Когда речь заходит об источниках питания, часто обсуждаются две важные метрики: коэффициент мощности и общее гармоническое искажение (THD). В этой статье мы обсудим, что такое коэффициент мощности и THD, почему они важны и как они влияют на производительность источника питания.
Что такое коэффициент мощности?
Коэффициент мощности (PF) — это мера того, насколько эффективно источник питания преобразует входящее переменное напряжение в постоянное напряжение, необходимое для питания электронных устройств. Он определяется как отношение активной мощности (в ваттах) к полной мощности (в вольт-амперах). Коэффициент мощности 1,0 означает, что вся мощность используется для выполнения полезной работы, а коэффициент мощности менее 1,0 означает, что часть мощности тратится впустую.
![что такое коэффициент мощности 700](https://www.upowertek.com/wp-content/uploads/2023/02/What-is-Power-Factor700.jpg)
На эффективность источника питания влияет способ, которым он потребляет энергию от источника переменного тока. Если источник питания потребляет энергию нелинейно, это может создать гармоники, которые могут вызвать проблемы с качеством электроэнергии в электрической распределительной сети. Здесь в игру вступают полные гармонические искажения (THD).
Что такое полное гармоническое искажение (THD)?
THD — это мера искажения формы волны переменного напряжения или тока, вызванная присутствием гармоник. Гармоники кратны основной частоте формы волны переменного тока, и они могут вызывать искажения формы волны, создавая пики и впадины, которых нет в чистой синусоидальной волне. THD выражается в процентах и рассчитывается путем деления среднеквадратичного (RMS) значения содержания гармоник на среднеквадратичное значение основного сигнала.
![загрузка клиента 28 1562647529222](https://www.upowertek.com/wp-content/uploads/2023/02/client_upload_28_1562647529222.png)
Почему важны коэффициент мощности и THD?
Коэффициент мощности и THD являются важными показателями для источников питания по нескольким причинам:
Энергоэффективность: источник питания с низким коэффициентом мощности будет потреблять больше тока, чем необходимо для подачи требуемой мощности на нагрузку. Это приводит к потере энергии и снижает общую энергоэффективность системы. Методы коррекции коэффициента мощности (PFC) могут использоваться для улучшения коэффициента мощности и сокращения потерь энергии.
![11 6 700](https://www.upowertek.com/wp-content/uploads/2023/02/11_6-700.jpg)
Качество электроэнергии: THD может вызвать искажение формы волны переменного тока, что может вызвать проблемы с качеством электроэнергии в электрической распределительной сети. Высокие уровни THD могут вызвать проблемы со стабильностью напряжения, электромагнитные помехи (EMI) и повреждение оборудования.
![второе изображение 1](https://www.upowertek.com/wp-content/uploads/2023/02/THD-image-1.webp)
Соответствие: во многих странах действуют нормы по коэффициенту мощности и гармоническим искажениям для электронного оборудования. Соблюдение этих правил необходимо для обеспечения безопасной работы электронного оборудования и отсутствия проблем с качеством электроэнергии в электрической распределительной сети.
![как суммарные гармонические искажения влияют на вашу энергосистему 700](https://www.upowertek.com/wp-content/uploads/2023/02/How-Total-Harmonic-Distortion-Affects-Your-Power-System-700.jpg)
Как измерить коэффициент мощности и THD
Коэффициент мощности и THD можно измерить с помощью анализатора мощности, который представляет собой специализированный прибор, используемый для измерения различных электрических параметров, таких как напряжение, ток, мощность, коэффициент мощности и THD. Анализатор мощности обычно измеряет форму сигнала переменного тока на входе источника питания и вычисляет коэффициент мощности и значения THD.
![изображение продукта700](https://www.upowertek.com/wp-content/uploads/2023/02/product_image700.jpg)
Улучшение коэффициента мощности и THD
Коэффициент мощности можно улучшить с помощью методов коррекции коэффициента мощности (PFC). Схемы PFC могут быть спроектированы так, чтобы уменьшить количество тока, потребляемого от источника переменного тока, что может улучшить коэффициент мощности и уменьшить потери энергии. Существует два основных типа схем PFC: пассивная PFC и активная PFC. Пассивная коррекция коэффициента мощности использует пассивный компонент, такой как конденсатор, для коррекции коэффициента мощности, в то время как активная коррекция коэффициента мощности использует схему, которая активно корректирует коэффициент мощности, контролируя входной ток.
![9 11 700](https://www.upowertek.com/wp-content/uploads/2023/02/9_11-700.jpg)
Коэффициент нелинейных искажений можно уменьшить, если спроектировать источник питания с более линейной нагрузочной характеристикой, что снижает количество гармоник в форме волны переменного тока. Этого можно достичь за счет использования цепей фильтров, таких как LC-фильтры или активные фильтры.
Вывод
Коэффициент мощности и общее гармоническое искажение — два важных параметра источника питания, которые могут влиять на производительность и эффективность электрических устройств. Высокий коэффициент мощности и низкий коэффициент нелинейных искажений желательны для обеспечения безопасной и надежной работы электрических систем. Используя конденсаторы для коррекции коэффициента мощности, фильтры гармоник, высокоэффективные электрические устройства и передовые методы управления питанием, можно улучшить коэффициент мощности и уменьшить THD, что приведет к повышению эффективности, снижению затрат на электроэнергию и повышению надежности электрических устройств.