Teljesítmény tényező
http: // en. wikipedia. org Wikipedia. a szabad enciklopédia
A teljesítménytényező a váltakozó áramú elektromos rendszert úgy definiáljuk, mint az arány a hatásos teljesítmény a látszólagos teljesítmény, és értékeket vehet 0 és 1. A aktív teljesítmény egy hasznos munkát egy áramkör egy bizonyos ideig. A látszólagos teljesítmény a termék az aktuális (RMS) feszültség és áram az áramkörben. A teljes teljesítmény meghaladhatja a hatásos teljesítmény a következő okok miatt: az energiatároló folyamat lehetséges a terhelést követő szállítási energiát vissza a hálózatba, valamint nemlineáris terhelés erősen torzítják a hullám alakja áramfelvétele. Terhelés, alacsony teljesítmény tényező, növeli a veszteségek rapredeleniya elektromos rendszerek, ezzel is növelve a villamos energia árát.
Teljesítmény tényező lineáris áramkörök
Láncok, amelyek csak tisztán ohmos fűtőelemek (izzólámpa, hevítőspirál, konyhai készülék, et al.), Van egy teljesítmény tényező 1,0. Lánc, amely induktív vagy kapacitív elemek (előtét kisülőlámpák (fluoreszcens és mtsai.), Motorok és mások.) Gyakran egy teljesítmény-tényező kisebb, mint 1,0.
Például, az áramkörök az elektromos fény, egy tipikus tényezőjének értéke
teljesítménytényező koncepció alapján a következő tény: a gyártó cégek nyújtanak a villamosenergia-fogyasztók szünetmentes amper, és a számlát hozott per watt. Teljesítmény tényező 1,0 alatt van szükség, hogy a hálózat fejlesztésére, mint a minimális volt-amper betöltéséhez szükséges aktív teljesítmény (a hatalom, amelyet adott watt). Ez növeli a villamosenergia-termelés és az ár a villamosenergia-átviteli. Például, ha a terhelés teljesítmény tényező 0,7, a teljes teljesítmény lesz 1,4-szer nagyobb, mint a hatásos teljesítmény terhelést.
Vonal áramkör is 1,4-szer nagyobb, mint a jelenlegi szükség van egy olyan teljesítmény-tényező egyenlő 1,0, így a veszteségek az áramkör lesz 2-szer nagyobb (mivel négyzetével arányos az aktuális). Ebben az esetben, az összes komponenst a rendszer, azaz generátorok, vezetékek, transzformátorok, kapcsoló és elosztóberendezés növelni kell mérete (és alacsony), hogy ellenálljon Behúzóáram.
Megjegyzések a chart: Pillanatnyi és átlagos teljesítmény kiszámítása az ismert áram és feszültség oszcillogramok:
1 Odds. teljesítmény egyenlő 1 (F = 0, cos F = 1)
2 Odds. Power 0 (F = 90, cos F = 0)
3 Odds. leszakadó teljesítmény (F = 45, cos F = 0,71)
A definíció és kiszámítása a teljesítménytényező
Az energia fluxus (azaz a teljesítmény) az áramkör AC három részből áll:
- Aktív teljesítmény iliReal teljesítmény (P), mért watt (W Eng. W)
- A meddő teljesítmény iliReactive teljesítmény (Q), mért volt-amper reaktív (VAR Engl. VAR)
- Teljes teljesítmény iliApparent teljesítmény (| S | vagy csak S), mért volt-amper (VA, angol VA).
Teljesítmény tényező meghatározása az.
Abban az esetben, az ideális szinusz, P. Q és S lehet kifejezni vektorok alkotnak vektor háromszög, akkor:
Ha F a fázisszög áram és feszültség közötti vektorok, akkor a teljesítménytényező / cos F / következésképpen:
Mivel a méretei P és S egységek esnek egybe, a teljesítménytényező egy dimenzió nélküli mennyiség meghatározott 0 és 1. Ha a teljesítmény tényező 0, a meddő teljesítmény áramlás teljesen, és a tárolt energia fel a teher visszatért a forrás szerint az egyes teljes ciklus (időszak). Ha a teljesítmény tényező 1, az összes energia, amelyet a forrástól a terhelés teljesen elfogy (felszívódik) terhelést. Jellemzően, a teljesítmény-tényező van leírva, mint „vezető” vagy „lemaradt” annak érdekében, hogy bemutassák a jele a fázisszög, negatív előjellel felel felülmúlja.
Ha az áramforrás csatlakoztatva van a tisztán ohmos terhelés, az áram és a feszültség fog változni polaritás egyszerre, és a teljesítmény tényező egység (1); Ebben az esetben minden ciklus folyamán (időszak) az energia áramlik át a hálózaton egy irányba. Induktív terhelés, mint a transzformátorok és motorok (bármilyen típusú tekercsek) fogyasztanak meddő teljesítmény, a jelenlegi szinuszhullám elmarad a feszültség szinuszos. Kapacitív terhelések, mint kondenzátor bank vagy zaglublonny (fektették a talajban) kábel generál meddő teljesítmény, a jelenlegi vezet a feszültség fázisban. Kapacitív és induktív terhelések energiát elnyelni a negyedik időszak az AC rezgések; az adott negyedévre időszak energia tárolható egy mágneses vagy elektromos mező terhelés eszközöket. A következő negyed periódus, a tárolt energia visszavezetjük a forrás felé.
Például, hogy készítsen 1kW aktív teljesítmény, ha a teljesítménytényező egységnyi, szükséges továbbítani 1kVA teljes teljesítmény (1 kW / 1 = 1kVA). Egy alacsony teljesítmény tényező lesz szükség, hogy át több teljes erővel megszerezni ugyanazt a teljesítmény értékét. A 1KW hatásos teljesítmény egy teljesítménytényező egyenlő 0,2, szükséges továbbítani 5kVA teljes teljesítmény (1 kW / 0,2 = 5kVA).
Különleges intézkedések növelik a teljesítmény tényező a rendszer nem ritkán azzal a céllal, hogy közelítse a teljesítmény tényező egységnyi. Ez a gyakorlat az úgynevezett teljesítmény tényező korrekció. A legegyszerűbb módszerek fázisjavító, hogy kapcsolatba, vagy húzza ki járulékos induktív vagy kapacitív elemeket. Például induktív terhelések hatása tartalmazó motorokat lehet szüntetni a helyi kapcsolat kondenzátorok.
szinuszos összetevők
A áramkörök, amelyek csak a szinuszos áram és feszültség teljesítménytényező határozza csak a különbséget (offset) között a fázis áram és a feszültség. A „nyírási kapacitás aránya” néha használják az ilyen esetekben. Általában, a teljesítménytényező úgy definiáljuk, mint az arány a hatásos teljesítmény a látszólagos teljesítmény. Ez a koncepció alkalmazható az általános esetben a kiszámításakor a teljes (vagy valódi tartalmazó torzítás) teljesítmény tényező, ha az összteljesítmény magában foglalja az összes harmonikus összetevők. Ez nagyon fontos, ha figyelembe vesszük a gyakorlati hatalmi rendszerek, amelyek nem lineáris terhelés, mint egyenirányítók, bizonyos fajta világítási rendszerek, ívkemencék, hegesztő berendezések, kapcsolóüzemű tápegységek és más eszközök.
Különösen fontos példája a több millió személyi számítógép, amely általában van kapcsolóüzemű tápegységek különböző kimenő eddig honnan 250W a 750W. Történelmileg, ezek olcsóbbak tápegységek építettünk dvupoluperiodny egyenirányító amelynek vezetőképessége csak pillanatnyi hálózati feszültség meghaladja a feszültség a kondenzátorok beépíteni az egyenirányító kimeneti. Ez vezet a nagyon magas arány értéke csúcs átlagos bemeneti áram a bemeneti áram, ami viszont azt eredményezi, hogy az alacsony teljesítmény tényező által okozott torzulások a jelenlegi és a potenciálisan veszélyes szintű terhelés fázis és a nulla vonal.
A szabályozási ügynökségek, mint például az Európai Unió és korlátozásokat harmonikus kompozícióba a teljesítmény tényezőt. Költségek csökkentése a villamos berendezések, a gyorsított fejlesztése és bevezetése két különböző módszerek javítása teljesítmény tényezőt. Ezt általában hozzáadásával a soros induktivitást eleme tartalmazza (A módszer passzív fázisjavító, Eng. Passzív PFC), vagy pedig egy impulzus átalakító, amely előállít egy szinuszos bemeneti (Módszer aktív fázisjavító, Eng. Aktív PFC). Például a teljesítmény tényező kapcsolóüzemű tápegységek integrált passzív korrektor értéket érhet el 0,7-0,75. A teljesítménytényező kapcsolóüzemű tápegységek integrált aktív korrektor értéket érhet el akár 0,99. teljesítménytényező kapcsolóüzemű tápegységek nélkül korrektor elérheti csak 0,55-0,65.
Modern EU szabvány EN 61000-3-2 tartalmaz minimális követelményeknek: befogadás passzív teljesítménytényező korrektor minden kapcsolási tápegység kimenő teljesítménye meghaladja a 75W.
Normál méter (tesztelő) mérése során az áram által elfogyasztott terhelés nemszinuszos, ad téves eredményt, és ezért nem teszi lehetővé, hogy pontosan kiszámítani a teljesítmény tényezőt. A helyes mérés tényleges effektív áram és feszültség (és ezáltal a teljes kapacitás) kell használni multiméter mérésére a valódi effektív értéket (ISKZ); megfelelő angol kifejezés: igaz gyökér - átlagos - square (TRMS). A méréshez az aktív és meddő teljesítmény mérőt kell használni, kifejezetten tervezték, hogy a nem-szinuszos áramok.