Förbrukande kontra framdrivande effektiv faktor | Fasforskalle förklarad

Förövergående och eftergående effektfaktorer är två viktiga begrepp relaterade till effektfaktorn i växelströmsanläggningar. Det huvudsakliga skillnadsdraget ligger i fasförhållandet mellan ström och spänning: vid en förövergående effektfaktor leder strömmen spänningen, medan vid en eftergående effektfaktor strömmen följer efter spänningen. Detta beteende beror på lastens natur i kretsen.

Vad är Effektfaktor?

Effektfaktor är en viktig, dimensionslös parameter i växelströmsanläggningar, som gäller både för enfas- och trefasanläggningar. Den definieras som kvoten mellan verklig (eller reell) effekt och synlig effekt.

I likströmskretsar kan effekten bestämmas direkt genom att multiplicera spännings- och strömuppgifter. I växelströmskretsar ger denna produkt dock synlig effekt, inte den faktiska förbrukade effekten. Detta beror på att det totala levererade effekt (synlig effekt) inte används fullständigt; den del som utför nyttig arbete kallas för reell effekt.

Med andra ord, effektfaktor är cosinus av fasvinkeln mellan spänning (V) och ström (I). För linjära laster i växelströmskretsar varierar effektfaktorn mellan -1 och 1. Ett värde närmare 1 indikerar en mer effektiv och stabil system.

Definition av Förövergående Effektfaktor

En förövergående effektfaktor uppstår när en kapacitiv last finns i kretsen. I rent kapacitiva eller resistiv-kapacitiva (RC) laster leder strömmen spänningen, vilket resulterar i en förövergående effektfaktor.

Eftersom effektfaktor är kvoten mellan reell effekt och synlig effekt – och för sinusformade vågor, cosinus av fasvinkeln mellan spänning och ström – skapar den förövergående strömmen en positiv fasvinkel, vilket ger en förövergående effektfaktor.

Som framgår av figuren ovan korsar strömmen $I$ tidsaxeln vid noll tidigare i fas än spänningen $V$. Denna situation kallas för en förövergående effektfaktor. Figuren nedan illustrerar effektdiagrammet för en förövergående effektfaktor.

Definition av Eftergående Effektfaktor

En eftergående effektfaktor i en växelströmskrets uppstår när lasten är induktiv i sin natur. Detta beror på att, i närvaro av en ren induktiv eller resistiv-induktiv last, finns det en fasfördelning mellan spänning och ström så att strömmen följer efter spänningen. Som ett resultat sägs effektfaktorn i sådana kretsar vara eftergående.

Överväg de vågformerna för spänningen och strömmen genom en ren induktiv last:

Här korsar strömmen nollpunkten på tidsaxeln vid en senare fas jämfört med spänningen, vilket resulterar i en eftergående effektfaktor. Effektdiagrammet för en eftergående effektfaktor visas nedan:

Slutsats

Av ovanstående diskussion kan man dra slutsatsen att idealiskt sett antas spänning och ström vara i fas, vilket resulterar i en fasvinkel på 0° mellan dem. I praktiken finns emellertid en fasfördelning, och detta representeras av kretsens effektfaktor.