Что означает cos на двигателе

Коэффициент мощности

Коэффицие́нт мо́щности — безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.

Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига.

Можно показать, что если источник синусоидального тока (например, розетка

220 В, 50 Гц) нагрузить на нагрузку, в которой ток опережает или отстаёт по фазе на некоторый угол от напряжения, то на внутреннем активном сопротивлении источника выделяется повышенная мощность. На практике это означает, что при работе на нагрузку со сдвинутыми напряжением и током от электростанции требуется больше энергии; избыток передаваемой энергии выделяется в виде тепла в проводах и может быть довольно значительным.

Равен отношению потребляемой электроприёмником активной мощности к полной мощности. Активная мощность расходуется на совершение работы. Полная мощность — геометрическая сумма активной и реактивной мощностей (в случае синусоидальных тока и напряжения). В общем случае полную мощность можно определить как произведение действующих (среднеквадратических) значений тока и напряжения в цепи. Полная мощность равна корню квадратному из суммы квадратов активной и неактивной мощностей. В качестве единицы измерения полной мощности принято использовать вольт-ампер (В∙А) вместо ватта (Вт).

Согласно неравенству Коши—Буняковского, активная мощность, равная среднему значению произведения тока и напряжения, всегда не превышает произведение соответствующих среднеквадратических значений. Поэтому коэффициент мощности принимает значения от нуля до единицы (то есть от 0 до 100 %).

Коэффициент мощности математически можно интерпретировать как косинус угла между векторами тока и напряжения. Поэтому в случае синусоидальных напряжения и тока величина коэффициента мощности совпадает с косинусом угла, на который отстают соответствующие фазы.

В электроэнергетике для коэффициента мощности приняты обозначения cos φ (где φ — сдвиг фаз между силой тока и напряжением) либо λ. Когда для обозначения коэффициента мощности используется λ, его величину обычно выражают в процентах.

При наличии реактивной составляющей в нагрузке кроме значения коэффициента мощности иногда также указывают характер нагрузки: активно-ёмкостный или активно-индуктивный. В этом случае коэффициент мощности соответственно называют опережающим или отстающим.

В случае синусоидального напряжения, если нагрузка не имеет реактивной составляющей, коэффициент мощности равен доле мощности первой гармоники тока в полной мощности, потребляемой нагрузкой, и равен коэффициенту искажений тока.

Аддитивная топливная коррекция

Термин «аддитивный» произошел от латинского additio — прибавляю, относящийся к сложению. Соответственно, аддитивная топливная коррекция (или иначе как долгосрочная) рассчитывается на основе показаний мультипликативной коррекции (краткосрочной).

Аддитивная составляющая работает только на холостом ходу и единицей ее измерения являются миллисекунды.

Функционально долговременная коррекция выполняет действия для получения сигнала от датчика кислорода.

В практике Кад принято обозначать в процентах. Пределы его изменения варьируются – от -10 до +10%. Предположим на примере, что двигатель прогрет и нагреватель кислородного датчика подготовил его к работе. Двигатель работает на холостом ходу, но отклика от кислородного датчика нет. Электронный блок начинает увеличивать время впрыска для обогащения смеси, т.е. долговременная коррекция увеличилась на 1%, но отклика от датчика кислорода также отсутствует. Блок управления продолжает удлинять время впрыска и до тех пор, пока не начнется отклик от кислородного датчика. Отклик от датчика в данном конкретном примере появился при Кад равным 4%. Это говорит о том, что при аддитивной коррекции равной 4% кислородный датчик перешел в активное состояние и мультипликативной коррекцией поддерживается смесь в оптимальном состоянии.

Угол поворота

Определения, данные выше, относятся к острым углам. В тригонометрии вводится понятие угла поворота, величина которого, в отличие от острого угла, не ограничена рамками от 0 до 90 градусов.Угол поворота в градусах или радианах выражается любым действительным числом от — ∞ до + ∞ .

В данном контексте можно дать определение синуса, косинуса, тангенса и котангенса угла произвольной величины. Представим единичную окружность с центром в начале декартовой системы координат.

Начальная точка A с координатами ( 1 , 0 ) поворачивается вокруг центра единичной окружности на некоторый угол α и переходит в точку A 1 . Определение дается через координаты точки A 1 ( x , y ).

Синус (sin) угла поворота

Синус угла поворота α — это ордината точки A 1 ( x , y ). sin α = y

Косинус угла поворота α — это абсцисса точки A 1 ( x , y ). cos α = х

Тангенс угла поворота α — это отношение ординаты точки A 1 ( x , y ) к ее абсциссе. t g α = y x

Котангенс угла поворота α — это отношение абсциссы точки A 1 ( x , y ) к ее ординате. c t g α = x y

Синус и косинус определены для любого угла поворота. Это логично, ведь абсциссу и ординату точки после поворота можно определить при любом угле. Иначе обстоит дело с тангенсом и котангенсом. Тангенс не определен, когда точка после поворота переходит в точку с нулевой абсциссой ( 0 , 1 ) и ( 0 , — 1 ). В таких случаях выражение для тангенса t g α = y x просто не имеет смысла, так как в нем присутствует деление на ноль. Аналогично ситуация с котангенсом. Отличием состоит в том, что котангенс не определен в тех случаях, когда в ноль обращается ордината точки.

Синус и косинус определены для любых углов α .

Тангенс определен для всех углов, кроме α = 90 ° + 180 ° · k , k ∈ Z ( α = π 2 + π · k , k ∈ Z )

Котангенс определен для всех углов, кроме α = 180 ° · k , k ∈ Z ( α = π · k , k ∈ Z )

При решении практических примеров не говорят «синус угла поворота α «. Слова «угол поворота» просто опускают, подразумевая, что из контекста и так понятно, о чем идет речь.

Частотные преобразователи

Сегодня асинхронным двигателем управляют с помощью преобразователя частоты. Частотный преобразователь прошел определенную историю развития. Сначала использовались тиристорные схемы. Эти схемы имели множество недостатков, которые сдерживали развитие преобразователей, хотя довольно активно применялись, особенно для мощных двигателей. Когда появились MOSFET, а затем и IGBT транзисторы, рынок преобразователей, как принято говорить “взорвался”. Средняя стоимость преобразователя частоты начала падать и сегодня частотник можно купить даже для бытовых целей за несколько тысяч рублей.

К моменту появления IGBT было предложено и испытано множество топологий силовой части и способов управления для преобразователя частоты. Преобразователи делятся на прямые и двухзвенные ДПЧ. Прямые – непосредственно передают энергию к двигателю: например, циклоконвертор, матричный конвертор. Большим недостатком этих преобразователей является значительное число ключей и большая сложность управления ими. Они применялись, в основном, в тиристорную эпоху.

Двухзвенная схема преобразователя частоты содержит трехфазный инвертор, получающий питание от источника постоянного тока или напряжения. Следовательно, она требует выпрямитель, каковой и является еще одним звеном. Эти преобразователи более перспективные, так как позволяют осуществить рекуперацию на переменном токе, а это, пожалуй, было бы окончательным решением проблемы электропривода. Этот важный вопрос поясняет следующий рисунок:

На рисунке показан инвертор тока. Он питает двигатель и конденсаторы в его цепи. Дроссели в звене постоянного тока ограничивают помехи. Конденсаторы сглаживают пульсации тока ШИМ. Инвертору тока требуется управляемое выпрямляющее звено для регулирования напряжения и управления током в промежуточном звене. В выходном инверторе используются запираемые тиристоры IGCT (Integrated Gate-Commutated Thyristor). Это довольно новый вид приборов, промышленность еще не имеет большого опыта их применения, но разработчики интересуются их возможностями. IGCT – довольно сложная штука:

так как содержит драйвер непосредственно рядом с прибором. На рисунке показан прижимной вариант. Можно заметить множество конденсаторов на плате – это требуется для повышения быстродействия управляющего электрода. Частота переключения – порядка единиц кГц. Это уже подходит для преобразователя частоты. Инвертор тока может не гасить энергию на тормозных резисторах, а возвращать ее в питающую сеть.

Но наиболее часто используются инверторы напряжения. Их выпрямляющее звено выполняется на диодах, а инвертор – на транзисторах IGBT, зашунтированными диодами, включенными в обратном направлении. Звено постоянного тока содержит конденсаторы и дроссель для сглаживания пульсаций. Инвертор напряжения имеет довольно много вариантов. Дело в том, что для эффективного регулирования мощных двигателей в звене постоянного тока преобразователя частоты приходится использовать высокое напряжение, а для этого приходится использовать многоуровневые схемы инверторов, чтобы поделить напряжение между приборами и избежать их пробоя. Существуют схемы: трехуровневая, с фиксированной средней точкой; каскадные с большим, чем три, числом уровней; схемы с плавающими конденсаторами. Большинство продаваемых преобразователей выпускают по простой схеме для трехфазных двигателей малой и средней мощности, работающих в сетях 50-60 Гц 0,4 кВ.

Схема частотного преобразователя помещается в небольшой коробке, размером с обувную, для преобразователей частоты небольшой мощности, а мощные высоковольтные преобразователи для больших двигателей могут занимать несколько металлических шкафов.

Коэффициент мощности (cos φ, косинус фи ), Полная (кажущаяся), активная и реактивная мощность электродвигателя=электромотора и не только его. Коэффициент мощности для трехфазного электродвигателя.

Коэффициент мощности (cos φ, косинус фи ), Полная (кажущаяся), активная и реактивная мощность электродвигателя=электромотора и не только его. Коэффициент мощности для трехфазного электродвигателя.

На шильдиках многих электромоторов (электродвигателей и др. устройств) указывают активную мощность в Вт и cosφ / или λ /или PF. Что тут к чему см. ниже.

Полная, или кажущаяся мощность S (apparent power) измеряется в вольт-амперах (ВА или VA) и определяется произведением переменных напряжения и тока системы. Удобно считать, что полная мощность в цепи переменного тока выражается комплексным числом таким, что активная мощность является его действительной частью, реактивная мощность — мнимой.

Сама концепция активной и реактивной мощности актуальна для устройств (приемников) переменного тока. Она малоактуальна=никогда не упоминатеся для приемников постоянного тока в силу малости (мизерности) соответствующих эффектов, связанных только с переходными процессами при включении/выключении.

Любая система, как известно, имеет емкость и индуктивность = является неким колебательным контуром. Переменный ток в одной фазе накачивает электромагнитное поле этого контура энергией а в противоположной фазе эта энергия уходит обратно в генератор ( в сеть). Это вызывает в РФ 3 проблемы (для поставщика энергии!)

попробуем догадаться, что делает поставщик электроэнергии? Правильно, пытается навязать Вам различные тарифы для разлиных значений cos φ. Что можно сделать: можно заказать компенсацию реактивной мощности ( т.е. установку неких блоков конденсаторов или катушек), которые заставят реактивную нагрузку колебаться внутри Вашего предприятия/устройства. Стоит ли это делать? Зависит от стоимости установки, наценок за коэффициент мощности и очень даже часто не имеет экономического смысла. В некоторых странах качество питающего напряжения тоже может пострадать от избытка реактивной мощности, но в РФ проблема неактуальна в силу изначально очень низкго качества в питающей сети.

Естественно, хотелось бы ввести величину, которая характеризовала бы степень линейности нагрузки. И такая величина вводится под названием коэффициент мощности («косинус фи», power factor, PF), как отношение активной мощности к полной, естественно сразу в 2-х видах, в РФ это:

Коэффициент мощности для трехфазного асинхронного (обычного) электродвигателя.

cosφ = P / (√3*U*I)

В 1972 году на Конференции Организации Объединенных Наций по окружающей человека среде повсеместное беспокойство по поводу загрязнения воздуха привело к международному сотрудничеству. Загрязнение воздуха «ядовитыми газами из выхлопных газов судов» уже обсуждалось на международном уровне. 2 ноября 1973 года была принята Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов, позже измененная Протоколом 1978 года (МАРПОЛ 73/78). МАРПОЛ — это сокращение от «Загрязнение моря». В 1979 году была подписана Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния , «первый международный юридически обязательный инструмент для решения проблем загрязнения воздуха». В 1997 году были приняты правила, касающиеся загрязнения воздуха с судов, как описано в Приложении VI к Конвенции МАРПОЛ. Эти «правила устанавливают ограничения на выбросы оксидов серы (SOx) и азота (NOx) из выхлопных газов судов и запрещают преднамеренные выбросы озоноразрушающих веществ». Нынешняя конвенция представляет собой комбинацию Конвенции 1973 года и Протокола 1978 года. Он вступил в силу 2 октября 1983 года. По данным ИМО, агентства Организации Объединенных Наций, отвечающего за «безопасность судоходства и предотвращение загрязнения морской среды судами», по состоянию на май 2013 года 152 государства, на долю которых приходится 99,2 процента тоннаж мирового судоходства, являются участниками конвенции.

По состоянию на 2011 год существующие ECA включают Балтийское море (SOx, утверждено в 1997 году; применяется в 2005 году) и Северное море (SOx, 2005/2006, принято в июле 2005 года; применяется в 2006 году), Североамериканское ECA, включая большую часть побережья США и Канады (NOx & SOx, 2010/2012) и Карибского региона США, включая Пуэрто-Рико и Виргинские острова США (NOx & SOx, 2011/2014).

Протокол 1997 г. (Приложение VI к МАРПОЛ) включал новое Приложение VI к МАРПОЛ 73/78 , которое вступило в силу 19 мая 2005 г.

Как диагностировать P0137

Диагностические коды неисправностей сигнальных цепей — «Высокий уровень сигнала» и «Низкий уровень сигнала» устанавливаются, когда контроллер обнаруживает напряжение с датчика вне того диапазона, что физически он способен выдавать.

Например, определенный датчик кислорода может выдавать сигнал только между 0,1 В и 0,9 В. Более высокое напряжение сигнализирует о низком содержании O2 и наоборот. Если блок управления обнаруживает напряжение ниже 0,1 В или выше 0,9 В, что не может показывать исправный датчик, это означает, что существует проблема в цепи или в самом датчике.

В зависимости от автомобиля этот порог напряжения может отличаться, поэтому обязательно проверьте руководство по ремонту. Вам понадобится цифровой мультиметр для диагностики цепи датчика кислорода.

• Общая проверка. Во-первых, проверьте перегоревшие предохранители, потертые или защемленные провода. Проверьте датчики кислорода на наличие повреждений. Проверьте разъёмы на наличие изогнутых, сломанных штифтов или коррозии и убедитесь, что они правильно установлены. Отремонтируйте по мере необходимости.
• Проверка выхлопной системы. Разумеется, используйте стетоскоп для проверки утечек выхлопных газов, особенно между катализатором и датчиком кислорода. Отремонтируйте по мере необходимости.
• Проверка измерительной цепи. Отсоедините ЭБУ и датчик O2. Проверьте отсутствие обрывов на обоих проводах.У вас должно быть сопротивление проводов менее 1 Ом между концами и более 10 кОм между ними и землей.Если вы обнаружите большое сопротивление или короткое замыкание — устраните его.Если сопротивление правильное — замените датчик.
• Датчик. Как правило, большинство людей просто меняют датчик, хотя вы не должны обвинять его, если не можете исключить проблемы со схемой.Проверьте внутреннее сопротивление датчика. Между плюсом нагревателя и обеими сигнальными проводами датчика должно быть более 10 кОм. Поменяйте датчик, если это не так.Подключите OBD2 сканер или адаптер ELM327 с диагностической программой Torque и посмотрите данные в реальном времени с переднего и заднего датчика кислорода, сравните два сигнала. Если сигнал второго датчика завис низко или высоко, вы можете смело предположить, что он неисправен.