คำนวณ power factor

ตัวประกอบกำลังวัดว่าโหลด AC แปลงกำลังปรากฏ (โวลต์-แอมแปร์) เป็นกำลังจริง (วัตต์) ได้มีประสิทธิภาพเพียงใด ตัวประกอบกำลัง 1.0 หมายถึงกระแสทั้งหมดทำงานที่มีประโยชน์ ค่าต่ำกว่าหมายถึงกระแสส่วนเกินหมุนเวียนโดยไม่ส่งกำลังจริงตามสัดส่วน

เครื่องมือนี้รับกำลังจริงเป็นกิโลวัตต์ (kW) และกำลังปรากฏเป็นกิโลโวลต์-แอมแปร์ (kVA) แล้วคืนตัวประกอบกำลังและกำลังรีแอคทีฟเป็น kVAR ผู้ให้บริการไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และหม้อแปลงมักจัดอันดับเป็น kVA—การรู้ตัวประกอบกำลังเชื่อมค่านั้นกับกิโลวัตต์จริงที่อุปกรณ์ส่งมอบได้

ใช้เพื่อทำความเข้าใจโหลดมอเตอร์ กำหนดขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรือตีความข้อมูลมิเตอร์ จับคู่กับเครื่องคำนวณวัตต์เป็นแอมแปร์และแอมแปร์เป็นวัตต์เมื่อต้องการกระแสสายที่แรงดันและตัวประกอบกำลังทราบ

เครื่องมือนี้ทำงานอย่างไร

1. ใส่กำลังจริง (kW)—งานจริง: ความร้อน กำลังกล หรือโหลดไฟฟ้าที่มีประโยชน์
2. ใส่กำลังปรากฏ (kVA)—โวลต์ × แอมแปร์ ÷ 1000 ของวงจร หรือ kVA จากป้ายชื่อ
3. กำลังปรากฏต้อง ≥ กำลังจริง มิฉะนั้นตัวประกอบกำลังจะเกิน 1 ซึ่งไม่เป็นไปตามฟิสิกส์สำหรับโหลดพาสซีฟ
4. ตัวประกอบกำลัง = kW ÷ kVA (จำกัดที่ 1.0 ในผลลัพธ์)
5. กำลังรีแอคทีฟ kVAR = √(kVA² − kW²)—ส่วนประกอบแม่เหล็กหรือพลังงานสะสม

ความสัมพันธ์หลักของตัวประกอบกำลัง

ตัวประกอบกำลัง = กำลังจริง ÷ กำลังปรากฏ | กำลังรีแอคทีฟ = √(กำลังปรากฏ² − กำลังจริง²) | กำลังปรากฏ² = กำลังจริง² + กำลังรีแอคทีฟ²

กำลังจริง (kW) ทำงาน กำลังรีแอคทีฟ (kVAR) สลับระหว่างแหล่งจ่ายและโหลดโดยไม่สูญเสียสุทธิ—พบบ่อยในมอเตอร์และหม้อแปลง กำลังปรากฏ (kVA) คือผลรวมเวกเตอร์: กำลังปรากฏ² = กำลังจริง² + กำลังรีแอคทีฟ² ตัวประกอบกำลังคือโคไซน์ของมุมเฟสระหว่างแรงดันและกระแส เมื่อหน่วยสอดคล้องกัน ตัวประกอบกำลัง = กำลังจริง÷กำลังปรากฏ

สูตรที่เครื่องมือนี้ใช้

• ตัวประกอบกำลัง = กำลังจริง (kW) ÷ กำลังปรากฏ (kVA)
• กำลังรีแอคทีฟ (kVAR) = √(kVA² − kW²)
• กำลังปรากฏต้องมากกว่าหรือเท่ากับกำลังจริง

ตัวอย่าง: 2.4 kW, 3 kVA

เครื่องจักรในอู่ดึงกำลังจริง 2.4 kW กำลังปรากฏ 3 kVA บนมิเตอร์

1. ตัวประกอบกำลัง = 2.4 ÷ 3 = 0.8
2. กำลังรีแอคทีฟ = √(3² − 2.4²) = √(9 − 5.76) = √3.24 ≈ 1.8 kVAR
3. ที่ 120 V โหมดเฟสเดียว แอมแปร์ปรากฏ ≈ 3,000 VA ÷ 120 ≈ 25 A วัตต์จริงยังคง 2,400 W
4. ปรับตัวประกอบกำลังเข้าใกล้ 1.0 ลดกระแสสำหรับ kW เดียวกัน—มีประโยชน์ต่อการกำหนดขนาดเครื่องกำเนิดและสายไฟ

เคล็ดลับเชิงปฏิบัติ

• โหลดต้านทาน (เครื่องทำความร้อน หลอดไส้) ทำงานใกล้ตัวประกอบกำลัง 1.0 มอเตอร์เหนี่ยวนำมัก 0.7–0.9
• kVA บนป้ายเครื่องกำเนิดคือกำลังปรากฏ—คูณด้วยตัวประกอบกำลังที่คาดหวังเพื่อความจุ kW จริง
• ตัวประกอบกำลังต่ำเพิ่มกระแส ทำให้ต้องใช้สาย เบรกเกอร์ และหม้อแปลงใหญ่ขึ้นสำหรับ kW เดียวกัน
• คอนเดนเซอร์ปรับตัวประกอบกำลังลด kVAR ในวงจรมอเตอร์อุตสาหกรรม
• อย่าใส่ kW มากกว่า kVA—สำหรับโหลดพาสซีฟตัวประกอบกำลังเกิน 1 ไม่ได้

คำถามที่พบบ่อย

คู่มือที่เกี่ยวข้อง

• Power Factor คืออะไร และทำไมจึงสำคัญ