दक्षता को मापते समय शक्ति कारक क्यों महत्वपूर्ण है?

पावर फैक्टर और दक्षता की मूल बातें

बाहरी बिजली आपूर्ति (ईपीएस) के साथ काम करने वाले इंजीनियरों को दक्षता माप के लिए कोई अजनबी नहीं है।बिजली की आपूर्ति के एसी पक्ष पर शक्ति को मापते समय आम गलतियाँ की जा सकती हैंइन सामान्य कमियों में बिजली इनपुट पावर की गणना करते समय गलत माप या पूरी तरह से अनदेखी करना शामिल है, जिसके परिणामस्वरूप गलत दक्षता माप होते हैं।चलो शक्ति कारक और दक्षता की मूल बातें की समीक्षा करते हैं और फिर एसी मापने पर शक्ति कारक को शामिल करने के लिए मार्गदर्शन प्रदान करते हैंडीसी बिजली दक्षता।

पावर फैक्टर और दक्षता, एक समीक्षा

दक्षता (η) आउटपुट शक्ति और इनपुट शक्ति का अनुपात हैः

समीकरण 1: दक्षता

एक बाहरी बिजली की आपूर्ति (EPS) के संदर्भ में निरंतर धारा से निपटने,आउटपुट शक्ति बस तेजी से समीकरण के लिए संख्याकार प्रदान करके आउटपुट करंट द्वारा आउटपुट वोल्टेज गुणा करके गणना की जाती है.

आउटपुट पावर की गणना करना

ईपीएस की आउटपुट शक्ति की गणना करना, जो डीसी है, बस आउटपुट वोल्टेज को आउटपुट करंट से गुणा करना हैः

समीकरण 2: आउटपुट पावर

समीकरण 2 विद्युत विद्युत आपूर्ति (ईपीएस) की निरंतर धारा (डीसी) आउटपुट शक्ति (पी_डीसी) की गणना आउटपुट करंट (आई_डीसी) से आउटपुट वोल्टेज (वी_डीसी) को गुणा करके करता है,परिणाम में वाट में मापी गई शक्ति (डब्ल्यू).

शक्ति कारक को समझना

एक आम गलती यह है कि इनपुट पावर प्राप्त करने के लिए इसी गणना को लागू किया जाता है। यह एक समस्या प्रस्तुत करता है क्योंकि एसी सर्किट में वोल्ट-एम्पियर उत्पाद हमेशा वास्तविक शक्ति के बराबर नहीं होता है और वास्तव में,बाहरी एडाप्टर के मामले में, वोल्ट-एम्पियर उत्पाद वास्तविक शक्ति के बराबर कभी नहीं होगा। एसी सर्किट में, वोल्ट-एम्पियर उत्पाद स्पष्ट शक्ति (एस) के बराबर है,जो कि पावर फैक्टर (पीएफ) नामक एक शब्द के माध्यम से वास्तविक पावर से संबंधित है:

समीकरण 3: प्रकट शक्ति

समीकरण 3 वोल्ट-एम्पियर (VA) में स्पष्ट शक्ति (S) की गणना वोल्ट-एम्पियर (Irms) के साथ औसत वर्ग (rms) वोल्टेज (Vrms) को गुणा करके करता है।

शक्ति कारक को परिभाषित करना

परिभाषा के अनुसार, पावर फैक्टर वास्तविक शक्ति और दृश्यमान शक्ति का अनुपात है, जहां दृश्यमान शक्ति आरएमएस वोल्टेज और आरएमएस धारा का उत्पाद है।केवल जब शक्ति कारक 1 के बराबर है वोल्ट-एम्पियर उत्पाद वास्तविक शक्ति के बराबर है:

समीकरण 4: शक्ति कारक

माप शक्ति कारक

शक्ति कारक को मापने का सबसे अच्छा तरीका एक शक्ति मीटर का उपयोग करना है जैसा कि नीचे चित्र 1 में दिखाया गया है। ये उपकरण वास्तविक शक्ति को सीधे आउटपुट करेंगे,इसलिए दक्षता की गणना करते समय शक्ति कारक पर विचार करने की आवश्यकता नहीं है. वास्तविक शक्ति के अतिरिक्त, ये मीटर शक्ति कारक, टीएचडी, प्रत्येक हार्मोनिक के लिए वर्तमान, और अधिक माप सकते हैं।जबकि कम शक्ति बाहरी एडेप्टर नहीं है परिभाषित शक्ति कारक या सामंजस्य सीमाओं, उच्च शक्ति आपूर्ति में हार्मोनिक सामग्री और शक्ति कारक पर विशिष्ट नियामक सीमाएं होती हैं।जैसे कि EN 61000-3-2 39 वें हार्मोनिक सहित तक हार्मोनिक धारा पर सीमाओं को निर्दिष्ट करता हैबिजली की आपूर्ति के सामंजस्यीय प्रवाह को मापने के लिए, एक पावर मीटर आवश्यक है।

चित्र 1: WT210 पावर मीटर जो तरंगों के अनुरूप माप दिखाता है

विद्युत आपूर्ति में शक्ति कारक

आप सोच सकते हैं कि पावर फैक्टर को छोड़ने का प्रभाव केवल एक मामूली त्रुटि का परिणाम होगा और/या बाहरी एडाप्टर का पावर फैक्टर इतना बुरा नहीं हो सकता है। वास्तव में,बिना पावर फैक्टर सुधार के, एक बाहरी एडाप्टर का पावर फैक्टर आसानी से 0.5 के रूप में कम एक नामित भार पर हो सकता है। 0.5 के एक पावर फैक्टर के साथ एक एडाप्टर वास्तविक शक्ति की तुलना में दो बार एक प्रकट शक्ति होगा,जिससे गलत परिणाम प्राप्त होते हैंयदि बिजली की आपूर्ति का वास्तविक दक्षता 100% हो, तो भी यह माप केवल 50% दिखाएगा।

दक्षता गणनाओं में शक्ति कारक के सामान्य समावेश के अतिरिक्त यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि शक्ति कारक लाइन और भार पर निर्भर है। दक्षता आवश्यकताएं,जैसे कि DoE स्तर VI, उच्च और निम्न लाइन वोल्टेज दोनों पर कई बिंदुओं (25%, 50%, 75%, और 100% भार) पर दक्षता को मापने की आवश्यकता होती है। यदि वास्तविक शक्ति की गणना में शक्ति कारक का उपयोग किया जाता है,तो यह इन स्थितियों में से प्रत्येक के लिए फिर से मापा जाना चाहिए.

सटीक दक्षता परीक्षण के लिए पावर मीटर

दशकों के बढ़ते विनियमन ने दक्षता परीक्षण को बिजली आपूर्ति के चयन और योग्यता में सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक बना दिया है।एसी सर्किट से निपटने में अनुभव की कमी के कारण परीक्षण इंजीनियरों को पावर फैक्टर को छोड़ने या गलत तरीके से गणना करने का कारण बन सकता हैबाहरी एडाप्टरों या किसी भी एसी-डीसी पावर सप्लाई का परीक्षण करते समय, वास्तविक इनपुट पावर की गणना के लिए सबसे अच्छी विधि पावर मीटर के उपयोग के माध्यम से है।ये उपकरण न केवल प्रत्यक्ष रूप से वास्तविक शक्ति को मापते हैं बल्कि व्यक्तिगत हार्मोनिक से जुड़े वर्तमान को माप सकते हैं और बिजली की आपूर्ति इनपुट की एक पूरी तस्वीर प्रदान कर सकते हैं.

पावर फैक्टर लगभग हर उपकरण के डिजाइनरों के लिए चिंताओं की सूची में है जो एक मुख्य सोकेट से महत्वपूर्ण शक्ति प्राप्त करता है, साथ ही भारी-इलेक्ट्रिकल क्षेत्रों में इंजीनियरों के लिए भी।पावर फैक्टर लक्ष्य, कानून के आधार पर, साथ ही दक्षता, घटक लागत और मात्रा/बोर्ड स्थान पर विचार करने की आवश्यकता है।

KSPOWER ने 105 W और उससे अधिक की अपनी बहुसंख्यक एसी-डीसी बिजली आपूर्ति में सक्रिय शक्ति कारक सुधार को डिजाइन किया है ताकि ओईएम के लिए कार्यान्वयन और अनुपालन सुनिश्चित करने में मदद मिल सके।