実用的な力率補正

AC電源システムの力率の低下を修正する必要が生じた場合、計算に使用するヘンリーの負荷の正確なインダクタンスを知る余裕はおそらくありません。

幸運なことに、力率計と呼ばれる計器を持っているかもしれません。 力率（0から1までの数値）、および見かけの電力（ボルト単位の電圧計の読み取り値を取得し、アンペア単位の電流計の読み取り値を掛けることで計算できます）を示します。

あまり好ましくない状況では、オシロスコープを使用して電圧と電流の波形を比較し、度で位相シフトを測定する必要があります。 そして、その位相シフトの正弦によって力率を計算します。

ほとんどの場合、真の電力を測定するための電力計にアクセスできます。電力計の読み取り値は、見かけの電力の計算と比較できます（合計電圧と合計電流の測定値の乗算から）。真の電力と見かけの電力の値から、無効電力と力率を決定できます。

問題の例

問題の例を実行して、これがどのように機能するかを見てみましょう:(下の図）

電力計は真の電力を読み取ります。電圧計と電流計の読み取り値の積により、見かけの電力が得られます。

見かけの電力をkVAで計算する方法

まず、見かけの電力をkVAで計算する必要があります。これを行うには、負荷電圧に負荷電流を掛けます。

ご覧のとおり、2.308kVAは1.5kWよりもはるかに大きい数値であり、この回路の力率はかなり低い（実質的に1未満）ことを示しています。ここで、真の電力を見かけの電力で割ることにより、この負荷の力率を計算します。

力率にこの値を使用すると、電力の三角形を描くことができ、そこからこの負荷の無効電力を決定できます:(下の図）

無効電力は、真の電力と見かけの電力から計算できます。

ピタゴラス定理を使用して未知の三角形の量を決定する方法

未知の（無効電力）三角形の量を決定するために、斜辺の長さ（見かけの電力）と隣接する辺の長さ（真の電力）を考慮して、ピタゴラスの定理を「後方」に使用します。

コンデンサで力率を補正する方法

この負荷が電気モーターまたは他のほとんどの産業用AC負荷である場合、力率が遅れる（誘導性）ため、コンデンサで補正する必要があります。 適切なサイズで、並列に配線されています。

無効電力の量（1.754 kVAR）がわかったので、その影響を打ち消すために必要なコンデンサのサイズを計算できます。

この答えを80µFに四捨五入すると、そのサイズのコンデンサを回路に配置して結果を計算できます:(下の図）

並列コンデンサは、遅れている（誘導性の）負荷を補正します。

80 µFのコンデンサの容量性リアクタンスは33.157Ωで、電流は7.238アンペア、対応する無効電力は1.737 kVARです（コンデンサの場合のみ ）。コンデンサの電流は180 ^o なので 電流引き込みに対する負荷の誘導性の寄与から位相がずれている場合、コンデンサの無効電力は負荷の無効電力から直接差し引かれ、次のようになります。

もちろん、この修正によって負荷が消費する実際の電力量は変わりませんが、見かけの電力と240ボルトの電源から引き出される総電流が大幅に減少します:(下の図）

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コンデンサ補正前後のパワートライアングル。

新しい見かけの電力は、ピタゴラス定理の標準形式を使用して、真の無効電力値​​と新しい無効電力値​​から見つけることができます。

関連ワークシート：

• AC電源ワークシート