Фактор мощности. Фактор мощностиЧто такое коэффициент мощности. Power Factor (PF)Коэффициент мощности. Power Factor (PF). Смещённый коэффициент мощности. Displacement Power Factor (DPF). Power Factor (PF) – коэффициент мощности – англ.Displacement Power Factor (DPF) – смещенный коэффициент мощности – англ.
Коэффициент мощности – это комплексный показатель, характеризующий линейные и нелинейные искажения формы тока и напряжения в электросети, обусловленные влиянием нагрузки (например, ИБП). Вычисляется как отношение поглощаемой нагрузкой активной мощности к полной. Типовые значения коэффициента мощности:
В случае линейной нагрузки коэффициент мощности равен косинусу угла сдвига между током и напряжением и в зависимости от характера нагрузки может носить емкостной или индуктивный характер. В случае активной нелинейной нагрузки коэффициент мощности определяется отношением активной мощности первой гармоники тока к полной мощности, потребляемой нагрузкой (это определение справедливо только в частном случае, когда напряжение имеет чистую синусоидальную форму). Необходимо заметить, что реальная промышленная нагрузка является нелинейной и носит преимущественно индуктивный характер (PF=0.8).
Терминология, используемая в измерительных приборах (например, анализаторе HIOKI3197) Если коэффициент мощности характеризует процессы в цепи с несинусоидальными сигналами, то могут применяться два различных термина обозначающих коэффициента мощности: Power Factor (PF) – коэффициент мощности. Вычисляется с использованием среднеквадратичных значений (СКЗ) всех гармоник сигнала. Displacement Power Factor (DPF) – смещённый коэффициент мощности. Вычисляется с использованием среднеквадратичных значений (СКЗ) только основной (первой / фундаментальной) гармоники сигнала. То есть он равен косинусу (cos) фазового сдвига между током и напряжением основной гармоники. PF=DPF при гармонических (синусоидальных) сигналах. Коэффициент мощности несинусоидальных токов и напряжений Коэффициент мощности токов и напряжений, в которых присутствуют гармонические (нелинейные) искажения, вычисляется так же как и в случае синусоидальных сигналов (см. «Г.И. Атабеков Основы Теории Цепей» с.176, 434 с): Коэффициенты, характеризующие периодические несинусоидальные функции. По аналогии с гармоническими функциями отношение активной мощности при несинусоидальных токах к полной мощности называется коэффициентом мощности и обозначается χ:
Планируется размещение дополнительных статей с рабочими названиями: «Коэффициент мощности». «Коэффициент мощности. Дополнения». PF, DPFЕсли коэффициент мощности характеризует процессы в цепи с несинусоидальными сигналами, то могут использоваться два различных термина обозначающих коэфф. мощности:PF – Power Factor или Коэфф. Мощности вычисляется с использованием СКЗ значений всех гармоник сигнала.DPF – Displacement Power Factor или Смещённый Коэфф. Мощности вычисляется с использованием СКЗ значения только основной (т.е. первой или фундаментальной) гармоники. Тоесть он равен косинусу разницы фаз между током и напряжением основной гармоники.Для случая синусоидальных сигналов PF=DPF.Эта терминология используется например в анализаторе HIOKI3197. Корректор коэффициента мощности | Преобразовательная техникаКорректор коэффициента мощностиПреобразовательная техника Введение В последние десятилетия количество электроники, используемой в домашних условиях, в офисах и на производстве, резко увеличилось, и в большинстве устройств применяются импульсные источники питания. Такие источники генерируют гармонические и нелинейные искажения тока, которые отрицательно влияют на проводку электросети и электроприборы, подключенные к ней. Это влияние выражается не только в разного рода помехах, сказывающихся на работе чувствительных устройств, но и в перегреве нейтральной линии. При протекании в нагрузках токов со значительными гармоническими составляющими, не совпадающими по фазе с напряжением, ток в нейтральном проводе (который при симметричной нагрузке, практически, равен нулю) может увеличится до критического значения. Международная электротехническая комиссия (МЭК) и Европейская организация по стандартизации в электротехнике (CENELEC) приняли стандарты IEC555 и EN60555, устанавливающие ограничения на содержание гармоник во входном токе вторичных источников электропитания, электронных нагрузках люминесцентных ламп, драйверах двигателей постоянного тока и аналогичных приборах. Один из эффективных способов решения этой задачи - применение корректоров коэффициента мощности PFC (Power Factor Correction). На практике это означает, что во входную цепь практически любого электронного устройства с импульсными преобразователями необходимо включать специальную PFC-схему, обеспечивающую снижение или полное подавление гармоник тока. Коррекция коэффициента мощности Типичный импульсный источник питания состоит из сетевого выпрямителя, сглаживающего конденсатора и преобразователя напряжения. Такой источник потребляет мощность только в те моменты, когда напряжение, подаваемое с выпрямителя на сглаживающий конденсатор, выше напряжения на нем (конденсаторе), что происходит в течение примерно четверти периода. В остальное время источник не потребляет мощности из сети, так как нагрузка питается от конденсатора. Это приводит к тому, что мощность отбирается нагрузкой только на пике напряжения, потребляемый ток имеет форму короткого импульса и содержит набор гармонических составляющих (см. рис. 1).
Вторичный источник питания, имеющий коррекцию коэффициента мощности, потребляет ток с малыми гармоническими искажениями, равномернее отбирает мощность от сети, имеет коэффициент амплитуды (отношение амплитудного значения тока к его среднеквадратичному значению) ниже, чем у некорректированного источника. Коррекция коэффициента мощности снижает среднеквадратическое значение потребляемого тока, что позволяет подключать к одному выводу электросети больше разных устройств, не создавая в ней перегрузок по току (см. рис. 2).
Коэффициент мощности Коэффициент мощности (Power Factor PF) - параметр, характеризующий искажения, создаваемые нагрузкой (в нашем случае - источником вторичного электропитания) в сети переменного тока. Существует два вида искажений - гармонические и нелинейные. Гармонические искажения вызываются нагрузкой реактивного характера и представляют собой сдвиг фаз между током и напряжением. Нелинейные искажения вносятся в сеть «нелинейными» нагрузками. Эти искажения выражаются в отклонении формы волны тока или напряжения от синусоиды. В случае гармонических искажений коэффициентом мощности считается косинус разности фаз между током и напряжением или отношение активной мощности к полной мощности, потребляемой из сети. Для нелинейных искажений коэффициент мощности равен доле мощности первой гармонической составляющей тока в общей мощности, потребляемой устройством. Его можно считать показателем того, насколько равномерно устройство потребляет мощность от электросети. В общем случае коэффициент мощности - это произведение косинуса угла разности фаз между напряжением и током на косинус угла между вектором основной гармоники и вектором полного тока. К такому определению приводят рассуждения, приводимые ниже. Действующий ток, протекающий в активной нагрузке, имеет вид: I2эфф=I 20+I21эфф +SI2nэфф, где I2nэфф - постоянная составляющая (в случае синусоидального напряжения равна нулю), I21эфф - основная гармоника, а под знаком суммы - младшие гармоники. При работе на реактивную нагрузку в этом выражении появляется реактивная составляющая, и оно принимает вид: I2эфф=I 20+(I21эфф(P) +I21эфф(Q))+SI 2nэфф. Активная мощность - это среднее за период значение мощности, выделяемой на активной нагрузке. Ее можно представить в виде произведения действующего напряжения на активную составляющую тока P=Uэфф Ч I1эфф(P). Физически это энергия, выделяющаяся в виде тепла в единицу времени на активном сопротивлении. Под реактивной мощностью понимают произведение действующего напряжения на реактивную составляющую тока: Q=Uэфф Ч I1эфф(Q). Физический смысл - это энергия, которая перекачивается два раза за период от генератора к нагрузке и два раза - от нагрузки к генератору. Полной мощностью называется произведение действующего напряжения на общий действующий ток: S=U эфф Ч Iэфф(общ). На комплексной плоскости его можно представить как сумму векторов P и Q, откуда видна зависимость I2=I1эфф(общ) cos j, где j - угол между векторами P и Q, который также характеризует разность фаз между током и напряжением в цепи. Основываясь на вышесказанном, выводим определение для коэффициента мощности: PF=P/S=(I1эфф cos j)/(Iэфф(общ) ). Стоит заметить, что отношение (I1эфф)/(Iэфф(общ) ) есть косинус угла между векторами, соответствующими действующему значению общего тока и действующему значению его первой гармоники. Если обозначить этот угол q, то выражение для коэффициента мощности принимает вид: PF=cos j Ч cos q. Задача коррекции коэффициента мощности состоит в том, чтобы приблизить к нулю угол разности фаз j между напряжением и током, а также угол q гармонических искажений потребляемого тока (или, другими словами, максимально приблизить форму кривой тока к синусоиде и максимально компенсировать фазовый сдвиг). Коэффициент мощности выражается в виде десятичной дроби, значение которой лежит в пределах от 0 до 1. Его идеальное значение - единица (для сравнения, типичный импульсный источник питания без коррекции имеет значение коэффициента мощности около 0,65), 0,95 - хорошее значение; 0,9 - удовлетворительное; 0,8 - неудовлетворительное. Применение коррекции коэффициента мощности может увеличить коэффициент мощности устройства с 0,65 до 0,95. Вполне реальны и значения в пределах 0,97…0,99. В идеальном случае, когда коэффициент мощности равен единице, устройство потребляет из сети синусоидальный ток с нулевым фазовым сдвигом относительно напряжения (что соответствует полностью активной нагрузке с линейной вольтамперной характеристикой). Пассивная коррекция коэффициента мощности Пассивный метод коррекции чаще всего применяется в недорогих малопотребляющих устройствах (где не предъявляется строгих требований к интенсивности младших гармоник тока). Пассивная коррекция позволяет достичь значения коэффициента мощности около 0,9. Это удобно в случае, когда источник питания уже разработан, остается только создать подходящий фильтр и включить его в схему на входе. Пассивная коррекция коэффициента мощности состоит в фильтрации потребляемого тока при помощи полосового LC-фильтра. Этот метод имеет несколько ограничений. LC-фильтр может быть эффективен как корректор коэффициента мощности только в случае, если напряжение, частота и нагрузка изменяются в узком интервале значений . Так как фильтр должен работать в области низких частот (50/60 Гц), его компоненты имеют большие габариты, массу и малую добротность (что не всегда приемлемо). Во-первых , количество компонентов при пассивном подходе намного меньше и, следовательно - время наработки на отказ больше, и во вторых, при пассивной коррекции создается меньше электромагнитных и контактных помех, чем при активной. Активная коррекция коэффициента мощности Активный корректор коэффициента мощности должен удовлетворять трем условиям: 1) Форма потребляемого тока должна быть как можно ближе к синусоидальной и - «в фазе» с напряжением. Мгновенное значение тока, потребляемого от источника, должно быть пропорционально мгновенному напряжению сети. 2) Отбираемая от источника мощность должна оставаться постоянной даже в случае изменения напряжения сети. Это значит, что при снижении напряжения сети ток нагрузки должен быть увеличен, и наоборот. 3) Напряжение на выходе PFC-корректора не должно зависеть от величины нагрузки. При снижении напряжения на нагрузке должен быть увеличен ток через нее, и наоборот. Существует несколько схем, при помощи которых можно реализовать активную коррекцию коэффициента мощности. Наиболее популярна в настоящее время «схема преобразователя с повышением» (boost converter). Эта схема удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к современным источникам питания. Во-первых , она позволяет работать в сетях с различными значениями питающего напряжения (от 85 до 270 В) без ограничений и каких-либо дополнительных регулировок. Во-вторых , она менее восприимчива к отклонениям электрических параметров сети (скачки напряжения или кратковременное его отключение). Еще одно достоинство этой схемы - более простая реализации защиты от перенапряжений. Упрощенная схема «преобразователя с повышением» приведена на рис. 3.
Принцип работы Стандартный корректор коэффициента мощности представляет собой AD/DC-преобразователь с широтно-импульсной (PWM) модуляцией. Модулятор управляет мощным (обычно MOSFET) ключом, который преобразует постоянное или выпрямленное сетевое напряжение в последовательность импульсов, после выпрямления которых на выходе получают постоянное напряжение. Временные диаграммы работы корректора показаны на рис. 4. При включенном MOSFET-ключе ток в дросселе линейно нарастает - при этом диод заперт, а конденсатор С2 разряжается на нагрузку. Затем, когда транзистор запирается, напряжение на дросселе «открывает» диод и накопленная в дросселе энергия заряжает конденсатор С2 (и одновременно питает нагрузку). В приведенной схеме (в отличие от источника без коррекции) конденсатор С1 имеет малую емкость и служит для фильтрации высокочастотных помех. Частота преобразования составляет 50...100 кГц. В простейшем случае схема работает с постоянным рабочим циклом. Существуют способы увеличения эффективности коррекции динамическим изменением рабочего цикла (согласованием цикла с огибающей напряжения от сетевого выпрямителя).
Схема «преобразователя с повышением» может работать в трех режимах: непрерывном , дискретном и так называемом «режиме критической проводимости ». В дискретном режиме в течение каждого периода ток дросселя успевает «упасть» до нуля и через некоторое время снова начинает возрастать, а в непрерывном - ток, не успев достигнуть нуля, снова начинает возрастать. Режим критической проводимости используется реже, чем два предыдущих. Он сложнее в реализации. Его смысл в том, что MOSFET открывается в тот момент, когда ток дросселя достигает нулевого значения. При работе в этом режиме упрощается регулировка выходного напряжения. Выбор режима зависит от требуемой выходной мощности источника питания. В устройствах мощностью более 400 Вт используется непрерывный режим, а в маломощных - дискретный. Активная коррекция коэффициента мощности позволяет достичь значений 0,97...0,99 при коэффициенте нелинейных искажений THD (Total Harmonic Distortion) в пределах 0,04...0,08. Первоисточник: http://www.elcp.ru/index.php?state=izd&i_izd=elcomp&i_num=2000_02&i_art=17 www.spwr.by Фактор мощности — WiKiФактор мощности — характеристика оружия и боеприпаса в практической стрельбе, пропорциональная произведению веса снаряда на его измеренную скорость. Хотя сам фактор мощности считается безразмерной величиной, для его вычисления используются обладающие размерностью единицы: Fm=(m∗V)/1000{\displaystyle F_{m}=(m*V)/1000} где
Кроме фактора мощности, определяемого для сочетания конкретного оружия и типа патрона, существуют два рубежных его значения:
Значения, соответствующие «Минору» / «Мажору» для разных видов оружия указаны в Приложении D Правил[1][2][3]:
По условиям безопасности, запрещены к применению патроны со стальными сердечниками, зажигательные, трассирующие, кроме того, ружейные патроны, реализующие фактор мощности более 750.[4] ru-wiki.org Фактор мощности — ВикипедияМатериал из Википедии — свободной энциклопедии Фактор мощности — характеристика оружия и боеприпаса в практической стрельбе, пропорциональная произведению веса снаряда на его измеренную скорость. Хотя сам фактор мощности считается безразмерной величиной, для его вычисления используются обладающие размерностью единицы: Fm=(m∗V)/1000{\displaystyle F_{m}=(m*V)/1000} где
Кроме фактора мощности, определяемого для сочетания конкретного оружия и типа патрона, существуют два рубежных его значения:
Значения, соответствующие «Минору» / «Мажору» для разных видов оружия указаны в Приложении D Правил[1][2][3]:
По условиям безопасности, запрещены к применению патроны со стальными сердечниками, зажигательные, трассирующие, кроме того, ружейные патроны, реализующие фактор мощности более 750.[4] Примечания
Ссылкиwikipedia.green фактор мощности - это... Что такое фактор мощности? фактор мощностиУниверсальный русско-английский словарь. Академик.ру. 2011.
Смотреть что такое "фактор мощности" в других словарях:
universal_ru_en.academic.ru Фактор мощности ВикипедияФактор мощности — характеристика оружия и боеприпаса в практической стрельбе, пропорциональная произведению веса снаряда на его измеренную скорость. Хотя сам фактор мощности считается безразмерной величиной, для его вычисления используются обладающие размерностью единицы: Fm=(m∗V)/1000{\displaystyle F_{m}=(m*V)/1000} где
Кроме фактора мощности, определяемого для сочетания конкретного оружия и типа патрона, существуют два рубежных его значения:
Значения, соответствующие «Минору» / «Мажору» для разных видов оружия указаны в Приложении D Правил[1][2][3]:
По условиям безопасности, запрещены к применению патроны со стальными сердечниками, зажигательные, трассирующие, кроме того, ружейные патроны, реализующие фактор мощности более 750.[4] Примечания[ | код]
Ссылки[ | код]ru-wiki.ru Фактор мощности ВикипедияФактор мощности — характеристика оружия и боеприпаса в практической стрельбе, пропорциональная произведению веса снаряда на его измеренную скорость. Хотя сам фактор мощности считается безразмерной величиной, для его вычисления используются обладающие размерностью единицы: Fm=(m∗V)/1000{\displaystyle F_{m}=(m*V)/1000} где
Кроме фактора мощности, определяемого для сочетания конкретного оружия и типа патрона, существуют два рубежных его значения:
Значения, соответствующие «Минору» / «Мажору» для разных видов оружия указаны в Приложении D Правил[1][2][3]:
По условиям безопасности, запрещены к применению патроны со стальными сердечниками, зажигательные, трассирующие, кроме того, ружейные патроны, реализующие фактор мощности более 750.[4] Примечания
Ссылкиwikiredia.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
