เครื่องคำนวณตัวประกอบกำลัง

หมวดหมู่: ฟิสิกส์
- กรกฎาคม 10, 2568
| |

ปัจจัยกำลังไฟฟ้าเป็นอัตราส่วนของกำลังไฟฟ้าจริง (วัดเป็นวัตต์) ต่อกำลังไฟฟ้าสัมพัทธ์ (วัดเป็นโวลต์-แอมแปร์) ในวงจรไฟฟ้า เป็นตัวเลขที่ไม่มีมิติระหว่าง 0 และ 1 (หรือแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์) โดยค่าที่สูงกว่าจะบ่งบอกถึงการใช้พลังงานไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

เครื่องคำนวณนี้ช่วยให้คุณกำหนดปัจจัยกำลังไฟฟ้า กำลังไฟฟ้าจริง กำลังไฟฟ้าสัมพัทธ์ และกำลังไฟฟ้าตอบสนองในระบบไฟฟ้า รวมถึงคำนวณความต้องการการแก้ไขปัจจัยกำลังไฟฟ้า

คุณต้องการคำนวณอะไร?

? กำลังไฟฟ้าจริงที่ใช้และแปลงเป็นงานหรือความร้อน วัดเป็นวัตต์ (W) กิโลวัตต์ (kW) หรือเมกะวัตต์ (MW)
? ผลคูณของแรงดันไฟฟ้า RMS และกระแสไฟฟ้า RMS วัดเป็นโวลต์-แอมแปร์ (VA) กิโลโวลต์-แอมแปร์ (kVA) หรือเมกะโวลต์-แอมแปร์ (MVA)

ตัวเลือกขั้นสูง

? แสดงการแสดงภาพของพีระมิดกำลังที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างกำลังไฟฟ้าจริง กำลังไฟฟ้าตอบสนอง และกำลังไฟฟ้าสัมพัทธ์
? รวมประโยชน์ทางเศรษฐกิจของการแก้ไขปัจจัยกำลังไฟฟ้าในผลลัพธ์

เกี่ยวกับปัจจัยกำลังไฟฟ้า

ปัจจัยกำลังไฟฟ้าเป็นมาตรการที่สำคัญในระบบไฟฟ้าที่บ่งบอกถึงการใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ มันถูกกำหนดเป็นอัตราส่วนของกำลังไฟฟ้าจริงต่อกำลังไฟฟ้าสัมพัทธ์ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับ

แนวคิดหลัก:
  • กำลังไฟฟ้าจริง (P): วัดเป็นวัตต์ (W) เป็นกำลังที่ทำงานจริงหรือสร้างความร้อน
  • กำลังไฟฟ้าตอบสนอง (Q): วัดเป็นโวลต์-แอมแปร์ตอบสนอง (VAR) เป็นกำลังที่อุปกรณ์แม่เหล็ก (เช่น มอเตอร์และหม้อแปลง) ต้องการเพื่อสร้างสนามแม่เหล็ก กำลังนี้ไม่ทำงานที่มีประโยชน์แต่จำเป็นสำหรับการทำงานของโหลดเหนี่ยวนำ
  • กำลังไฟฟ้าสัมพัทธ์ (S): วัดเป็นโวลต์-แอมแปร์ (VA) เป็นผลรวมเวกเตอร์ของกำลังไฟฟ้าจริงและตอบสนองและแสดงถึงกำลังทั้งหมดที่จ่ายโดยสาธารณูปโภค
  • ปัจจัยกำลังไฟฟ้า (PF): อัตราส่วนของกำลังไฟฟ้าจริงต่อกำลังไฟฟ้าสัมพัทธ์ (P/S) สามารถแสดงเป็น cos φ ซึ่ง φ เป็นมุมเฟสระหว่างแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า
พีระมิดกำลัง:

พีระมิดกำลังเป็นการแสดงภาพความสัมพันธ์ระหว่างประเภทต่างๆ ของกำลัง:

S² = P² + Q²

ในพีระมิดนี้:

  • ด้านแนวนอนแสดงถึงกำลังไฟฟ้าจริง (P)
  • ด้านแนวตั้งแสดงถึงกำลังไฟฟ้าตอบสนอง (Q)
  • ด้านเฉียงแสดงถึงกำลังไฟฟ้าสัมพัทธ์ (S)
  • มุม φ ระหว่าง S และ P คือมุมเฟส และ cos φ คือปัจจัยกำลังไฟฟ้า
ประเภทของปัจจัยกำลังไฟฟ้า:
  • ปัจจัยกำลังไฟฟ้าล่าช้า: เกิดขึ้นเมื่อกระแสไฟฟ้าล่าช้าแรงดันไฟฟ้า (ทั่วไปในโหลดเหนี่ยวนำเช่นมอเตอร์)
  • ปัจจัยกำลังไฟฟ้าล่วงหน้า: เกิดขึ้นเมื่อกระแสไฟฟ้าล่วงหน้าแรงดันไฟฟ้า (ทั่วไปในโหลดที่มีความจุ)
  • ปัจจัยกำลังไฟฟ้าเป็นหนึ่ง: เมื่อปัจจัยกำลังไฟฟ้าเป็น 1 หมายความว่าแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าอยู่ในเฟสเดียวกัน

โหลดในอุตสาหกรรมและการค้าโดยมากเป็นโหลดเหนี่ยวนำ ส่งผลให้เกิดปัจจัยกำลังไฟฟ้าล่าช้า

การแก้ไขปัจจัยกำลังไฟฟ้า:

ปัจจัยกำลังไฟฟ้าต่ำไม่พึงประสงค์เพราะทำให้เกิด:

  • การดึงกระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นและการสูญเสียที่เกี่ยวข้อง
  • ค่าไฟฟ้าที่สูงขึ้นเนื่องจากค่าปรับจากสาธารณูปโภค
  • ความจุของระบบการจ่ายไฟฟ้าที่ลดลง
  • การลดแรงดันไฟฟ้าและปัญหาประสิทธิภาพของอุปกรณ์

การแก้ไขปัจจัยกำลังไฟฟ้าจะเกี่ยวข้องกับการเพิ่มคอนเดนเซอร์ในระบบ คอนเดนเซอร์จะจ่ายกำลังไฟฟ้าตอบสนองในท้องถิ่น ลดกำลังไฟฟ้าตอบสนองที่ดึงจากสาธารณูปโภคและปรับปรุงปัจจัยกำลังไฟฟ้า

ประโยชน์ของการแก้ไขปัจจัยกำลังไฟฟ้า:
  • ลดค่าไฟฟ้า: สาธารณูปโภคหลายแห่งเรียกเก็บค่าปรับสำหรับปัจจัยกำลังไฟฟ้าต่ำ การปรับปรุงจะช่วยลดค่าใช้จ่ายเหล่านี้
  • เพิ่มความจุของระบบ: ปัจจัยกำลังไฟฟ้าที่ดีขึ้นจะช่วยเพิ่มความจุในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หม้อแปลง และสายจ่ายไฟ
  • ลดการสูญเสียพลังงาน: กระแสไฟฟ้าที่ต่ำกว่าจะช่วยลดการสูญเสีย I²R ในตัวนำ
  • ปรับปรุงระดับแรงดันไฟฟ้า: ปัจจัยกำลังไฟฟ้าที่ดีขึ้นช่วยรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าในระบบ
  • ยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์: กระแสไฟฟ้าและการสร้างความร้อนที่ต่ำกว่าจะช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์
ค่าปัจจัยกำลังไฟฟ้าที่เป็นมาตรฐาน:
ประเภทโหลด ปัจจัยกำลังไฟฟ้าที่เป็นมาตรฐาน
แสงสว่างแบบหลอดไส้ 1.0
แสงสว่างแบบฟลูออเรสเซนต์ 0.8 - 0.9
แสงสว่างแบบ LED 0.7 - 0.9
มอเตอร์เหนี่ยวนำที่ไม่มีโหลด 0.1 - 0.3
มอเตอร์เหนี่ยวนำที่มีโหลดเต็ม 0.7 - 0.9
เตาอาร์ค 0.7 - 0.8
อุปกรณ์เชื่อม 0.5 - 0.8