Accurate handleiding voor het berekenen van condensatorbank-grootte (µF & kVAR) voor vermogensfactorkorrektie

Hoe de juiste condensatorbankwaarde te berekenen in kVAR en microfarad voor vermogensfactorkorrektie – 3 methoden

Veel verzoeken om een stapsgewijze handleiding voor het berekenen van de juiste condensatorbankgrootte in kVAR en µF voor vermogensfactorkorrektie (PFC) in zowel eennige als drie-fasen schakelingen. Dit artikel toont drie methoden met uitgewerkte voorbeelden.

Accurate handleiding voor het berekenen van condensatorbank-grootte (µF & kVAR) voor vermogensfactorkorrektie

Hoe de condensatorwaarde in kVAR te berekenen?

Voorbeeld 1

Een 3-fasen, 5 kW asynchrone motor heeft een vermogensfactor (cos φ) van 0,75 achterblijvend. Welke condensator in kVAR is nodig om de PF te verbeteren naar 0,90?

Oplossing 1: Eenvoudige tabelmethode (met vermenigvuldiger)

Motorinput = 5 kW
Uit tabel: vermenigvuldiger voor PF 0,75 → 0,90 is 0,398
Benodigde kVAR = 5 × 0,398 = 1,99 kVAR
Per fase: 1,99 / 3 = 0,663 kVAR

Oplossing 2: Klassieke berekeningsmethode

P = 5 kW
cos θ₁ = 0,75 → θ₁ = 41,41° → tan θ₁ = 0,8819
cos θ₂ = 0,90 → θ₂ = 25,84° → tan θ₂ = 0,4843
kVAR = P × (tan θ₁ – tan θ₂) = 5 × (0,8819 – 0,4843) = 1,99 kVAR
Per fase: 0,663 kVAR

Voorbeeld 2

Een generator levert 650 kW bij cos φ = 0,65. Hoeveel kVAR om PF te verhogen tot 1 (eenheid)? En hoeveel extra kW kan de generator leveren bij dezelfde kVA?

Oplossing 1: Tabelmethode

Vermenigvuldiger 0,65 → 1,0 = 1,169
kVAR = 650 × 1,169 = 759,85 kVAR
kVA = 650 / 0,65 = 1000 kVA
Bij cos φ = 1: kW = 1000 × 1 = 1000 kW
Extra vermogen = 1000 – 650 = 350 kW

Oplossing 2: Klassieke methode

θ₁ = 49,45° → tan θ₁ = 1,169; θ₂ = 0° → tan θ₂ = 0
kVAR = 650 × (1,169 – 0) = 759,85 kVAR

Hoe de condensatorwaarde in µF én kVAR te berekenen?

Voorbeeld 3

Een 500 V, 60 Hz eennige motor trekt 50 A bij cos φ = 0,86 achterblijvend. PF moet naar 0,94 worden verbeterd door een condensatorbank parallel te schakelen. Bereken de vereiste capaciteit in kVAR en µF.

(1) Benodigde kVAR

P = V × I × cos φ = 500 × 50 × 0,86 = 21,5 kW
Tabel vermenigvuldiger 0,86 → 0,94 = 0,230
kVAR = 21,5 × 0,230 = 4,95 kVAR (berekening: 4,954 kVAR)

(2) Benodigde capaciteit in µF

Formule: C (µF) = kVAR × 10⁹ / (2π × f × V²)

C = 4,954 × 10⁹ / (2π × 60 × 500²) = 52,6 µF (tabelmethode)
Klassieke methode (via I_C = V × 2πfC) geeft 78,2 µF (afrondingsverschillen in tan θ).

Voorbeeld 4

Last van 1 kW bij cos φ = 0,71 (208 V, 60 Hz). PF naar 0,97 verhogen. Benodigde C in µF?

Tabel vermenigvuldiger 0,71 → 0,97 = 0,741
kVAR = 1 × 0,741 = 0,741 kVAR = 741 VAR
I_C = Q_C/V = 741/208 = 3,56 A
X_C = V/I_C = 58,4 Ω
C = 1/(2πfX_C) = 45,4 µF

Omrekenformules: kVAR ↔ µF

Van kVAR naar µF (en Farad)

C (F) = kVAR × 10³ / (2π × f × V²)
C (µF) = kVAR × 10⁹ / (2π × f × V²)
C (µF) = 159,155 × 10⁶ × kVAR / (f × V²)

Van µF naar kVAR (en VAR, MVAR)

kVAR = C (µF) × f × V² / (159,155 × 10⁶)
VAR = C (µF) × f × V² / (159,155 × 10³)
MVAR = C (µF) × f × V² / (159,155 × 10⁹)

Waarbij: C = capaciteit in µF, Q = blindvermogen in VAR, f = frequentie in Hz, V = spanning in Volt.

Belangrijke vermogensformules voor PFC

Actief vermogen (P): kW = kVA × cos φ; kW = √(kVA² – kVAR²); kW = V×I×cos φ (1-fasig); kW = √3×V×I×cos φ (3-fasig L-L)
Schijnvermogen (S): kVA = √(kW² + kVAR²); kVA = kW / cos φ
Blindvermogen (Q): kVAR = √(kVA² – kW²); kVAR = C × 2πfV²
Vermogensfactor: cos φ = P / (V×I) (1-fasig); cos φ = kW/kVA
X_C = 1/(2πfC); I_C = V/X_C

Online calculators voor condensatorbank & PFC

µF naar kVAR calculator
kVAR naar Farad calculator
Condensatorbank in kVAR & µF calculator
Vermogensfactorkorrektie calculator
Omrekenen µF ↔ kVAR voor PFC

Condensatorselectietabel & grafiek voor PFC

Gebruik de vermenigvuldigertabel: zoek de rij voor de huidige PF en de kolom voor de gewenste PF. Vermenigvuldig de factor met de actieve vermogen in kW. Resultaat = benodigde kVAR.