6.5. КОМПЕНСАЦИЯ СДВИГА ФАЗ

Параллельное включение индуктивности и емкости. Посмотрим, что будет, если соединить параллельно индуктивный и емкостный потребители (рис. 6.10). В качестве индуктивного потребителя возьмем двигатель, рабочий ток которого мы определяли в примере предыдущего параграфа. Мы нашли, что действующее значение тока равно 22,7 А.

Рис. 6.10. Нагрузкой генератор Г являются двигатель Д и конденсатор С. Показания амперметра в цепи генератора меньше не только суммы показаний амперметров обоих потребителей, но и показания амперметра в цепи двигателя

Рис. 6.11. Токи двигателя 1 и конденсатора 2, складываясь, дают ток генератора 3. В любой момент сумма токов двигателя и конденсатора равна току генератора. Ток генератора находится в фазе с напряжением 4. Максимальное значение тока генератора меньше, чем максимальное значение тока двигателя. И это несмотря на то, что генератор питает не только двигатель, но и конденсатов

Максимальное значение тока равно его амплитудному значению, которое в раз больше действующего (§ 5.7), т. е. максимальный ток равен 32,2 А .

Аналогично максимальное значение напряжения равно 311 В при действующем значении 220 В .

В качестве емкостного потребителя возьмем конденсатор, зарядный ток которого при максимальном напряжении 311 В равен 19,3 А (максимальное значение).

Ток генератора равен сумме токов обоих потребителей. На рис. 6.11 показаны токи обоих потребителей и ток генератора. Оказывается, ток генератора находится в фазе с его напряжением, т. е. сдвиг фаз уничтожается.

Мы пришли к замечательному результату: параллельное присоединение надлежащим образом рассчитанных конденсаторов уничтожает сдвиг фаз между током и напряжением, улучшает коэффициент мощности; он теперь равен единице. Генератор уже не обменивается энергией с потребителем.

Выгода, получаемая при компенсации сдвига фаз. Но куда же девается энергия, запасаемая в магнитном поле индуктивного потребителя? Она превращается в энергию электрического поля конденсатора. А так как конденсатор не потребляет запасенной в нем энергии, то происходит ее обратное превращение в энергию магнитного поля.

Переброска энергии продолжается, но обмениваются энергией оба потребителя, минуя генератор и линию передачи. Ни генератор, ни линия не участвуют в этой «игре»: генератор уже не вырабатывает той энергии, которая не может быть потреблена в цепи, а линия не передает ее. Потери, связанные с передачей энергии, сокращаются.

В этом — прямая выгода компенсации сдвига фаз.