¿La potencia reactiva causa un uso adicional de combustible en un UPS diesel?

La potencia reactiva no supondría una carga adicional para el eje de un generador si todo fuera perfecto. Sin embargo, los generadores reales tienen pérdidas reales, con algunos de ellos proporcionales al cuadrado de la corriente. La carga reactiva causa más corriente en los cables de la que habría con una carga puramente resistiva de la misma potencia real. La corriente adicional hace que se pierda potencia real adicional.

Entonces, la respuesta es que el motor verá una carga algo mayor y, por lo tanto, usará un poco más de combustible. Esto se debe a que hay más ineficiencias y pérdidas en el sistema, ya que la potencia reactiva en sí misma hace que sea más difícil activar el generador.

Añadido:

Debería haber mencionado esto antes, pero de alguna manera se me escapó por la mente en ese momento.

Una carga reactiva en un generador perfecto no requiere más potencia de eje promediada a lo largo de un ciclo, pero agrega "golpes" al par. Un atributo de un generador de CA trifásico es que el par es constante durante un ciclo con una carga resistiva. Sin embargo, con una carga reactiva, las partes del ciclo requerirán más potencia y otras partes menos. La potencia promedio sigue siendo la misma, pero el empuje constante hacia adelante y hacia atrás en relación con el torque promedio puede causar tensiones mecánicas y vibraciones no deseadas.

Puedes pensar en esto un poco como mover dos imanes uno al lado del otro. Digamos que están orientados a repeler. A cierta distancia hay poca fuerza. Tienes que aplicar fuerza para acercarlos, lo que significa que pones energía en el sistema. Los imanes empujan en la dirección del movimiento a medida que se alejan, lo que le devuelve la energía que colocó anteriormente. La energía neta gastada es 0, pero definitivamente hubo flujo de energía de un lado a otro. Siempre hay alguna pérdida a medida que la energía se mueve o se convierte en sistemas reales.

Nuevamente, la potencia reactiva en sí no causa el problema, pero la potencia real se pierde porque la energía no se puede mover y convertir con una eficiencia perfecta. Esta pérdida de potencia real debe compensarse con una entrada de potencia real. Además, las fuerzas mecánicas adicionales pueden disminuir la vida útil del generador y del motor que lo impulsa.

Como Olin Lathrop respondió a tu primera pregunta.

  

    

¿Existe la potencia reactiva en el mundo mecánico?

  

En el sistema mecánico existe la potencia reactiva. Pero no hay forma simple. para explicar esto sin entrar en un movimiento armónico simple.

Simplemente imagine que un objeto M estaba montado en una cuerda y usted debido a la centrífuga Forzarlo moviéndose en una órbita circular. Supongamos que la velocidad angular es \ $ \ omega \ $ y usted podría describir su ecuación de movimiento x proyectada como \ $ R \ cos (\ omega) \ $ y y proyectó el movimiento como \ $ R \ sin (\ omega) \ $.

\ $ x = R \ cos (\ omega t) \ $

\ $ y = R \ sin (\ omega t) \ $

Y necesita acelerarlo, por lo que necesita darle algo de poder. Supongamos que sembrar una fuerza F para esto, como F retrasa \ $ \ alpha \ $ desde su ángulo actual.

[ver la figura] Así que el componente de la F que es paralelo a su velocidad lineal solo funcionará Alguna potencia activa. Lo que es \ $ F \ cos (\ alpha) \ $,

por lo tanto, el poder activo \ $ = F \ cos (\ alpha) v = F \ cos (\ alpha) \ omega R \ $

potencia reactiva \ $ = F \ sin (\ alpha) 0 = 0 \ $

Pero una persona que vea esto pensará que estoy aplicando una fuerza 'F' y se está moviendo en la velocidad de 'v', por lo que la potencia debería ser Fv, pero debido a la diferencia de frase no lo hará Esto le pasa a su medidor de vatios también. Porque no contar la diferencia de frase entre la corriente y la tensión, así como En el ejemplo mecánico anterior no se cuenta la dirección de la fuerza. vs dirección del movimiento.

El componente reactivo puro de la energía no consumirá combustible adicional.

El flujo de energía del componente reactivo seguirá cambiando de dirección manteniendo un promedio de cero. Cuando el flujo de energía se dirige hacia atrás, el par de torsión aplicado al eje del generador se reducirá (durante unos pocos milisegundos cada unos pocos milisegundos), porque el generador actuará un poco como un motor, pero seguirá siendo principalmente un generador.

La parte de combustión de la máquina verá una carga promediada igual al componente activo solamente. Decir si la función de la ruta de suministro de combustible es mantener la velocidad constante, entonces las variaciones del par (carga) se reflejarán en la cantidad de combustible. Más par, significa más combustible, más potencia activa consumida, con la misma velocidad.

El experimento a pequeña escala consiste en girar el eje del motor de CA de imán permanente con los dedos cuando se desconecta. Luego conecte el condensador y compare.

Como se indicó anteriormente, el par requerido para una carga reactiva trifásica equilibrada es constante y cero. Esto oculta el hecho de que durante la mitad de cada ciclo, cada carga reactiva está devolviendo la energía a la fase / fases que están aceptando energía.

Si la carga reactiva no está equilibrada, la energía se devuelve al generador. No puede recuperar energía química, y parte de esa energía devuelta al generador se pierde, pero parte de la energía se devuelve a la energía cinética de rotación del generador. Lo que hace que el generador gire más rápido, más lento, más rápido, más lento, etc. Un pequeño generador no tiene mucha energía cinética giratoria, por lo que la mayor parte de esta energía se pierde, y simplemente estresa al sistema.

También se oculta el hecho de que si el generador gira más rápido, más energía ingresa en las cargas capacitivas y la energía sale de las cargas inductivas.

Para un grupo electrógeno muy grande, con una importante energía almacenada, el retorno de energía reactiva de una red inductiva puede hacer que la frecuencia de transmisión aumente y, eventualmente, hacer que todo el sistema sea inestable (mayor frecuencia, mayor rendimiento reactivo, mayor frecuencia, retorno más reactivo, el generador se sale de control y se autodestruye. Por esta razón, las redes eléctricas están diseñadas para funcionar con una carga ligeramente capacitiva, aunque esto aumenta las corrientes de pico y reduce la eficiencia de la red.

Volviendo a su pregunta original, a medida que el grupo electrógeno gira, vierte energía en todas las cargas reactivas adjuntas, incluso las balanceadas, a medida que aumenta el voltaje. Puede que sea pequeño, pero realmente no puedes recuperar esa energía. Cuando desconectas el generador, no vuelves a recuperar la energía química.

Pensé que los generadores generan energía eléctrica que está en KVA. De esta energía KVA generada, la primera parte kvar se utilizará por carga inductiva para mantener el equipo cargado magnéticamente y la segunda parte kw se utilizará para producir un par que dependerá de la carga. En cargas más altas, kvar es despreciable en comparación con kw. Pero aún el generador tiene que producirlo.  Si se conecta una bobina inductiva pura a la carga, el generador solo generará el componente kvar en lbs & el consumo de combustible será más que sin carga