Power factor

Production as a rule consumes electrical energy of alternating current, which consists of active and reactive (inductive) energy. Active energy is converted into other forms of energy and is spent on useful work of the consumer and thermal losses. Reactive energy of the inductive nature, as it is known, is connected with the energy of the magnetic field. Uninterrupted exchange of reactive power flows between the source and the consumer with a double frequency. Power factor indicates what part of the full power of the field is the active power.

Any electrical equipment is characterized by:

1. Rated current;

2. Rated voltage;

3. Rated full power.

Full use of the generator power takes place at rated voltage and current and working with cos φ= 1, because in this case the active power is maximum and equal to the rated full power.

The generator operating at rated voltage and current, but when cos φ ≠ 1, generates the active power which is proportional to cos φ. It means that the reduction of cos φ, the value of which is determined by the power receiver, makes insufficient use of the generator.

At a constant power P of the receiver decreasing of cos φ leads to an increase of loss on heating, which increase inversely proportional to the square of the power factor.

It is necessary to increase cos φ of installations to the values close to unit (0,95-1) for full use of the rated installed capacity of the generator and reduce heat losses.

The most common in the production of three-phase asynchronous motors have a power factor of 0.83-0.92 at nominal loading and 0.2-0.3 at idling. Therefore, to improve cos φ of the consumers it is necessary to take certain technical measures.

All the ways to increase cos φ can be divided into natural and artificial. Natural methods include structural and technological.

Structural:

1. During the design of electrical installations, you should choose the most modern equipment (with high cos φ).

2. Motor power should choose the most close to the power of the working machine taking into account the mode of its operation.

Technological:

1. During operation to prevent idling of the electrical motors and to prevent their underloading.

2. To carry out technical maintenance of the electrical equipment promptly and thoroughly.

Artificial:

• connecting in parallel with the load of the compensative capacitor batteries or rotary reactors.

Вправа 3. Дайте відповіді на питання до тексту.

1. What is the reason of a.c. using in industry and agriculture?

2. What are the advantages of sinusoidal current form?

3. What is period? What is its unit of measuring?

4. What is frequency?

5. What Power factor indicates?

Вправа 4. Доберіть еквіваленти з колонки А до слів з колонки В.

A	B
1. електромагнітна індукція	1. e.m.f.
2. напруга	2. electromagnetic induction
3. електрорушійна сила	3. the length of time
4. частота	4. thermal losses
5. відрізок часу	5. voltage
6. теплові втрати	6. frequency
7. джерело	7. active power
8. номінальний струм	8. electrical installations
9. активна потужність	9. source
10. електроустановки	10.rated current

Вправа 5. Знайдіть англійські еквіваленти серед поданих українських словосполучень.

Переважно використовується змінний струм; причина полягає в тому, що;

процеси перетворення енергії; явище електромагнітної індукції;

технічна простота одержання в промислових умовах; складається з активної та реактивної (індуктивного характеру) енергії; перетворюється в інші види енергії; обмін реактивною потужністю між джерелом і споживачем;

виробляє активну потужність; cos φ призво­дить до збільшення втрат на нагрів; асинхронні трифазні електро­двигуни; необхідно вживати певних технічних заходів; способи підвищення cos φ можна поділити на; природ­ні та штучні.

natural and artificial; the reason is that; cos φ leads to an increase of loss on heating; the processes of energy conversion; mainly alternating current is used; technical ease of getting in an industrial environment; consists of active and reactive (inductive) energy; exchange of reactive power between the source and the consumer; generates the active power; three-phase asynchronous motors; it is necessary to take certain technical measures; the ways to increase cos φ can be divided; the electromagnetic induction; is converted into other forms of energy.

Вправа 6. Прочитайте та перекладіть текст англійською.

Корекція коефіцієнта потужності за допомогою конденсаторів

Корекція коефіцієнта потужності

Корекція коефіцієнта потужності (англ. power factor correction) PFC) - процес приведення споживання кінцевого пристрою, що володіє низьким коефіцієнтом потужності при живленні від силової мережі змінного струму, до стану, при якому коефіцієнт потужності відповідає прийнятим стандартам.

Технічно реалізується у вигляді тієї або іншої додаткової схеми на вході пристрою.

Дана процедура обов'язкова для імпульсних джерел живлення потужністю в 100 і більше ват, Необхідна для рівномірного використання потужності фази і виключення перевантаження нейтрального провода трифазної мережі. Компенсація забезпечує відсутність сплесків струму споживання на вершині синусоїди живлячої напруги і рівномірне навантаження на силову лінію.

Вправа 7. Згадайте раніше вивчений матеріал на заняттях з основ електрифікації і автоматизації с.г.виробництва та дайте правильні відповіді на питання тесту англійською

ТЕСТИ

1.Відрізок часу, за який здійснюється одна повна зміна синусоїдної величини називається:

А.Частотою.

В. Фазовим кутом.

Б. Періодом.

2.Величина, що дорівнює кількості періодів за одиницю часу називається:

А. Частотою.

В. Фазовим кутом.

Б. Періодом.

3. Кутове значення аргументу синусоїдної величини називається:

А.Частотою.

В. Фазовим кутом.

Б. Періодом.

4. Що можна розглядати як активний опір:

А. Кабельна лінія без навантаження.

В. Лампа розжарювання.

Б. Трансформатор, який працює в режимі холостого ходу.

5. Що можна розглядати як індуктивний опір:

А. Кабельна лінія без навантаження.

В. Лампа розжарювання.

Б. Трансформатор, який працює в режимі холостого ходу.

6. Що можна розглядати як ємнісний опір:

А. Кабельна лінія без навантаження.

В. Лампа розжарювання.

Б. Трансформатор, який працює в режимі холостого ходу.

7. У колі з яким опором струм і напруга співпадають по фазі:

А. З ємнісним опором.

В. З індуктивним опором.

Б. З активним опором.

8. У колі з яким опором напруга випереджає струм по фазі на кут 90 град:

А. З ємнісним опором.

В. З індуктивним опором.

Б. З активним опором.

9. У колі з яким опором струм випереджає напругу по фазі на кут 90 град:

А. З ємнісним опором.

В. З індуктивним опором.

Б. З активним опором.

10. Назвіть одиниці вимірювання активної потужності:

А. Вар.

В. ВА.

Б. Вт.

11. Що характеризує, яку частину повної потужності кола становить активна потужність:

А. Коефіцієнт корисної дії.

В. Коефіцієнт потужності.

Б. Реактивна потужність.

Вправа 8. Перекладіть текст англійською.

Типові оцінки якості електроспоживання

Коефіцієнт потужності дозволяє судити про нелінійні спотворення, що вносяться навантаженням в електромережу. Чим він менший, тим більше вноситься нелінійних спотворень. Крім цього, при одній і тій же активні потужності навантаження, потужність, що марно розсіюється у проводах, обернено пропорційна квадрату коефіцієнта потужності. Таким чином, чим менший коефіцієнт потужності, тим нижче якість споживання електроенергії. Для підвищення якості електроспоживання застосовуються різні способи корекції коефіцієнта потужності, тобто його підвищення до значення, близького до одиниці.

Значення коефіцієнта потужності	Високий	Добрий	Задовільний	Низький	Незадовільний
cos φ	0,95…1	0,8…0,95	0,65…0,8	0,5…0,65	0…0,5
λ	95…100 %	80…95 %	65…80 %	50…65 %	0…50 %

Наприклад, більшість компактних люмінесцентних («енергозберігаючих») ламп, що мають ЕПРА, характеризуються високим значенням коефіцієнта потужності.

Вправа 9. Питання для самоконтролю. Дайте відповіді на питання англійською.

1. Що таке змінний струм?

2. Принцип отримання змінної синусоїдальної е.р.с.

3. Що називається періодом, частотою, амплітудою і початковою фазою змінного струму?

4. Що таке активний, індуктивний і ємнісний опір у колах змінного струму?

5. Як розраховується потужність у колі змінного струму?

Граматичний матеріал: Вживання Participle II. Функції у реченні

Past Participle (Participle II) – Дієприкметник минулого часу

Past Participle (Participle II) має лише одну форму, перекладається як пасивний дієприкметник та має такіособливості написання. 1. Як правило, дієприкметники, утворені від правильних дієслів, мають закінчення -ed. ( look - looked, call - called ) 2. Якщо основа дієслова має закінчення -е, до неї просто додають d.

( hope - hoped) 3. Якщо дієслово закінчується на приголосний + у, то -у змінюється на –i +ed. ( hurry - hurried, copy - copied) 4. Кінцева приголосна подвоюється, коли дієслово закінчується на приголосний, якому передує короткий наголошений голосний.

( beg - begged, plan - planned)

Вживання:

Як правило, Past Participle (Participle II) означає дію, що вже відбулася: (decorated room - прикрашена кімната; a written test - написана контрольна робота).

Так само як i Participle I, Participle II може позначати дію, одночасну з дією дієслова-присудка, та дію, незалежну від часу. У реченні Past Participle (Participle II) найчас-тіше буває означениям. ( This is a well-known singer. - Це відомий співак. His father is a respected man. - Його батько - поважна людина.)

Функції у реченні:

Participle II вживається в реченні в функції:

1) означення: (The answer received from the sellers greatly surprised us. Відповідь, отримана від продавців, дуже здивувала нас.)

2) обставини часу зі сполучником when / коли: (When asked about his plans, he didn't know what to say. Коли його запитали про плани, він не знав, що відповісти).

3) обставини умови зі сполучниками if якщо, якби; unless якщо не:

(Unless tested the machine must not be put into operation. Якщо машину не випробувано, її не можна експлуатувати).

4) обставини порівняння зі сполучниками as if, as though / наче, ніби

(Не shook his head as though lost in his thoughts. Він похитав головою, ніби замислившись).

5) обставини поступки зі сполучником though/ хоч:

(Though astonished by her behavior, I went on with my story. Хоч я і був вражений її поведінкою, я продовжив свою розповідь.)

6) частини складеного дієслівного пр исудка в часах групи Perfect і впасивному стані: ( The cargo was delivered 10 days ago. Вантаж було доставлено 10 днів тому).

Виконання вправ на закріплення граматичної теми

Вправа 10. Перекладіть лист на українську мову, звертаючи увагу на пасивне значення Participle II.

Dear Sirs,

Thank you for your letter dated August 18th, and your interest in our electrical equipment. Our equipment indicated in your letter is not for export. We have prepared quotations on the new equipment: see sale literature attached to the letter. Our equipment is the modern one and meet all the requirements. We are sure that you will find it of interest. The best delivery promise we can quote is 20 weeks from receipt of a firm order placed by your company till the end of this month. Our pro forma invoice shows a value for spare parts, including those listed by you. We hope to mail the pro forma within three weeks.

Yours faithfully,

Black & Co

Вправа 11. Перекладіть на українську мову, звертаючи увагу на пасивне значення Participle II.

1. Milk produced by this cow breed is of high quality. 2. The farming system used by farmers should provide the utilization of the land to its maximum capacity. 3. Profit obtained by the farms is used for the increase in the production. 4. Hand labour required for doing farm work has decreased. 5. The farmers engaged in poultry raising produced much poultry meat last year.

Заняття № 36

Тема: Трифазні електричні кола. Трифазні системи з’єднання обмоток генератора зіркою і трикутником

Граматичний матеріал: Об’єктивний дієприкметниковий комплекс

Вправа 1. Прочитайте та перекладіть лексику за допомогою словника.

power sources [ʹpaʋə] [sɔ:s]

three-phase circuit [θri:-feız ʹsɜ:kıt]

six-phase circuit [sıks]-[feız] [ʹsɜ:kıt]

source of energy [sɔ:s ɒv ʹenədʒı]

winding [ʹwaındın]

such a way [sʌtʃ ə weı]

induce [ınʹdju:s]

shift [ʃıft]

generate [ʹdʒenər(e)ıt]

electric power receiver [ıʹlektrık ʹpaʋə rıʹsi:və]

node [nəʋd]

joining [ʹdʒɔınıŋ]

neutral [ʹnju:trəl]

linear [ʹlınıə]

phase voltage [feız ʹvəʋltıdʒ]

phase current [feız ʹkʌrənt]

loading [ʹləʋdıŋ]

turn on [tɜ:n ɒn]

asynchronous motor [eıʹsıŋkrənəs ʹməʋtə]

household device [ʹhaʋshəʋld dıʹvaıs]

electric tool [ıʹlektrık tu:l]

zero wire [ʹzı(ə)rəʋ ʹwaıə]

incomplete [͵ınkəmʹpli:t]

phenomenon [fıʹnɒmınən]

“phase distortion” “[feız dısʹtɔ:ʃ(ə)n]”

fuse [fju:z]

Вправа 2. Прочитайте та перекладіть текст українською.

The Three-Phase AC System

A number of fields with independent power sources is united into one system for saving electrical energy during transportation and efficiency in the technique. Three-phase and six-phase circuits are widely used.

Three-phase system was first developed and implemented at the end of XIX century by M.O. Dolivo-Dobrovolsky. Source of energy in three-phase systems are three windings of the generator. The windings are placed (induced) in such a way that they induce changing e.m.f., which are shifted on one-third of the period.

Three-phase electrical circuit is a combination of three electrical circuits having sinusoid e..m.f. of the equal frequency. E.m.f. are shifted in phase on one third of the period. These e.m.f. are generated in one (of course the machine) power supply.

The phases are independent electrical circuits with independent power sources, which are combined into one system.

Phases are also independent power sources of each circuit which are combined.

Phases are also electric power receivers of electric energy in each circuit which are combined.

Phases of sources are indicated as the letters A, B, C, and phase of the electric power receiver as a, b, c.

Fig.1 shows the vector diagram of EMF.

Fig.1

The three-phase system with equally conditions in all phases is called symmetric.

Three independent circuits can be combined in such a way that the ends of the phase windings of the generator and phases of electric power receiver will form the two nodes

Such joining is called star connection.

В

>Ь

Fig.2

Star connection

A wire connecting two nodes is called neutral. The other wires (Aa, Bb, Cc) are called linear. The voltage at the terminals of the generator phases is called phase voltage. The current in the windings of the phases is phase current. The voltage between the linear wires is linear voltage. The current in the linear wires is called linear current.

The current in the neutral wire is:

i₀ = i_A + i_B + i_C

If the loading is symmetrical, the current in the neutral wire is missing.

Linear current is phase current during star connection.

With symmetrical load should be:

I_{Л =} I_ф

Three-wire circuit and four-wire scheme of the connection by an asterisk are used. Three-phase electric power receivers with guaranteed symmetric loading are turned on by means of three-wire circuit (that is, without neutral wire). Typical loading of this type are three-phase asynchronous motors with symmetric loading of phase.

Usual single-phase electric power receivers (household devices, lamps, electric tools etc.) are turned on by means of four-wire scheme (i.e. with zero wire). Zero wire provides similar phase voltage at the receivers because of an asymmetrical loading. In addition, you can apply as linear as phase voltage on the receivers.

The connection of consumers to the three-phase system are performed in accordance with the scheme shown in Fig. 3.

Fig.3

Because of the incomplete symmetry the phenomenon of “phase distortion” may occur. That’s why the fuse isn’t put in the neutral wire. It's such a phenomenon, when in some phases the voltage will be increased, and in other phases - low voltage. The presence of the neutral wire allows you to avoid this phenomenon.

Triangle сonnection

The windings of the generator and the loading can be combined as shown in Fig. 4. This joining is called triangle connection. In this case, the field will be three-wire.

Fig.4

Вправа 3. Дайте відповіді на питання до тексту.

1. Why is a number of fields with independent power sources united into one system?

2. What circuits are widely used?

3. When was three-phase system developed? Who implemented it?

4. What is three-phase electrical circuit?

5. What are the phases?

6. What three-phase system is called symmetric?

7. What is star connection?

8. What joining is called triangle connection?

Вправа 4. Дайте вірні визначення поняттям.

№№	Поняття	Визначення
1.	Three-phase electrical circuit is …	1. the voltage between the linear wires
2.	The phases are …	2. Such joining when three independent circuits can be combined in such a way that the ends of the phase windings of the generator and phases of electric power receiver will form the two nodes.
3.	Symmetric system is …	3. the current in the windings of the phases
4.	Neutral wire is …	4. the current in the linear wires.
5.	Linear wires are …	5. a wire connecting two nodes.
6.	The phase voltage is …	6. independent electrical fields with independent power sources, which are combined into one system.
7.	The phase current is …	7. a combination of three electrical circuits having sinusoid e..m.f. of the equal frequency.
8.	The linear voltage is …	8. the three-phase system with equally conditions in all phases.
9.	The linear current is …	9. the other wires (Aa, Bb, Cc) besides a wire connecting two nodes
10.	Star connection is …	10. the voltage at the terminals of the generator phases.

Вправа 5. Знайдіть англійські еквіваленти серед поданих українських словосполучень.

Заощадження електричної енергії; низка кіл з незалежними джерелами живлення; обмотки генератора; сукупність трьох електричних кіл; однакова частота; незалежні електричні кола; приймачі електричної енергії; лінійнi провода; cтрум у нейтральному проводі; cтрум у обмотках фаз;

the current in the neutral wire; a combination of three electrical circuit; receivers of electric energy; saving electrical energy; a number of circuits with independent power sources; windings of the generator; independent electrical circuits; the linear wires; the current in the windings of the phases; the equal frequency.

Вправа 6. Зробіть переклад речень на англійську.

1. Трифазну систему вперше розробив та впровадив наприкінці XIX с. М.О. Доліво-Добровольський.

2. ЕРС, зсунуті за фазою на одну третину періоду, генеруються в одному джерелі живлення.

3. Фазами називаються приймачі електричної енергії в кожному колі, шо об’єднуються.

4. Під час з’єднання зіркою лінійний струм є фазним струмом.

5. Звичайні однофазні приймачі електричної енергії – це побутові прилади, лампи, електричні інструменти.

6. Нульовий провід забезпечує однакові фазні напруги на приймачах за несиметричного навантаження.

7. “Перекіс фаз” - це таке явище, коли в деяких фазах буде підвищена, а у декотрих - знижена напруга.

Граматичний матеріал: Об’єктивний дієприкметниковий комплекс

Дієприкметник входить до складу трьох комплексів: об’єктивного дієприкметникового комплексу (the Objective Participle Complex), суб’єктивного дієприкметникового комплексу (the Subjunctive Participle Complex), та незалежного дієприкметникового комплексу (the Absolute Participle Complex).

Об’єктивний дієприкметниковий комплекс складається з двох частин. Перша частина комплексу – іменник у загальному відмінку або особовий займенник в об’єктивному відмінку. Друга частина– дієприкметник, що виражає дію, яку виконує або якої зазнає особа або предмет, позначений іменником або займенником. Другою частиною цього комплексу може бути Present Participle i Past Participle. ( I saw him walking in the garden. – Я бачив, як він гуляв у саду. I saw the windows broken – Я побачив, що вікно розбито).

У реченні об’єктивний дієприкметниковий комплекс виконує функцію складного додатка (Complex Object) після дієслів to see, to hear, to feel, to watch, to notice, to find, to observe. ( I watched the snow falling – Я спостерігав, як падає сніг.)

Об’єктивний дієприкметниковий комплекс вживається з дієсловами, що виражають бажання, а також процеси мислення. З такими дієсловами вживається Past Participle (I want him change. – Я хочу, щоб він змінився).

Об’єктивний дієприкметниковий комплекс з Past Participle вживається після дієслів to have, to get і виражає дію: а)що виконується не особою, позначеною підметом, а кимось іншим; б) якої зазнає особа, позначена підметом: (She had her hair done. – Їй зробили зачіску. I must have my watch repaired. – Мені треба полагодити годинник).

Виконання вправ на закріплення граматичної теми

Вправа 7. Перекладіть речення українською. Зверніть увагу на складний додаток з дієприкметником минулого часу.

1. He wants the documents sent by e-mail. 2. They want the goods shipped on Monday. 3. I saw the transformer repaired. 4. I must have the device cleaned. 5. She wants to have these documents sent off at once. 6. Why have you had the wire painted red? 7. They showed us a list of the electrical equipment. 8. I found the turn-screw lost. 9. I heard it was said for several times.

Вправа 8. Перекладіть речення українською. Зверніть увагу на складний додаток з дієприкметником теперішнього часу.

1. The captain watched the sailors unloading the steamer. 2. I saw the electricians climbing on the bearings. 3. We watched them repairing the electrical engine. 4. I heard him shouting something from the opposite shore. 5. He watched them changing the insulation. 6. The students saw the teacher installing the engine. 7. Specialist watched the generator being worked. 8. I saw the inspector taking the positions. 9. The child watched the father changing a bulb.

Заняття 37

Тема: Потужність симетричного трифазного кола

Граматичний матеріал: Суб’єктивний дієприкметниковий комплекс

Вправа 1. Прочитайте та перекладіть лексику за допомогою словника.

сapacity [kəʹpæsıtı] designation [͵dezıgʹneıʃ(ə)n]

be equal [bi: ʹi:kwəl] be measured [bi: ʹmeʒəd]

corresponding [͵kɒrıʹspɒndıŋ] device [dıʹvaıs]

value [ʹvælju:] indication [͵ındıʹkeıʃ(ə)n]

symmetric mode [sıʹmetrık] [məʋd] vector [ʹvektə]

multiplication [͵mʌltıplıʹkeıʃ(ə)n] focused [ʹfɔkju:st]

expression [ıkʹspreʃ(ə)n] assessment [əʹsesmənt]

scheme [ski:m] equation [ıʹkweıʒ(ə)n]

irrespective of [͵ırıʹspektıv ɒv] size [saız]

identical [aıʹdentık(ə)l] appearance [əʹpı(ə)rəns]

draw the conclusions [drɔ: ðə kənʹklu:ʒ(ə)n]

actively inductive loading [ʹæktıvlı ınʹdʌktıv] [ʹləʋdıŋ]

actively capacitor loading [ʹæktıvlı kəʹpæsıtə] [ʹləʋdıŋ]

Вправа 2. Прочитайте та перекладіть текст українською.