Коэффициент мощности (соs φ) двигателя насоса

На информационных табличках насосов, приводимых в действие индукционными электродвигателями переменного тока, производитель среди параметров указывает номинальный коэффициент мощности (соs φ) и потребляемую (активную) мощность в ваттах. Часто при выборе электронасоса потребитель обращает внимание на мощность и другие характеристики, игнорируя и обходя вниманием мало знакомое ему понятие коэффициента мощности из-за отсутствия специальных знаний. Между тем, именно этот параметр относится к наиболее важным технико-экономическим характеристикам работы индукционного двигателя насоса и определяет качество его изготовления. Высокий номинальный коэффициент мощности электродвигателя достигается только производителем, который не спекулирует на снижении себестоимости, соблюдает корректный объем и качество применяемых в конструкции обмоток электродвигателя материалов. Желание снизить себестоимость электродвигателя побуждает отдельных производителей сознательно сокращать количество обмоточного провода и не заполнять пазы полностью.  Эти действия увеличивают магнитный поток рассеивания и ведут к снижению коэффициента мощности. Вместе с параметром КПД коэффициент мощности определяет степень технического совершенства электродвигателя и экономичность его работы.

Численно коэффициент мощности (соs φ) всегда меньше единицы и соответствует отношению активной потребляемой мощности (Вт) и полной потребляемой электрической мощности (В×А).

соs φ = P / S, где

P - активная потребляемая мощность электродвигателя, Вт;

S - полная потребляемая мощность, В×А.

Номинальным коэффициентом мощности электродвигателя насоса называют отношение активной потребляемой мощности и полной потребляемой электрической мощности при работе электродвигателя с номинальной мощностью, напряжением, частотой тока и скоростью вращения вала двигателя.

При протекании переменного тока в обмотках электродвигателя индуктируются реактивные электродвижущие силы, обуславливающие геометрический сдвиг фаз между вектором напряжения на зажимах электродвигателя и вектором потребляемого тока. Электромагнитная мощность, запасаемая и отдаваемая обратно в сеть колебательным контуром системы, получила название реактивной мощности. В режиме механической недогрузки электродвигателя сдвиг по фазе увеличивается, коэффициент мощности снижается, потребляемая реактивная мощность увеличивается. Реактивная мощность не выполняет работу и, в отличии от активной мощности, не трансформируется в полезную механическую мощность на валу электродвигателя. Чем больше значение коэффициента мощности (соs φ), тем экономичнее работает электродвигатель и электронасос в целом. Обусловлено это тем, что при одних и тех же значениях напряжения и потребляемого тока от электродвигателя можно получить большую мощность и, соответственно, от насоса большую гидравлическую мощность. Снижение коэффициента мощности характеризует неполное и неэффективное использование мощности насоса. С уменьшением коэффициента мощности уменьшается коэффициент полезного действия электронасоса. Крайне низкий коэффициент мощности характеризует режим холостого хода электродвигателя и электронасоса – режим работы без нагрузки (режим «сухого хода» насоса). Номинальная нагрузка на электродвигатель позволяет поддерживать высокий (номинальный) коэффициент мощности и обеспечивать работу электронасоса в максимально эффективном режиме.