Γιατί είναι σημαντικός ο συντελεστής ισχύος όταν μετράμε την απόδοση;

Βασικά στοιχεία του συντελεστή ισχύος και της αποδοτικότητας

Οι μηχανικοί που εργάζονται με εξωτερικές πηγές ρεύματος (EPS) δεν είναι άγνωστοι στις μετρήσεις απόδοσης.μπορούν να γίνουν κοινά λάθη κατά τη μέτρηση ισχύος στην πλευρά του τροφοδοτήματοςΑυτές οι συνηθισμένες παγίδες περιλαμβάνουν την εσφαλμένη μέτρηση ή την εντελώς αγνοητική παραμέτρηση του συντελεστή ισχύος κατά τον υπολογισμό της ισχύος εισόδου ισχύος, με αποτέλεσμα εσφαλμένες μετρήσεις απόδοσης.Ας επανεξετάσουμε τα βασικά στοιχεία του παράγοντα ισχύος και την αποτελεσματικότητα και στη συνέχεια να παρέχει καθοδήγηση σχετικά με το πώς να συμπεριλάβει τον παράγοντα ισχύος κατά τη μέτρηση ACΗ απόδοση ενέργειας συνεχούς ρεύματος.

Παράγοντας ισχύος και αποδοτικότητα, ανασκόπηση

Η απόδοση (η) είναι η αναλογία ισχύος εξόδου προς ισχύς εισόδου:

Εξίσωση 1: Απόδοση

Στο πλαίσιο μιας εξωτερικής τροφοδοσίας (EPS) που ασχολείται με συνεχές ρεύμα,η ισχύς εξόδου υπολογίζεται απλά πολλαπλασιάζοντας την τάση εξόδου με το ρεύμα εξόδου παρέχοντας γρήγορα τον αριθμητή στην εξίσωση.

Υπολογισμός ισχύος εξόδου

Ο υπολογισμός της ισχύος εξόδου ενός EPS, που είναι dc, είναι απλά η τάση εξόδου πολλαπλασιασμένη με το ρεύμα εξόδου:

Εξίσωση 2: Δύναμη εξόδου

Η εξίσωση 2 υπολογίζει την ισχύ εξόδου συνεχούς ρεύματος (dc) (P_dc) μιας ηλεκτρικής τροφοδοσίας (EPS) πολλαπλασιάζοντας την τάση εξόδου (V_dc) με το ρεύμα εξόδου (I_dc),με αποτέλεσμα την ισχύ που μετριέται σε βατ (W).

Η κατανόηση του παράγοντα ισχύος

Ένα κοινό λάθος είναι να εφαρμόζεται ο ίδιος υπολογισμός για να ληφθεί η ισχύς εισόδου.στην περίπτωση εξωτερικών προσαρμογόντωνΣε κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος, το προϊόν βολτ-αμπερέ ισούται με την φαινομενική ισχύ (S),που σχετίζεται με την πραγματική ισχύ μέσω ενός όρου που ονομάζεται παράγοντας ισχύος (PF):

Εξίσωση 3: Φαινομενική δύναμη

Η εξίσωση 3 υπολογίζει την φαινομενική ισχύ (S) σε βολτ-άμπερ (VA) πολλαπλασιάζοντας τη μέση τετραγωνική ρίζα (rms) τάσης (Vrms) με το ρεύμα rms (Irms).

Ορισμός του συντελεστή ισχύος

Κατά ορισμό, ο συντελεστής ισχύος είναι η αναλογία της πραγματικής ισχύος προς την φαινομενική ισχύ, όπου η φαινομενική ισχύς είναι το γινόμενο της τάσης rms και του ρεύματος rms.Μόνο όταν ο συντελεστής ισχύος είναι ίσος με το 1 το πλεονέκτημα βολτ-άμπερ ισούται με την πραγματική ισχύ.:

Εξίσωση 4: Συντελεστής ισχύος

Μετρητικός παράγοντας ισχύος

Ο καλύτερος τρόπος μέτρησης του συντελεστή ισχύος είναι να χρησιμοποιήσετε ένα μετρητή ισχύος όπως αυτό που φαίνεται στο σχήμα 1 παρακάτω.έτσι ο συντελεστής ισχύος δεν χρειάζεται να λαμβάνεται υπόψη κατά τον υπολογισμό της απόδοσηςΕκτός από την πραγματική ισχύ, αυτά τα μέτρα μπορούν να μετρήσουν το συντελεστή ισχύος, THD, το ρεύμα για κάθε αρμονικό, και πολλά άλλα.Ενώ οι εξωτερικοί προσαρμογείς χαμηλής ισχύος δεν έχουν καθορισμένο συντελεστή ισχύος ή αρμονικά όρια, οι υψηλότερες πηγές ενέργειας έχουν συγκεκριμένα κανονιστικά όρια για το αρμονικό περιεχόμενο και τον συντελεστή ισχύος.όπως το πρότυπο EN 61000-3-2, καθορίζουν όρια για το αρμονικό ρεύμα μέχρι και την 39η αρμονικήΓια τη μέτρηση του αρμονικού ρεύματος μιας τροφοδοσίας ισχύος, είναι απαραίτητο ένα μετρητή ισχύος.

Σχήμα 1: Μετρητής ισχύος WT210 που δείχνει μετρήσεις που αντιστοιχούν σε μορφές κυμάτων

Συντελεστής ισχύος σε τροφοδοσίες ηλεκτρικής ενέργειας

Μπορεί να νομίζετε ότι η επίπτωση της παραλείψεως του συντελεστή ισχύος θα έχει ως αποτέλεσμα μόνο ένα μικρό λάθος και/ή ότι ο συντελεστής ισχύος ενός εξωτερικού προσαρμογέα δεν μπορεί να είναι τόσο κακός.χωρίς διόρθωση του συντελεστή ισχύος, ο συντελεστής ισχύος ενός εξωτερικού προσαρμογέα θα μπορούσε εύκολα να είναι τόσο χαμηλός όσο 0,5 σε ονομαστικό φορτίο.οδηγώντας έτσι σε εσφαλμένα αποτελέσματαΑκόμη και αν η παροχή ενέργειας είχε πραγματική απόδοση 100%, η μέτρηση αυτή θα έδειχνε μόνο 50%.

Εκτός από τη γενική συμπερίληψη του συντελεστή ισχύος στους υπολογισμούς αποδοτικότητας, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο συντελεστής ισχύος εξαρτάται από τη γραμμή και το φορτίο.όπως το επίπεδο VI του DoE, απαιτεί η απόδοση να μετριέται σε διάφορα σημεία (25%, 50%, 75% και 100% φορτίο) τόσο σε υψηλές όσο και σε χαμηλές τάσεις γραμμής.τότε πρέπει να επαναμετρηθεί για κάθε μία από αυτές τις συνθήκες..

Μετρητές ισχύος για ακριβείς δοκιμές απόδοσης

Δεκαετίες αυξανόμενης ρύθμισης έχουν καταστήσει τις δοκιμές απόδοσης έναν από τους σημαντικότερους παράγοντες στην επιλογή και την αξιολόγηση των ενεργειακών πηγών.Η έλλειψη εμπειρίας στη διαχείριση κυκλωμάτων AC μπορεί να οδηγήσει τους μηχανικούς δοκιμών να παραλείψουν ή να υπολογίσουν λανθασμένα τον συντελεστή ισχύοςΚατά τη δοκιμή εξωτερικών προσαρμογών ή οποιασδήποτε πηγής ρεύματος AC-DC, η καλύτερη μέθοδος υπολογισμού της πραγματικής ισχύος εισόδου είναι η χρήση μετρητή ισχύος.Αυτές οι συσκευές όχι μόνο μετρούν την πραγματική ισχύ απευθείας αλλά μπορούν να μετρήσουν το ρεύμα που σχετίζεται με τις μεμονωμένες αρμονικές και να παρέχουν μια πλήρη εικόνα της εισόδου τροφοδοσίας.

Ο συντελεστής ισχύος βρίσκεται στη λίστα των προβλημάτων για τους σχεδιαστές σχεδόν κάθε συσκευής που αντλεί σημαντική ενέργεια από μια πρίζα, καθώς και για τους μηχανικούς των βαρέων ηλεκτρολογικών τομέων.Ο στόχος του συντελεστή ισχύος, με βάση τη νομοθεσία, καθώς και την αποτελεσματικότητα, το κόστος των εξαρτημάτων και τον όγκο/το χώρο του πίνακα πρέπει να ληφθούν υπόψη.

Η KSPOWER έχει σχεδιάσει τη διόρθωση του ενεργού συντελεστή ισχύος στη συντριπτική πλειοψηφία των πηγών ηλεκτρικής ενέργειας AC-DC με ονομαστική ισχύ 105 W και άνω για να διευκολύνει την εφαρμογή και να διασφαλίσει τη συμμόρφωση για τους OEM.