Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Jaki wsp. mocy 3-faz. prądnicy synchr. ładującej akumulatory

lamer1 27 Wrz 2011 09:38 9960 85
  • #1 27 Wrz 2011 09:38
    lamer1
    Poziom 21  

    Witam

    Mam pytanie, jaki współczynnik mocy będzie miała prądnica która ładuje akumulatory?

    Rzuuf Jesteś w stanie odpowiedzieć na moje pytanie, bardzo mnie to ciekawi, a przeczytałem za mało książek żeby samemu odpowiedzieć na to pytanie.
    Jaki współczynnik mocy cosφ będzie miała 3-fazowa prądnica synchroniczna z magnesami trwałymi która ładuje akumulatory?

    0 29
  • Pomocny post
    #2 27 Wrz 2011 22:31
    Rzuuf
    Poziom 43  

    lamer1 !
    O cosφ możemy mówić, gdy zarówno napięcie jak i prąd mają kształt sinusoidalny.
    Ładowanie akumulatorów odbywa się impulsami prądowymi, więc mimo, że napięcie wytwarzane przez prądnicę jest sinusoidalne, to prąd już nie.
    Jeśli będziemy rozpatrywać przesunięcie czasowe między momentami "przejścia przez zero" dla napięcia i dla prądu, to okazuje się, że o ile dla napięcia istnieje taki moment - to dla prądu jest to cały odcinek, kiedy prąd jest równy zero. Jak liczyć to przesunięcie: od punktu "zero napięcia" do połowy odcinka "zera prądowego", czy do jego któregokolwiek końca? Przyznasz, że pojecie "przesunięcia fazowego" tu się rozsypuje ...
    Można jeszcze podejść inaczej: model "przesunięcia fazowego" został przyjęty jako dobre przybliżenie procesu fizycznego w sieci prądu zmiennego, kiedy występuje "moc bierna" - pobierana w jednej części okresu, a oddawana w innej - jest ona proporcjonalna do sinφ.
    Zjawisko przepływu energii "tam i z powrotem" nie występuje w układzie z prostownikiem (to oczywiste! prostownik przewodzi tylko w jednym kierunku!) więc pojęcie mocy biernej nie ma zastosowania, zatem cosφ "nie ma do czego przyczepić".

    Czy zauważyłeś, że dla sieci prądu stałego nikt nie usiłuje zastosować pojęcia "cosφ"? Bo w sieci prądu stałego energia płynie tylko w jednym kierunku: od źródła do odbiornika, i tak samo w układach z prostownikami.

    0
  • #3 28 Wrz 2011 00:05
    lamer1
    Poziom 21  

    Rzuuf napisał:

    Czy zauważyłeś, że dla sieci prądu stałego nikt nie usiłuje zastosować pojęcia "cosφ"? Bo w sieci prądu stałego energia płynie tylko w jednym kierunku: od źródła do odbiornika, i tak samo w układach z prostownikami.


    To czemu zasilacz komputerowy bez PFC ma PF na poziomie ~0,6-0,7?
    Przecież taki zasilacz to układ z prostownikiem.
    A 3-fazowa prądnica generuje sinusoidalne napięcie zasilania i myślę że jak najbardziej można zastosować pojęcia "cosφ"

    0
  • #4 28 Wrz 2011 00:13
    retrofood
    Moderator

    A czym się różni prąd zmienny od prądu przemiennego?

    0
  • #5 28 Wrz 2011 00:20
    lamer1
    Poziom 21  

    Tak będzie prościej:
    Jaki wsp. mocy 3-faz. prądnicy synchr. ładującej akumulatory

    0
  • Pomocny post
    #6 28 Wrz 2011 00:37
    retrofood
    Moderator

    Czy więc można mówić o jakiejkolwiek funkcji matematycznej (w tym wypadku cosinus) w przypadku przebiegu zmiennego?

    Przecież funkcja cosinus jest konkretnie zdefiniowana, prawda?
    Czasu też nie wyrażamy w kilogramach.

    0
  • #7 28 Wrz 2011 00:39
    Rzuuf
    Poziom 43  

    PFC to nie jest "cosφ" !!!
    PFC to "współczynnik kształtu", nie ma nic wspólnego z "mocą czynną" (cosφ) czy "mocą bierną" (sinφ)!
    Narysuj sobie układ zasilacza z prostownikiem i zastanów się, kiedy jest oddawana moc "do sieci".
    Jeśli mi narysujesz przebieg, w którym moc jest oddawana poprzez prostownik wstecznie do sieci, to stawiam Ci skrzynkę piwa.

    0
  • #8 28 Wrz 2011 00:44
    lamer1
    Poziom 21  

    Czy ja gdzieś napisałem że PFC to jest "cosφ" !!! ???
    Czyli można przyjąć że cosφ=1?

    0
  • #9 28 Wrz 2011 00:48
    retrofood
    Moderator

    lamer1 napisał:

    Czyli można przyjąć że cosφ=1?


    Nie można. Tam nie ma cosinusa w ogóle.

    0
  • #10 28 Wrz 2011 00:50
    Rzuuf
    Poziom 43  

    Jeśli nie występuje "moc bierna", to jest tylko "moc czynna", co odpowiada sytuacji w sieci prądu przemiennego sinusoidalnego, gdy cosφ=1.
    Jeszcze raz: pojęcia "cosφ" nie stosuje się do przebiegów odkształconych !!!

    0
  • #11 28 Wrz 2011 00:55
    lamer1
    Poziom 21  

    Dzięki, już łapię.
    Czyli cosφ=1 można przyjąć przy obciążeniu rezystancyjnym.

    0
  • #12 28 Wrz 2011 01:05
    Rzuuf
    Poziom 43  

    Nie łapiesz ...
    Jeśli przebieg - czegokolwiek, prądu lub napięcia - jest NIESINUSOIDALNY (odkształcony), to cosφ nie ma sensu fizycznego.
    W sieci prądu przemiennego sinusoidalnego cosφ=1 przy obciążeniu rezystancyjnym.
    Przy obciążeniu reaktancyjnym występuje zjawisko magazynowania energii w jednym odcinku okresu i oddawania energii w innym odcinku okresu, dla opisu tego zjawiska dobrym przybliżeniem jest funkcja sinφ, podczas gdy cosφ charakteryzuje tą część przepływającej energii, która została zużyta przez odbiornik.
    Jeśli nie ma magazynowania i oddawania, wtedy nie ma mocy biernej i cała przepływająca energia jest odbierana przez odbiornik (100% mocy czynnej) - a moc bierna jest równa 0%, niezależnie od kształtu prądu lub napięcia.

    0
  • #13 28 Wrz 2011 01:09
    lamer1
    Poziom 21  

    Przez chwilę myślałem że łapię, jeszcze raz dzięki, może jak się z tym prześpię to załapię :)

    0
  • Pomocny post
    #16 29 Wrz 2011 00:53
    Smoku74
    Poziom 13  

    Rzuuf napisał:
    lamer1 !
    O cosφ możemy mówić, gdy zarówno napięcie jak i prąd mają kształt sinusoidalny.


    Z Wikipedii nienaszej hasło: "power factor" cytuję: "Apparent power is the product of the current and voltage of the circuit. Due to energy stored in the load and returned to the source, or due to a non-linear load that distorts the wave shape of the current drawn from the source, the apparent power will be greater than the real power."
    Skoro mamy większą moc pozorną od czynnej to i cosφ będzie gorszy od 1.
    Postuluję zatem, że w prądnicy ładującej aku cosφ będzie dość mizerny, bo odkształcenie prądu jest dość znaczne.

    0
  • Pomocny post
    #17 29 Wrz 2011 07:39
    MadPan
    Poziom 14  

    Jeżeli można określić jakie jest przesunięcie fazowe między prądem a napięciem, to można określić cosφ. Dla prądów odkształconych można wziąć podstawową harmoniczną prądu i napięcia i mamy cosφ. Założenie jest takie, że mamy stałą częstotliwość.

    Arek

    0
  • #18 29 Wrz 2011 11:59
    Smoku74
    Poziom 13  

    Na jedno wychodzi: pobierany prąd nie musi być sinusoidalny, aby mówić o cosφ.
    Przytoczyłem Wiki, aby być wiarygodnym, co ostatnio jest tutaj wymagane.

    0
  • #19 29 Wrz 2011 13:48
    Rzuuf
    Poziom 43  

    Zjawisko MOCY BIERNEJ wymaga, aby przepływ energii był 2-kierunkowy: do źródła do odbiornika w jednej części okresu, a od odbiornika do źródła w innej części okresu.
    Odkształcenie przebiegu nie oznacza wystąpienia zjawiska mocy biernej!
    Szanownych Kolegów proszę o narysowanie sobie przebiegów prądów i napięć przy typowym obciążeniu nieliniowym: prostownik i równoległy człon RC jako obciążenie.
    Jeśli ktokolwiek wykaże że może istnieć w tym układzie oddawanie energii od obciążenia do źródła, ma u mnie SKRZYNKĘ PIWA.
    A jeśli przepływ jest tylko 1-kierunkowy, to cała przepływająca moc jest czynna (bo moc bierna = zero!)
    To, że przy przebiegach odkształconych mogą być 2 różne wartości prądu: inna jest wartość średnia, a inna szczytowa, wcale nie znaczy, że ma z tym związek cosφ.

    Jeszcze coś: jeśli ktoś będzie analizował przesunięcia napięcia i prądu dla układu z prostownikiem obciążonym członem RC, to może się dopatrzeć tego, że na początku okresu napięcie rośnie, a prądu jaszcze nie ma, aż wreszcie zaczyna płynąć z opóźnieniem - co występuje normalnie w obciążeniu indukcyjnym. Zatem jest paradoks: człon RC z diodą ma mieć charakter indukcyjny? Przecież to bzdura! Może tylko świadczyć o tym, że taki "model" indukcyjno - pojemnościowy jest błędny dla tego układu.

    0
  • #20 29 Wrz 2011 17:20
    Smoku74
    Poziom 13  

    Przeczytaj proszę jeszcze raz definicję Power Factor. Po słowie "lub".
    Polska Wiki podaje ograniczoną definicję. Na potrzeby obciążeń o odkształconym prądzie w sieciach prądu zmiennego już dawno zdefiniowano to szerzej.

    Ale z innej definicji. Moc pozorna jest iloczynem modułu prądu i napięcia.

    Skoro twoim zdaniem w układzie nie ma mocy biernej (nie jestem przekonany, czy tak się wyraziłeś, ale taki był sens), to czy uważasz, że w dyskutowanym układzie moc pozorna jest równa mocy czynnej? Jeżeli tak to gratuluje, tylko po co robić drogie układy korekcji współczynnika mocy jako człon wstępny w klasycznych zasilaczach impulsowych? Zapewniam Cię, że się robi i dąży się do osiągnięcia cosφ blisko 1. Koszt korektora jest porównywalny z samym zasilaczem bez PFC. Gdyby problem nie istniał kto by marnował czas projektanta, materiały, sprawność energetyczną układu po nic?

    Ja analizowałem - wielokrotnie przesunięcie napięcia i prądu w rzeczonym układzie. Popatrz na szczyt napięcia i prądu. Zdaje się, że szczyt prądu przypada wcześniej niż szczyt napięcia - nie ma paradoksu. (bardziej naukowo mówiąc przesuniecie pierwszej harmonicznej prądu w stosunku do napięcia, ale nie chcę zanudzać)

    Na pewno możemy mówić o cosφ w układzie prostownika z kondensatorem.

    Na pewno cosφ <1 w tym układzie.

    Dodano po 2 [godziny] 22 [minuty]:

    Kolega Lamer1 z pewnością zadał pytanie z prostej przyczyny.
    Ponieważ ZE walczy o wysoki PF z powodu strat na przesył (dla dużych odbiorców się opłaca) i każe płacić dodatkowo za energię bierną, to pewnie można coś ugrać stosując Power Factor Correction podczas prostowania napięcia z prądnicy.
    Wydaje się, że łagodząc stromy charakter impulsów prądu po prostowniku można zredukować straty w miedzi.
    Proponowałbym na początek Passive Power Factor Correction = Dławik między mostkiem i akumulatorem. Co myślicie? Gra warta świeczki?

    0
  • #21 29 Wrz 2011 18:51
    Rzuuf
    Poziom 43  

    Smoku74 !
    Jeśli cosφ <1, to jest logiczne że sinφ >0, a to oznacza, że powinien istnieć przepływ mocy biernej. KIEDY?
    Pokaż, kiedy występuje zjawisko, że odbiornik oddaje moc do sieci, z której był zasilany?
    Jeśli uważasz, że w układzie z prostownikiem cosφ <1, to pokaż, jak wyznaczasz φ? I dlaczego chcesz rozpatrywać "szczyt" a nie "przejście przez zero"? Powinno być jedno równe drugiemu, prawda?
    Nie mamy do czynienia z pradem sinusoidalnie zmiennym, mamy prąd jednokierunkowy pulsujący, ten prąd nie jest opisany ani funkcją sinus, ani cosinus.

    Jeżeli zjawisko MOCY BIERNEJ nie występuje, to wszelkie rozważania, w których jest ona uwzględniana - nie mają sensu.

    Na pewno nie możemy mówić o cosφ w układzie prostownika z kondensatorem.

    I znowu Forum Elektrody ma zastąpić naukę w szkole ...

    0
  • #22 29 Wrz 2011 19:39
    retrofood
    Moderator

    Smoku74 napisał:

    Przytoczyłem Wiki, aby być wiarygodnym, co ostatnio jest tutaj wymagane.


    Porzuć takie myśli. Jak ostatnio wykazano, nawet polskie normy zawierają sporo błędnych tłumaczeń. Dlatego powoływanie się na Wiki niezbyt zwiększa Twoją wiarygodność.

    0
  • #23 29 Wrz 2011 23:00
    Rzuuf
    Poziom 43  

    Smoku74!
    Przytoczyłeś Wiki, ale nie przeczytałeś istotnego fragmentu (który cytujesz):
    ... Due to energy stored in the load and returned to the source ...
    Jeżeli nie ma "returned" to nie ma składowej biernej, więc wszystko co jest - to moc czynna, niezależnie od tego kiedy się zaczyna i kiedy się kończy przepływ prądu do odbiornika.

    Czy przy poborze impulsowym PWM ze źródła DC też doszukujesz się jakiegoś przesunięcia fazowego między napięciem (stałym) a prądem (jednokierunkowym, przerywanym)?

    I jeszcze jedno na koniec: po przejściu przez prostownik źródło napięcia i prądu PRZEMIENNEGO sinusoidalnego staje się źródłem napięcia i prądu JEDNOKIERUNKOWEGO tętniącego niesinusoidalnego. Czujesz bluesa?

    0
  • #24 02 Paź 2011 14:41
    Smoku74
    Poziom 13  

    No to powiedz mi, dlaczego w typowym zasilaczu impulsowym (prostownik, kondensator na wejściu definiuje się cos fi jako jeden z parametrów?
    Dlaczego buduje się PFC dla poprawy tego cos fi, który twoim zdaniem jest =1?

    0
  • Pomocny post
    #25 02 Paź 2011 16:30
    czesiu
    Poziom 33  

    Jeżeli rozłożymy przebieg napięcia oraz prądu zasilacza na harmoniczne czyli szereg sinusoid prądu i napięcia to będziemy mieli między odpowiednimi przebiegami przesunięcia fazowe. Idąc dalej możemy wyznaczyć cos fi każdej harmonicznej, a wyznaczając średnią ważoną (z uwzględnieniem energii) wszystkich przebiegów uzyskamy właśnie parametr PFC.
    Nie będzie to rzeczywisty cos fi bo przecież nie da się go skompensować kondensatorem czy cewką.

    0
  • #26 02 Paź 2011 16:43
    Rzuuf
    Poziom 43  

    Jest dość powszechne podejmowanie działań realnych dla osiągnięcia celu nierealnego, lub nieistniejącego - a na tym "robi się w bambuko" miliony frajerów.

    Jeśli w jakimkolwiek układzie określimy jakiś parametr jako cosφ i stwierdzimy, ze jest on <1, to jest logiczne, że musi mu towarzyszyć istnienie sinφ ≠ 0.
    To tak, jak nie ma kija z jednym końcem ...

    Teraz należy wykazać, że istnieje zjawisko związane z sinφ, i że obie funkcje nadają się do opisywania związków zachodzących w obwodach prądu i napięcia NIESINUSOIDALNEGO (prąd jednokierunkowy tetniący nie jest sinusoidalny, prawda?).

    Rozkładanie na szereg Fouriera może nas "zaprowadzić w krzaki", gdyż przy pojedynczym impulsie możemy mieć nieskończoną ilość harmonicznych, które jeszcze długo "dzwonią", a impulsu już dawno nie ma ...

    Ponawiam moją ofertę: kto wykaże istnienie przepływu mocy biernej w układzie z prostownikiem, ma u mnie SKRZYNKĘ PIWA.
    A jeśli mocy biernej nie ma, to jest tylko czynna.

    0
  • #27 02 Paź 2011 21:27
    lamer1
    Poziom 21  

    "Układy aktywnego PFC (ang. Active PFC, APFC) są to wyspecjalizowane obwody elektroniczne, które dostosowują się do obciążenia i do warunków w sieci elektrycznej, przez co są w stanie korygować przesunięcie fazowe w sposób wydajny niezależnie od warunków pracy zasilacza. Zasilacze wyposażone w aktywny układ PFC osiągają współczynnik mocy z przedziału 0,95-0,99"

    "Współczynnik mocy (ang. power factor) – cosφ jest miarą wykorzystania energii.
    Moc czynną, bierną i pozorną można przedstawić graficznie w postaci trójkąta prostokątnego, zwanego trójkątem mocy. Z trójkąta tego wynika, że współczynnik mocy jest stosunkiem mocy czynnej do pozornej"

    "Moc czynna (P) w układach prądu przemiennego (również prądu zmiennego) jest to część mocy, którą odbiornik pobiera ze źródła i zamienia na pracę lub ciepło. W układach prądu stałego cała moc jest mocą czynną. Jednostką mocy czynnej jest wat."

    "Moc pozorna – (S, VA) wielkość fizyczna określana dla obwodów prądu przemiennego. Wyraża się ją jako iloczyn wartości skutecznych napięcia i natężenia prądu"

    0
  • #28 02 Paź 2011 22:51
    Rzuuf
    Poziom 43  

    lamer1 !
    Cytaty, cytaty ... użyte bez sensu, możesz tak również cytować całą Biblię, jako dowód istnienia krasnoludków.
    To, że znasz na pamięć definicję, wcale nie znaczy, że ją rozumiesz.
    Narysuj sobie wykres napięć i prądów dla układu prostownika obciążonego członem równoległym RC i pokaż, w którym momencie występuje moc bierna, tzn. oddawana od obciążenia do źródła.
    Bez tego wykresu temat olewam ...

    Zastanów się, jaki układ elektroniczny lub jaka zasada fizyczna to umożliwia, aby magazynować energię w "niskiej" części sinusoidy (kiedy prostownik się jeszcze nie "otworzył"), by ją oddać w części "wysokiej", by skompensować wpływu poboru prądu przez prostownik właśnie wtedy.
    A potem spróbuj to policzyć ...

    I jeszcze jedno:
    jaki charakter (w/g Ciebie lub dostępnej Ci literatury) ma obciążenie: prostownik +człon RC: pojemnościowy - czy indukcyjny?
    I dlaczego?

    0
  • #29 03 Paź 2011 07:21
    Smoku74
    Poziom 13  

    Kolego Rzuuf.
    Ponawiam pytanie. Czy Twoim zdaniem w omawianym układzie moc pozorna (iloczyn prądu i napięcia) jest równa mocy czynnej?

    0
  • Pomocny post
    #30 03 Paź 2011 08:45
    czesiu
    Poziom 33  

    Z mocą bierną mamy do czynienia, gdy na wykresie czasowym prądu i napięcia zaobserwujemy napięcie w górnej połówce wykresu a prąd w dolnej i odwrotnie, czyli gdy napięcie doszło do zera i zmienia biegunowość a prąd jeszcze płynie w nie zmienionym kierunku (albo w odwrotnej kolejności). Przyjrzyjcie sie pierwszemu wykresowi z linka: http://ever.eu/pl/support.php?language=pl&id=8 Pomijając pik prądu widać, że jest przedział czasu w którym prąd i napięcie są po przeciwnych stronach osi a więc zachodzi przepływ mocy biernej. Dzieje sie tak, ponieważ między siecią energetyczną a mostkiem wbudowany jest filtr ograniczający harmoniczne przechodzące do sieci i on właśnie wywołuje przepływ mocy biernej.

    0