Correção do fator de potência de motores de indução
Por que a correção do fator de potência?
Como grandes cargas indutivas sobrecarregam o sistema de alimentação, recomenda-se corrigir o fator de potência para grandes motores de indução. Portanto, os capacítores são conectados para melhorar o fator de potência (cos φ).
Como funciona a correção de fator de potência?
Correção do fator de potência de motores de indução
Nota:
potência ativa P em kW
potência aparente S em kVA
potência reativa Q em kvar
A potência reativa capacitíva é inversa à potência reativa indutiva do enrolamento do motor. A potência reativa resultante se reduz. A potência ativa permanece igual.
Q1 = Pzu × tan φ1
Q2 = Pzu × tan φ2
=> Qc total = Pzu (tan φ1 - tan φ2) | φ1 sem correção do fator de potência; φ2 com correção do fator de potência
Ordem de trabalho
Calcule o consumo de energia reativa em operação nominal para o motor apresentado abaixo. Determine a potência reativa capacitiva necessária Qc para obter o novo fator de potência ativa de 0,98.
Placa do motor de Indução Trifásico
Na prática, você não compensará toda a potência reativa que ocorre na carga nominal. O motivo é: com carga baixa (caso extremo de operação sem carga), tem correntes reativas menores e, portanto, você teria sobrecompensado o motor, o que é indesejável.
Um fator de potência desejado é especificado ou a potência do capacítor pode ser obtida em uma tabela. Em nosso caso: De acordo com a especificação, o motor deve ser compensado para cos φ2 = 0,98.
Determinar o capacitor para o correção do fator de potência
Determinar o capacitor para o correção do fator de potência
A potência reativa total do nosso motor é Qctotal = 5,889 kvar. Seja em estrela ou delta, 1/3 da potência reativa agora leva um único capacítor:
Qcapacitor = 1/3 Qc total = 1/3 * 5.889 kvar = 1.963 kvar
Para mostrar como a resistência reativa capacitiva está relacionada à potência reativa, fazemos uma comparação com a resistência ôhmica:
P = U2 comparado com QC = U2 … Eq. (1)
. R XC
também XC = 1 / 2π f C … Eq. (2)
… Eq.(2) em …Eq.(1) resulta em: QC = U2 = U2 2π f C
. 1 / 2π f C
=> C = QC = QC …Eq.(3) | ω = 2π f
U2 2π f U2 ω
Da equação ...(3) pode-se ver que para determinar o tamanho do capacítor é importante saber se eles estão conectados em estrela ou delta. Por que? Se os capacítores forem conectados em estrela, a tensão do capacítor (tensão de fase) é reduzida pelo fator √3 para 230 V (tensão de linha de 400 V), ou seja, a capacitância dos capacítores é aumentada três vezes. Verificamos esta afirmação:
Capacítores conectados em delta:
C = QC = 1963 var = 3,905 * 10-5 F ≈ 39 µF
. U2 2π f (400V)2 2π50s-1
Capacítores conectados em estrela:
C = QC = 1963 var = 1,181 * 10-4 F ≈ 118 µF
. U2 2π f (230V)2 2π50s-1