Cảm Kháng (Inductive Reactance)
Cảm kháng là gì?
Cảm kháng là đại lượng đặc trưng cho khả năng của một cuộn dây (cuộn cảm) trong mạch điện xoay chiều chống lại sự thay đổi của dòng điện.
Trong động cơ điện, các cuộn dây stator và rotor tạo ra từ trường biến thiên. Sự biến thiên này sinh ra suất điện động cảm ứng chống lại dòng điện ban đầu (Định luật Lenz). Sự cản trở này chính là cảm kháng.
Giải thích hình ảnh:
- Stator: Bộ phận tĩnh của động cơ, bao gồm lõi sắt và các cuộn dây đồng được quấn quanh. Khi dòng điện xoay chiều (AC) chạy qua, nó tạo ra một từ trường biến thiên.
- Rotor: Bộ phận quay của động cơ, nằm bên trong stator. Rotor cũng có các cuộn dây hoặc thanh dẫn điện. Từ trường biến thiên của stator sẽ cảm ứng dòng điện trong rotor, khiến rotor quay.
- AC Current (Dòng điện xoay chiều): Dòng điện đi vào cuộn dây, có chiều và cường độ thay đổi liên tục. Trong hình, nó được biểu diễn bằng các đường màu xanh với mũi tên.
- Magnetic Field (Từ trường): Dòng điện AC chạy qua cuộn dây tạo ra một từ trường biến thiên. Trong hình, từ trường được biểu diễn bằng các đường màu đỏ và xanh lam, lan tỏa từ các cuộn dây.
- Reactance (Cảm kháng): Từ trường biến thiên này lại tạo ra một sức điện động cảm ứng trong chính cuộn dây, chống lại sự thay đổi của dòng điện ban đầu. Cảm kháng này được minh họa bằng các mũi tên màu đỏ lớn, chỉ ngược chiều với dòng điện ban đầu, thể hiện sự cản trở.
Hao phí năng lượng do cảm kháng
Bản thân cảm kháng không trực tiếp sinh nhiệt như điện trở, nhưng nó gây ra Công suất phản kháng (Q). Công suất này không sinh công hữu ích nhưng lại cần thiết để tạo từ trường.
Tác hại của công suất phản kháng cao:
- Tăng tổn thất trên đường dây: Dòng điện tổng tăng lên (I) → Tổn thất nhiệt (P = I²R) tăng.
- Sụt áp: Gây giảm điện áp, ảnh hưởng đến hiệu suất thiết bị khác.
- Chi phí phạt: Hệ số công suất (Cos Phi) thấp sẽ bị điện lực phạt tiền.
- Giảm khả năng truyền tải: Chiếm dụng dung lượng của đường dây và máy biến áp vô ích.
Giải pháp giảm cảm kháng với ES
Thiết bị tiết kiệm điện ES có tác dụng giảm cảm kháng cho các động cơ và thiết bị từ 5 - 38%.
Bằng cách xử lý từ trường và giảm dòng Foucault, ES giúp tối ưu hóa đường đi của các đường sức từ, giảm suất điện động cảm ứng ngược, từ đó trực tiếp giảm cảm kháng.
Lợi ích kỹ thuật
- • Giảm dòng điện tổng, giảm nhiệt đường dây.
- • Tăng khả năng chịu tải của máy biến áp.
- • Ổn định điện áp, thiết bị bền hơn.
Lợi ích kinh tế
- • Tiết kiệm tiền điện trực tiếp (giảm kWh lãng phí).
- • Tránh hoàn toàn phí phạt công suất phản kháng.
- • Giảm chi phí bảo trì, thay thế thiết bị.