چرا ضریب توان در اندازه‌گیری راندمان مهم است؟

اصول عامل قدرت و کارایی

مهندسان کار با منابع انرژی خارجی (EPS) از اندازه گیری بهره وری بی خبر نیستند.ممکن است اشتباهات رایج در هنگام اندازه گیری قدرت در سمت AC منبع برق ایجاد شوداین خطاهای رایج شامل اندازه گیری نادرست یا نادیده گرفتن کامل فاکتور قدرت در هنگام محاسبه قدرت ورودی قدرت است که منجر به اندازه گیری کارایی نادرست می شود.اجازه دهید به بررسی اصول عامل قدرت و بهره وری و سپس ارائه راهنمایی در مورد چگونگی شامل عامل قدرت در هنگام اندازه گیری ACبهره وری برق DC

فاکتور قدرت و کارایی، یک بررسی

بهره وری (η) نسبت قدرت خروجی به قدرت ورودی است:

معادله ۱: کارایی

در زمینه یک منبع برق خارجی (EPS) که با جریان ثابت کار می کند،قدرت خروجی با ضرب ولتاژ خروجی با جریان خروجی محاسبه می شود..

محاسبه قدرت خروجی

محاسبه قدرت خروجی یک EPS، که dc است، به سادگی ولتاژ خروجی ضرب بر جریان خروجی است:

معادله 2: قدرت خروجی

معادله 2 قدرت خروجی جریان ثابت (dc) (P_dc) یک منبع برق (EPS) را با ضرب ولتاژ خروجی (V_dc) بر جریان خروجی (I_dc) محاسبه می کند.در نتیجه قدرت اندازه گیری شده در وات (W).

درک فاکتور قدرت

یک اشتباه رایج این است که برای بدست آوردن قدرت ورودی از همین محاسبه استفاده شود. این مسئله مشکلاتی را ایجاد می کند زیرا محصول ولت آمپر در مدارهای AC همیشه برابر با قدرت واقعی نیست و در واقع،در مورد آداپتورهای خارجیدر مدارهای AC، محصول ولت آمپر برابر با قدرت ظاهری (S) است.که با قدرت واقعی از طریق اصطلاحی به نام فاکتور قدرت (PF) مرتبط است.:

معادله سوم: قدرت ظاهری

معادله 3 قدرت ظاهری (S) را در ولت آمپر (VA) محاسبه می کند با ضرب ریشه متوسط مربع (rms) ولتاژ (Vrms) با جریان rms (Irms).

تعریف فاکتور قدرت

با تعریف، فاکتور قدرت نسبت قدرت واقعی به قدرت ظاهری است، که در آن قدرت ظاهری محصول ولتاژ rms و جریان rms است.تنها زمانی که فاکتور قدرت برابر با 1 است که محصول ولت آمپر برابر با قدرت واقعی است:

معادله ۴: فاکتور قدرت

فاکتور قدرت اندازه گیری

بهترین راه برای اندازه گیری فاکتور قدرت استفاده از یک اندازه گیری قدرت مانند یکی از نشان داده شده در شکل 1 در زیر است. این دستگاه ها به طور مستقیم قدرت واقعی را تولید می کنند،بنابراین فاکتور قدرت لازم نیست در هنگام محاسبه بهره وری در نظر گرفته شود.علاوه بر قدرت واقعی، این مترها می توانند فاکتور قدرت، THD، جریان هر هارمونیک و موارد دیگر را اندازه گیری کنند.در حالی که آداپتورهای خارجی با قدرت پایین فاکتور قدرت تعریف شده یا محدودیت های هارمونیک ندارند، منابع انرژی بالاتر محدودیت های نظارتی خاصی در مورد محتوای هارمونیک و عامل قدرت دارند.مانند EN 61000-3-2 محدوده ای برای جریان هارمونیک تا 39 هارمونیک را مشخص می کند.در هنگام اندازه گیری جریان هارمونیک یک منبع برق، یک اندازه گیری قدرت ضروری است.

شکل 1: WT210 Power Meter نشان دهنده اندازه گیری های مربوط به شکل موج است

فاکتور قدرت در منابع برق

ممکن است فکر کنید که تاثیر حذف فاکتور قدرت تنها منجر به یک خطا کوچک و / یا که فاکتور قدرت یک آداپتور خارجی نمی تواند که بد است. در واقع،بدون اصلاح فاکتور قدرت، فاکتور قدرت یک آداپتور خارجی می تواند به راحتی به عنوان 0.5 در یک بار نامی پایین است. یک آداپتور با یک فاکتور قدرت 0.5 خواهد بود یک قدرت ظاهری دو برابر قدرت واقعی است،که منجر به نتایج نادرست می شود.حتی اگر منبع برق دارای بهره وری واقعی 100٪ باشد، این اندازه گیری فقط 50٪ را نشان می دهد.

علاوه بر گنجاندن عام فاکتور قدرت در محاسبات بهره وری، مهم است که توجه داشته باشید که فاکتور قدرت وابسته به خط و بار است.مانند سطح VI DoE، نیاز به اندازه گیری بهره وری در چندین نقطه (25٪، 50٪، 75٪، و 100٪ بار) در ولتاژ خط بالا و پایین است.سپس باید برای هر یک از این شرایط دوباره اندازه گیری شود..

اندازه گیری قدرت برای آزمایش دقیق کارایی

چندین دهه مقررات فزاینده باعث شده است که آزمایش بهره وری یکی از مهمترین عوامل در انتخاب و واجد شرایط شدن منابع برق باشد.کمبود تجربه در برخورد با مدارهای AC می تواند باعث شود که مهندسان آزمایش فاکتور قدرت را نادیده بگیرند یا به اشتباه محاسبه کننددر هنگام آزمایش آداپتورهای خارجی، یا هر منبع تغذیه AC-DC، بهترین روش برای محاسبه قدرت ورودی واقعی، استفاده از یک برق سنج است.این دستگاه ها نه تنها قدرت واقعی را به طور مستقیم اندازه گیری می کنند بلکه می توانند جریان مربوط به هارمونیک های فردی را اندازه گیری کنند و یک تصویر کامل از ورودی منبع برق را ارائه دهند.

فاکتور قدرت در فهرست نگرانی های طراحان تقریباً هر دستگاهی که انرژی قابل توجهی از سوکت شبکه می گیرد، و همچنین برای مهندسان در بخش های سنگین برق قرار دارد.هدف فاکتور قدرت، بر اساس قانون، به علاوه بهره وری، هزینه قطعات و حجم / فضای صفحه باید در نظر گرفته شود.

KSPOWER تصحیح فاکتور قدرت فعال را در اکثریت قریب به اتفاق منابع برق ac-dc خود با 105 W و بالاتر طراحی کرده است تا به تسهیل پیاده سازی و اطمینان از انطباق برای OEM کمک کند.