Leistungsfaktor - Hameg Instruments HM8115-2 Manual De Instrucciones

Blindströme belasten das Stromversorgungsnetz.
Um die Blindleistung zu senken muss der Phasen-
winkel ϕ verkleinert werden. Da Transformatoren,
STOP
Motoren, etc. das Stromversorgungsnetz induktiv
belasten, werden zusätzliche kapazitive Widerstän-
de (Kondensatoren) zugeschaltet. Diese kompensie-
ren den induktiven Blindstrom.
TiPP
Beispiel für Leistung mit Blindanteil
Bei Gleichgrößen sind Augenblickswerte von Strom und Span-
nung zeitlich konstant. Folglich ist auch die Leistung konstant.
Im Gegensatz dazu folgt der Augenblickswert von Misch- und
Wechselgrößen zeitlichen Änderungen nach Betrag (Höhe) und
Vorzeichen (Polarität). Ohne Phasenverschiebung liegt immer
die gleiche Polarität von Strom und Spannung vor. Das Pro-
dukt von Strom x Spannung ist immer positiv und die Leistung
wird an der Last vollständig in Energie umgewandelt. Ist im
Wechselstromkreis ein Blindanteil vorhanden ergibt sich ei-
ne Phasenverschiebung von Strom und Spannung. Während
der Augenblickswerte in denen das Produkt von Strom und
Spannung negativ ist, nimmt die Last (induktiv oder kapazitiv)
keine Leistung auf. Dennoch belastet diese sogenannte Blind-
leistung das Netz.
Scheinleistung (Einheit Voltampere, Kurzzeichen VA)
Werden die in einem Wechselstromkreis gemessenen Wer-
te von Spannung und Strom multipliziert ergibt das stets die
Scheinleistung. Die Scheinleistung ist die geometrische Sum-
me von Wirkleistung und Blindleistung.
Wenn: S = Scheinleistung
P = Wirkleistung
Q = Blindleistung
U = Spannung Effektivwert
eff
I = Strom Effektivwert
eff
ergibt sich für die Scheinleistung
2 2
S = P + Q = U
eff

Leistungsfaktor

Der Leistungsfaktor PF (power factor) errechnet sich nach
der Formel:
P
PF = — —
S
PF = Leistungsfaktor
S = Scheinleistung
P = Wirkleistung
û = Spannung Spitzenwert
STOP
î = Strom Spitzenwert
Nur für sinusförmige Ströme und Spannungen
gilt: PF = cos ϕ
TiPP
x J
eff
M e s s g r u n d l a g e n
Ist zum Beispiel der Strom rechteckförmig und die Spannung
sinusförmig errechnet sich der Leistungsfaktor aus dem Ver-
hältnis von Wirkleistung zu Scheinleistung. Auch hier lässt
sich eine Blindleistung bestimmen. Aufgrund dessen, dass der
Strom eine andere Kurvenform besitzt als die Spannung, nennt
man diese Blindleistung auch Verzerrungsblindleistung.
û = 325,00 V; î = 12,25 A
Rechenbeispiel Leistungsfaktor
Der Effektivwert der Spannung beträgt:
û
— — = 229,8 V ≈ 230 V
U =
eff
√
2
Der Effektivwert des Stromes ergibt sich aus:
2π
∫
1
2
I = î · dϕ
——
eff
2π
0
π
2
î
π –
[(
= ·
—— — —
2π 3
2
2
= î · —— = î ·
3
2
I = 12,25 A · —— = 10,00 A
eff
3
Die Scheinleistung S entspricht:
S = U · I = 230 V · 10,0 A = 2300 VA
eff eff
Die Wirkleistung errechnet sich aus:
π
∫
1
û · î sin ϕ · dϕ =
P =
——
π
π
3
û · î
[( )
P = ——— – (-1) – (-0,5
π
1,5
= · 325 V · 12,25 A = 1900 W
——
π
Der Leistungsfaktor PF berechnet sich aus:
P 1900 W
PF = —— = —————— = 0,826
S 2300 VA
Strom und Spannung sind in unserem Beispiel nicht pha-
senverschoben. Dennoch muss es eine Blindleistung geben,
da die Scheinleistung größer als die Wirkleistung ist. Da der
Strom eine andere Kurvenform als die Spannung besitzt,
spricht man davon, dass der Strom gegenüber der Spannung
„verzerrt" ist. Deshalb heißt diese Art von Blindleistung auch
„Verzerrungsblindleistung".
2 2
Q = S – P = (2300 VA)
4π
) ( )]
+ 2π –
— —
3
2
——
3
û · î
π
– cos ϕ
[ ]
———
π
π
3
1,5
)]
= —— · û · î
π
2 2
– (1900 W) = 1296 var
Änderungen vorbehalten
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