Mitä tulee virtalähteisiin, kaksi tärkeää mittaria, joista usein keskustellaan, ovat tehokerroin ja harmoninen kokonaissärö (THD). Tässä artikkelissa keskustelemme siitä, mitä tehokerroin ja THD ovat, miksi ne ovat tärkeitä ja miten ne vaikuttavat virtalähteen suorituskykyyn.
Mikä on tehokerroin?
Tehokerroin (PF) on mitta siitä, kuinka tehokkaasti virtalähde muuntaa tulevan vaihtovirtajännitteen tasajännitteeksi, jota tarvitaan sähkölaitteiden syöttämiseen. Se määritellään todellisen tehon (watteina) suhteeksi näennäiseen tehoon (volttiampeereina). Tehokerroin 1,0 tarkoittaa, että kaikki teho käytetään hyödylliseen työhön, kun taas tehokerroin alle 1,0 tarkoittaa, että osa tehosta menee hukkaan.
Virtalähteen tehokkuuteen vaikuttaa tapa, jolla se ottaa virtaa vaihtovirtalähteestä. Jos teholähde ottaa sähköä epälineaarisesti, se voi aiheuttaa yliaaltoja, jotka voivat aiheuttaa sähkönlaatuongelmia sähkönjakeluverkossa. Tässä tulee esiin täydellinen harmoninen särö (THD).
Mikä on Total Harmonic Distortion (THD)?
THD on yliaaltojen esiintymisen aiheuttaman AC-jännitteen tai virran aaltomuodon vääristymän mitta. Yliaallot ovat AC-aaltomuodon perustaajuuden kerrannaisia, ja ne voivat aiheuttaa vääristymiä aaltomuodossa luomalla huippuja ja aaltoja, joita ei ole puhtaassa siniaaltossa. THD ilmaistaan prosentteina ja lasketaan jakamalla harmonisen sisällön RMS-arvo perusaaltomuodon RMS-arvolla.
Miksi tehokerroin ja THD ovat tärkeitä?
Tehokerroin ja THD ovat tärkeitä virtalähteiden mittareita useista syistä:
Energiatehokkuus: Teholähde, jolla on pieni tehokerroin, kuluttaa enemmän virtaa kuin on tarpeen tarvittavan tehon toimittamiseen kuormaan. Tämä johtaa hukkaan energiaan ja heikentää järjestelmän yleistä energiatehokkuutta. Tehotekijäkorjaustekniikoita (PFC) voidaan käyttää tehokertoimen parantamiseen ja energiahukkaa vähentämiseen.
Virran laatu: THD voi aiheuttaa vääristymiä AC-aaltomuodossa, mikä voi aiheuttaa ongelmia sähkön laadussa sähkönjakeluverkossa. Korkeat THD-tasot voivat aiheuttaa ongelmia jännitteen stabiilisuudessa, sähkömagneettisissa häiriöissä (EMI) ja laitevaurioissa.
Vaatimustenmukaisuus: Monissa maissa on sähkölaitteiden tehokerrointa ja THD:tä koskevia määräyksiä. Näiden määräysten noudattaminen on välttämätöntä sen varmistamiseksi, että elektroniset laitteet toimivat turvallisesti eivätkä aiheuta virranlaatuongelmia sähkönjakeluverkossa.
Tehokertoimen ja THD:n mittaaminen
Tehokerroin ja THD voidaan mitata tehoanalysaattorilla, joka on erikoisinstrumentti, jota käytetään mittaamaan erilaisia sähköisiä parametreja, kuten jännite, virta, teho, tehokerroin ja THD. Tehoanalysaattori mittaa tyypillisesti AC-aaltomuodon virtalähteen tulossa ja laskee tehokertoimen ja THD-arvot.
Tehotekijän ja THD:n parantaminen
Tehokerrointa voidaan parantaa käyttämällä tehokertoimen korjaustekniikoita (PFC). PFC-piirit voidaan suunnitella vähentämään vaihtovirtalähteestä otetun virran määrää, mikä voi parantaa tehokerrointa ja vähentää energiahukkaa. PFC-piirejä on kahta päätyyppiä: passiivinen PFC ja aktiivinen PFC. Passiivinen PFC käyttää passiivista komponenttia, kuten kondensaattoria, tehokertoimen korjaamiseen, kun taas aktiivinen PFC käyttää piiriä, joka korjaa aktiivisesti tehokerrointa ohjaamalla tulovirtaa.
THD:tä voidaan pienentää suunnittelemalla teholähteelle lineaarisempi kuormitusominaisuus, mikä vähentää harmonisen sisällön määrää AC-aaltomuodossa. Tämä voidaan saavuttaa käyttämällä suodatinpiirejä, kuten LC-suodattimia tai aktiivisia suodattimia.
Wniosek
Tehokerroin ja harmoninen kokonaissärö ovat kaksi tärkeää teholähteen parametria, jotka voivat vaikuttaa sähkölaitteiden suorituskykyyn ja tehokkuuteen. Korkea tehokerroin ja pieni THD ovat toivottavia sähköjärjestelmien turvallisen ja luotettavan toiminnan varmistamiseksi. Käyttämällä tehokertoimen korjauskondensaattoreita, harmonisia suodattimia, tehokkaita sähkölaitteita ja hyviä tehonhallintakäytäntöjä on mahdollista parantaa tehokerrointa ja vähentää THD:tä, mikä parantaa tehokkuutta, alentaa energiakustannuksia ja lisää sähkölaitteiden luotettavuutta.
