Ano ang Salik ng Kapangyarihan? Mahalagang Impormasyon tungkol sa Power Factor ng LED Lighting

IPanimula

Ang power factor ay ang ratio ng kapaki-pakinabang na lakas (ibig sabihin, ang produkto ng boltahe at kuryente) sa tila lakas, at ang halaga nito ay mula 0 hanggang 1. Karaniwan, ang power factor ng pag-iilaw ng LED ay maaaring umabot ng 0.95, o kahit 0.97 hanggang 0.99, kaya hindi ito gaanong nabibigyang-pansin sa industriya kumpara sa ibang mga parameter (hal., luminous efficacy, wattage, mga lente, atbp.)..

Gayunpaman, mayroon pa ring ilang tradisyonal na lampara sa merkado pati na rin ang ilang LED na lampara na may mababang power factor. Nagdudulot ang mga aparatong ito ng mas mataas na karga ng kuryente sa grid, kaya kinakailangan ang paggamit ng mas makakapal na tanso na kable upang mabawasan ang sobrang init sa linya at ang pagbagsak ng boltahe, na nagreresulta sa mas mataas na gastos sa konstruksyon ng munisipyo. Sa kabila ng katotohanang naniningil ang ilang bansa at rehiyon ng dagdag na bayad para sa reaktibong kuryente, naniniwala kami na kinakailangan na mapabuti ang power factor ng mga pinagkukunan ng kuryente.

Bago iyon, kailangan nating maunawaan kung ano ang power factor at ang kahalagahan nito. Kailangan din nating malaman sa anong mga pagkakataon mas mahusay ang pagganap ng mga LED sa usapin ng power factor, dahil hindi palaging mataas ang power factor ng mga LED luminaire.

Ano ang power factor?

Ang power factor ay ang ratio ng aktibong kuryente (i.e., ang produkto ng boltahe at kuryente) sa tila kuryente sa isang AC na sirkito. Ito ay isang mahalagang sukatan para sukatin ang kahusayan ng kagamitan sa kuryente at ang kalidad ng sistema ng kuryente. Ang aktibong kuryente ay ang kuryenteng ginagamit sa sistema upang gumawa ng trabaho, habang ang tila kuryente ay ang kabuuang kuryente ng sistema, kabilang ang aktibong kuryente at reaktibong kuryente (kuryenteng sanhi ng pagkakaiba ng yugto sa pagitan ng kuryente at boltahe, na karaniwang hindi nagdudulot ng kapaki-pakinabang na trabaho).

Sa pormula ng power factor (power factor = aktibong kuryente / tila kuryente), alam natin na ang halaga ng power factor ay nasa pagitan ng 0 at 1, na kasama rin ang power factor ng pag-iilaw ng LED.

Para sa purong resistibong karga, ang power factor ay katumbas ng 1, na nangangahulugang magkasabay ang boltahe at kuryente. Ibig sabihin, ang lahat ng kuryente ay nagagamit para gumawa ng kapaki-pakinabang na trabaho at walang nasasayang. Gayunpaman, para sa mga inductive load (hal., mga motor, mga transformer, atbp.) at mga capacitive load (hal., mga kapasitor, atbp.), nahuhuli o nauuna ang kuryente kumpara sa boltahe, na nagreresulta sa hindi epektibong paggamit ng ilang bahagi ng kuryente, at ang power factor ay mas mababa sa 1. Ang mababang power factor ay nangangahulugang may malaking halaga ng reactive power sa sirkito, na magpapataas ng pagkawala sa power supply sa linya at magbabawas ng paggamit ng kagamitan.

Kaya't ang pagpapabuti ng power factor ay nakakatulong na mabawasan ang pagkonsumo ng kuryente ng grid, mapabuti ang kahusayan ng kagamitan, at mapabuti ang kalidad ng suplay ng kuryente. Sa praktika, maaaring mapabuti ang power factor sa pamamagitan ng kompensasyon ng reaktibong kuryente, optimisasyon ng paraan ng pagpapatakbo ng kagamitan, at iba pang mga hakbang.

Salik ng kuryente ng LED lighting – aktibo at reaktibong kuryente

Bakit tayo nababahala tungkol sa power factor?

Ang salik ng kuryente ay napakahalaga sa mga sistema ng kuryente. Sa aming palagay, ang kahalagahan nito ay pangunahing makikita sa mga sumusunod na aspeto:

1. Pinataas na paggamit ng enerhiya:

Sa hindi naitama na power factor (ibig sabihin, masyadong mababa ang power factor), malaki ang pagkawala ng reaktibong kuryente sa sistema ng kuryente. Ang walang silbing kuryenteng ito ay hindi direktang nagiging kapaki-pakinabang na mekanikal o thermal na enerhiya kapag dumadaloy sa sirkito, ngunit nagdudulot ito ng karagdagang kuryente sa mga kagamitang elektrikal. Ang karagdagang kuryenteng ito ay nagpapainit sa mga resistor sa loob ng kagamitan, kaya tumataas ang konsumo ng enerhiya ng kagamitan. Sa kabaligtaran, ang pagpapabuti ng power factor ay nagpapababa ng pagkawala ng reaktibong kuryente at sa gayon ay nagpapataas ng paggamit ng enerhiya.

2. Bawasan ang pasanin sa grid:

Ang pagpapabuti ng power factor ng LED lighting ay nagpapababa ng reaktibong kuryente sa grid, kaya nababawasan ang pasanin nito. Mahalaga ito para sa matatag na operasyon ng sistema ng kuryente at nakakatulong na maiwasan ang mga problema tulad ng sobrang karga at mga depekto sa grid. Sa kabilang banda, ang mababang power factor ay maaaring magdulot ng labis na kasalukuyang dumadaloy sa grid, na nakakaapekto naman sa katatagan ng sistema ng kuryente.

3. Nakakaapekto sa pagganap ng kagamitan:

Ang mataas na power factor ay nagpapahaba ng buhay ng mga kagamitan sa kuryente at nagbabawas ng pag-aaksaya ng enerhiya. Kapag masyadong mababa ang power factor, nagkakaroon ng malaking dami ng walang silbing trabaho sa sirkito, na nagdudulot ng matinding pag-init ng mga kagamitan sa kuryente. Hindi gusto ng parehong mga kagamitan sa grid at mga kagamitan na gumagamit ng kuryente ang mataas na temperatura. Ang labis na init ay nagpapabilis sa pagtanda ng mga bahagi, na humahantong sa pagbaba ng pagganap o kahit pinsala. Sa madaling salita, ang mababang power factor ay hindi lamang nag-aaksaya ng enerhiya, kundi nagdudulot din ng pinsala sa mga kagamitan.

Mababang salik ng kuryente dahil sa magkakaibang karga.

Ang mababang power factor ay pangunahing sanhi ng paggamit ng mga inductive at capacitive na sangkap. Maaaring ikategorya ang kagamitan bilang inductive o capacitive na load depende sa dami ng mga inductive at capacitive na elemento. Ang kagamitan na may mas maraming inductive na sangkap ay inductive na load, habang ang kagamitan na may mas maraming capacitive na sangkap ay capacitive na load.

Purong resistibong karga

Bilang karagdagan sa mga inductive at capacitive na load, may ilang mga aparato, kagamitan, at lampara na purong resistibo (i.e., purong ohmikong load). Ito ay tumutukoy sa mga load kung saan ang sirkito ay naglalaman lamang ng mga resistibong sangkap. Kapag pinapagana, ang sirkito ay gumagawa lamang ng enerhiyang init at liwanag at hindi nagko-convert ng elektrikal na enerhiya sa ibang anyo ng enerhiya. Sa isang purong resistibong karga, ang kuryente at boltahe ay sabay na nagbabago, ibig sabihin ay magkasabay ang kanilang yugto. Ibig sabihin nito ay walang pagkakaiba ng yugto sa pagitan ng kuryente at boltahe kaya ang power factor ay katumbas ng 1.

Isang tipikal na halimbawa ng purong resistibong karga ay ang bombilyang incandescent. Kapag pinapailawan ang bombilyang incandescent, ang enerhiyang elektrikal ay unang-una nang nagiging init at liwanag, kung saan ang init ay nalilikha dahil sa pagdaloy ng kuryente sa isang resistibong kawad. Dahil purong resistibong karga ang mga bombilyang incandescent, ang kanilang power factor ay malapit sa 1, na nangangahulugang epektibo nilang nagagamit ang enerhiyang elektrikal at nagiging liwanag/init nang hindi lumilikha ng maraming reaktibong kuryente. Siyempre, hindi nito ibig sabihin na ang mga incandescent lamp ay may pinakamataas na kahusayan sa liwanag.

induktibong karga

Ang mga inductive load ay mga karga na naglalaman ng maraming inductive na bahagi sa sirkito at isa sa mga pangunahing sanhi ng mababang power factor sa kagamitan. Kasama sa mga inductive load ang mga motor, transformer, at inductor, atbp., na lumilikha ng magnetic field habang nagpapatakbo na nagiging dahilan upang mahuli ang kasalukuyang (current) kumpara sa boltahe. Ang pagkaantala na ito ay nagdudulot ng pagkakaiba ng yugto (phase difference) sa pagitan ng kasalukuyang at boltahe, na nagpapababa sa power factor. Isang karaniwang halimbawa ng inductive load ay ang mga HID lamp, na ang mga electromagnetic ballast ay likas na inductive, na nagreresulta sa power factor na karaniwang nasa 0.7 o mas mababa pa sa 0.5. Kasama rin sa kategoryang ito ang mga LED lamp, bagaman ang pag-iilaw na LED ay maaaring magkaroon ng power factor na 0.97.

Mga inductive at capacitive na karga

kapasitibong karga

Ang kapasitibong karga ay kargang may maraming kapasitibong elemento sa sirkito. Hindi tulad ng inductive na karga, ang kapasitibong karga (tulad ng mga kapasitor) ay nagiging sanhi na lumampas ang kasalukuyan sa boltahe, kaya't napapabuti ang power factor. Gayunpaman, kung masyadong malaki ang kapasitibong reaktansya, na mas malaki kaysa sa inductive na reaktansya, lalampas nang malaki ang kasalukuyan sa boltahe sa pamamagitan ng malaking anggulo ng yugto, na muli ay nagreresulta sa pagbaba ng power factor. Madalas, idinadagdag ang mga kapasitor sa mga aparato tulad ng mga LED controller upang makabawi sa reaktibong kuryente at mapabuti ang salik ng kuryente ng pag-iilaw ng LED.

Mga Pundamental ng Power Factor

Sa nakaraang dalawang seksyon, natutunan natin na ang pagkakaroon ng mga inductive at capacitive na sangkap sa kagamitan ay maaaring magdulot ng pagbaba sa power factor ng kagamitan, kaya ano ang mga tiyak na dahilan? Sa ibaba, ipinaliwanag namin ang mga pangunahing konsepto sa mas pangkalahatang paraan.

Kapag may mga inductive load (ibig sabihin, mga sangkap na gumagawa ng mga magnetic field, tulad ng mga motor, transformer, at inductor) sa isang aparato, ang kuryenteng dumadaan dito ay lumilikha ng magnetic field para mag-imbak ng enerhiya. Kung iisipin natin ang magnetic field bilang isang timba at ang kuryente bilang tubig, kapag binuksan natin ang gripo, nagsisimulang dumaloy ang tubig papunta sa timba, ngunit hindi agad napupuno ang timba.

Ito ay dahil tumatagal bago dumaloy ang tubig at mapuno ang timba. Sa katulad na paraan, kapag dumadaloy ang kuryente sa isang inductive load, lumilikha ito ng larangang magnetiko sa loob ng load, ngunit tumatagal bago ito bumuo. Ang kuryenteng ito na dulot ng pagbuo ng larangang magnetiko ay tinatawag na “inductive reactive current.”.

Ang kasalukuyang ito ay hindi talaga na-convert sa kapaki-pakinabang na enerhiya para sa karga, kundi iniimbak sa larangang magnetiko. May pagkakaiba ng yugto sa pagitan ng kasalukuyang ito at ng boltahe; ibig sabihin, nagsimula nang magbago ang boltahe, ngunit hindi pa umabot ang kasalukuyang sa laki ng pagbabago ng boltahe.

Sa mga inductive na karga, ang mga bahaging ito (hal., mga elektrikal na motor) ay maaaring magdulot ng pagtaas ng konsumo ng enerhiya sa grid, kahit na hindi naman gaanong malaki ang kinokonsumong enerhiya ng motor mismo. Ito ay dahil ang mga inductive na karga ay kumokonsumo ng reaktibong kuryente bukod sa aktibong kuryente. Ang reaktibong kuryente ay hindi direktang ginagamit upang gumawa ng trabaho, kundi upang mapanatili ang larangang magnetiko sa loob ng aparato.

Dahil sa pagkakaroon ng mga inductive na karga, umiikot ang kuryente sa sistema, na nagdudulot ng pagtaas ng kabuuang enerhiya (tinging lakas) sa sistema. Dahil kumokonsumo ng reaktibong kuryente ang mga inductive na karga, kailangan ng grid na magsuplay ng mas maraming kuryente upang matugunan ang pangangailangan ng mga kagamitan. Nagdudulot ito ng pagtaas sa pagkonsumo ng enerhiya ng grid, kahit na hindi naman ganoon karaming enerhiya ang kinokonsumo ng motor mismo.

Kaya, kailangang isaalang-alang ang epekto ng reaktibong kuryente kapag dinidisenyo at pinapatakbo ang mga inductive na karga upang mapabuti ang kahusayan ng kagamitan at mabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya ng grid.

Mga salik na nakakaapekto sa power factor sa pag-iilaw ng LED

Sa nakaraang dalawang seksyon, inilarawan namin kung ano ang power factor, bakit ito mahalaga, at kung paano naaapektuhan ng mga pagkakaiba ng power factor ang grid. Sa seksyong ito, ipinaliwanag namin kung anong mga salik ang nakakaapekto sa power factor ng mga LED luminaire.

Paggamit ng mga power supply na mababa ang kalidad

Bilang pangunahing bahagi ng luminaire, malaki ang epekto ng power supply ng LED sa power factor ng LED lamp. Ito ay dahil mas maraming inductive na bahagi ang nasa power supply kaysa sa anumang ibang bahagi ng fixture. Gayunpaman, malaki ang pagkakaiba-iba ng mga LED controller mula sa iba't ibang tagagawa ng power supply sa kanilang pagganap sa power factor.

Halimbawa, ang power factor ng Infinity EUM series na mga power supply ay maaaring umabot sa 0.97 o mas mataas pa, habang ang power factor ng MOSO MXG series na mga power supply ay umaabot lamang sa 0.95. Malaki rin ang pagkakaiba-iba ng mga iba't ibang serye ng LED controller mula sa parehong tagagawa pagdating sa kanilang performance sa power factor. Halimbawa, ang D4i power supply mula sa Igor EBS-080S105BT2 ay maaaring umabot sa PF na 0.98.

Hindi wastong na-configure na power supply

Ang power factor ng parehong power supply ay nag-iiba nang malaki sa iba't ibang konfigurasyon ng fixture. Dito, ang konfigurasyon ng fixture ay pangunahing nakadepende sa antas ng pagbabagay sa pagitan ng karga ng fixture at ng LED controller. Mula sa talahanayan sa ibaba makikita natin na kapag mas maliit ang karga ng fixture, mas masahol ang halaga ng PF. Halimbawa, kung EUM-075S105DG ang pag-uusapan, kapag ang karga ng luminaire ay 72W (kabuuang kapangyarihan ng luminaire ay 80W), ang PF ay maaaring umabot sa 0.97. Kung ibababa ang load ng luminaire sa 60W, bababa ang PF sa 0.96, at kung ipagpapatuloy ang pagbaba nito hanggang 50W, bababa ang PF sa 0.95 o mas mababa pa. Ang tamang gawin sa puntong ito ay ang paggamit ng EUM-050 power supply upang kontrolin ang katugmang LED module upang makamit ang mas mabuting halaga ng PF.

Salik ng kuryente ng LED controller

Paggamit ng tampok na pagdidilim

Malawakang ginagamit ang tampok na pagdidilim sa mga LED luminaire. Bagaman nakakatipid ng enerhiya ang pagdidilim, kailangan din nating bigyang-pansin ang epekto nito sa power factor (PF). Sa pag-iilaw ng kalsada, binabawasan ng mga LED streetlight ang suplay ng kuryente upang mabawasan ang sobrang liwanag kapag bumababa ang trapiko pagkatapos ng hatinggabi. Isa pang halimbawa ay sa pag-iilaw ng bodega, kung saan inaayos ng mga LED industrial light ang kanilang output batay sa kung okupado o hindi ang espasyo upang mabawasan ang hindi kinakailangang pag-iilaw.

Karaniwan, kapag mababa ang pangangailangan sa pag-iilaw, babawasan ng mga LED fixture ang kuryente sa pamamagitan ng pagbabago ng output ng LED controller upang makatipid ng enerhiya, ibig sabihin ay pagbabawas ng output power ng LED controller. Mula sa ikalawang punto, mauunawaan natin na sa kasong ito, maaaring bumaba ang power factor ng mga LED lamp. Inirerekomenda na sa kasong ito, hindi dapat lumagpas sa 50% ang pagbabawas ng kapangyarihan. Kung lalagpas sa 50% ang pagbabawas ng kapangyarihan, kinakailangan ang balanse sa pagitan ng pagtitipid ng enerhiya at ng halaga ng power factor.

Buuin

Ang power factor ay isang mahalagang parametro para sa paglilimita ng reactive power sa mga kagamitan sa kuryente; ito ay isang palatandaan ng paghahambing sa pagitan ng tunay, tila, at reactive na kuryente sa kagamitan. Mas mahusay ang pagganap ng mga LED controller pagdating sa power factor dahil sa paggamit ng panloob na power factor corrector (PFC).

Iba't ibang tagapagtustos ng LED controller ang may iba't ibang kakayahan sa larangang ito at pinapayuhan ang mga tagagawa ng LED luminaire na suriin ang mga ito. Kasabay nito, dapat nating subukang iwasan ang mababang power factor dahil sa hindi makatwirang pagsasaayos ng fixture (sobrang mababang karga).

Bukod dito, ang mga halaga ng power factor ng mga LED luminaire sa ilalim ng buong karga at sa mga sistema ng dimming ay nag-iiba nang malaki. Gayunpaman, naniniwala kami na ang mas mababang power factor ng LED lighting ay hindi problema habang nagdi-dimming, kumpara sa kasalukuyang kinuha sa input.