Gyakran felvetődik a kérdés, hogy a motorok műszaki paraméterei között mit jelent a cosφ és mi ennek a gyakorlati jelentősége? Megelőlegezem a választ: a cosφ nagysága közvetlenül forintosítható!
Mint az közismert, elektromos energia előállítására, átvitelére és elosztására szinte kizárólag váltakozó áramot használnak. Ennél az energiafajtánál kétféle teljesítményfajtát különböztetünk meg:
A fogyasztó által hasznosított teljesítmény, pl. a motor hajtási teljesítménye. Tehát ez egy olyan teljesítmény, amelyet a fogyasztó kivesz a hálózatból és nem ad vissza az energia-előállítónak.
Az összes elektromágneses elven működő gépnél, így a motoroknál is, a rákapcsolt váltakozó áram frekvenciájának ütemében mágneses mező jön létre, majd szűnik meg. Az ehhez szükséges teljesítményt is a hálózat szolgáltatja. Ez a teljesítmény a mágneses mezőben nem kerül felhasználásra, csak tárolódik, a mágneses mező megszűnésekor visszafolyik a hálózatba.
Ez közvetlenül nem hasznosítható. A szállításnál és a transzformációnál veszteséget okoz, ezáltal csökkenti a hatásos teljesítmény átviteli kapacitását. Mivel a meddő fogyasztás a villamosenergia-hálózatot terheli, de hasznot nem hajt, törekedni kell a kompenzálására.
A meddő energia után rendszerhasználati hatósági díjat kell fizetni.
A meddő teljesítmény igény lecsökkentése egyszerű és látványos módja annak, hogy a vállalkozások miként vághatják vissza az áramköltségeiket.
Nézzük kicsit a fizikáját ennek a meddő teljesítménynek, hogy jobban megértsük mivel, hogyan spórolhatunk forintot!
A villamos hálózatban folyó váltakozó áram esetén háromféle teljesítményről beszélhetünk:
P hatásos teljesítmény, egysége 1 W (watt),
S látszólagos teljesítmény, egysége 1 VA (voltamper),
Q meddő teljesítmény, egysége 1 VAr (voltamper reaktív).
Ezek összefüggése Pitagorasz-tételével számítható: P2+Q2=S2
A hatásos teljesítmény szögfüggvény segítségével:
P=S*cosφ, amelyből a cosφ-t teljesítménytényezőnek nevezzük, és maximális értéke 1 lehet.
A villamos motorok tekercse jelentős induktivitással rendelkezik, amely a látszólagos és a hatásos teljesítmény közötti fáziseltérést okozza. Minél nagyobb a fáziseltérés, annál nagyobb a veszteség, vagyis a teljesítménytényező (cosφ) csökken.
A veszteség csökkentés érdekében az energiaszolgáltató célja a teljesítménytényező növelése. A cosφ értékének növelését fázisjavításnak vagy fáziskompenzálásnak nevezzük.
A határértéket meghaladó meddő energia esetén pótdíjat kell fizetni. Kisfeszültségű – 1000V-nál kisebb feszültségű – hálózatokon az adott hónapban elfogyasztott wattos energia és az induktív meddőenergia hányadosa nem haladhatja meg a 0,25-öt. Ezt az értéket túllépve – a jogszabályban meghatározott és a szolgáltató üzletszabályzatában rögzített – felárat kell fizetni.
Azoknál a cégeknél, amelyeknél nem dolgozik energetikus, és az éves fogyasztásuk egy és néhány GWh közötti, jellemző, hogy nem követik a meddő fogyasztást. Náluk előfordul, hogy az áramszámlát energetikai szakértő már nem nézi át, hanem a számla egyenesen a pénzügyre érkezik a könyvelendő tételek közé. Elfelejtik, hogy a meddő energia után díjat kell fizetni!
Amennyiben nem figyelünk a motorok cosφ értékére és így közvetve a meddőfogyasztásra, az éves szinten fizetendő meddő felár akár millió forintos tétel lehet.
Értelemszerűen az a jó motor, amelynek a cosφ értéke a legjobban közelít az 1-hez.
Az Agisys Kft-nél kapható IE2-es és a közeljövőben elérhető IE3-as motorok gyártói az energia hatékonyság növelése mellett törekedtek arra is, hogy javuljon a cosφ értéke is.
Motor kiválasztásban nagy szakmai rutinnal rendelkező kollégáink készséggel állnak az Önök rendelkezésére!
Tengelits István
okl. villamos mérnök
