleistung. Außerdem bestimmt er den Betrag des Phasenwinkels über den Arkuskosinus des Leistungsfaktors. Betrachten Sie eine Last mit 120 Volt, die 10 Ampere aufnimmt und 960 Watt verbraucht. Die Scheinleistung beträgt 1,200 Voltampere, der Leistungsfaktor somit 0.8. Die Blindleistung beträgt 720 Var und der Betrag des Phasenwinkels etwa 36.87 Grad. Diese Werte beschreiben die Größe der Phasenverschiebung, zeigen aber nicht, ob der Strom vor- oder nacheilt. Dafür muss bekannt sein, ob die Last überwiegend kapazitiv oder induktiv ist. Diese Umsetzung ist für einphasige Stromkreise vorgesehen. Bei symmetrischen Drehstromsystemen ist die Scheinleistung gleich der Quadratwurzel aus drei mal Außenleiterspannung mal Außenleiterstrom. Würde man die einphasige Formel direkt auf Drehstrom-Leitermessungen anwenden, wäre das Ergebnis falsch. Verzerrte Wellenformen erfordern zudem Messgeräte für echte Wirkleistung und echte Effektivwerte, da der Verschiebungsfaktor allein die Oberschwingungsverzerrung nicht berücksichtigt. Zur Leistungsfaktorkorrektur werden häufig Kondensatoren nahe induktiver Lasten eingesetzt, um den Blindleistungsbedarf auszugleichen. Das kann Strom, Spannungsabfall, Verluste und leistungsabhängige Stromkosten senken. Die Ausrüstung muss jedoch auf Systemspannung, Oberschwingungen, Schalttransienten und Resonanz abgestimmt sein. Eine Überkompensation über den Einheitsleistungsfaktor hinaus wird durch dieses einfache Verhältnis nicht dargestellt und ist im Allgemeinen nicht erwünscht. Verwenden Sie gleichzeitig unter denselben Betriebsbedingungen aufgenommene Messwerte. In den idealen Beziehungen dieses Rechners kann die Wirkleistung die Scheinleistung nicht übersteigen; Eingaben außerhalb dieses Bereichs werden daher abgewiesen. Für Abrechnungsanalysen, industrielle Kondensatorbänke, Generatoren oder sicherheitskritische Elektroplanung sind qualifiziertes Personal, kalibrierte Leistungsanalysatoren und die für die Anlage geltenden Normen maßgeblich.