Mierzymy globalnie
Analizy i oceny przykładów rejestracji jakości energii elektrycznej wykonanej analizatorami serii SONEL PQM
OBCIĄŻENIE JEDNOFAZOWE Z APFC
1
Nowoczesne urządzenia jednofazowe większej mocy wykonane na wyższym poziomie technicznym są częściowo zabezpieczone przed pobieraniem z sieci zniekształconego prądu będącego wynikiem działania typowych mostków prostowniczych. Rozwiązania te pozwalają przy okazji na częściowe skorygowanie mocy biernej utrzymując ją na niskim poziomie. Są to najbardziej uzasadnione rozwiązania integrujące uproszczony filtr aktywny z zasilaczem prostownikowym.
Opis rozpoznanego problemu Profesjonalny zasilacz dużej mocy wyposażony jest w układ APFC (Automatic Power Factor Corrector), czyli automatycznej korekcji współczynnika mocy widzianej od strony sieci zasilającej. Z obserwacji jakości energii pobieranej przez zasilacz, widoczny jest niejednorodny charakter mocy (Rys. 2. i 3.). Dodatkowo zaobserwowano dużą zmienność parametrów jakościowych prądu pobieranego przez zasilacz oraz zauważalne zapady napięcia w momencie załączenia (Rys. 1.). Czy te zaburzenia mają związek z właściwościami i pracą zasilacza?
Zastosowane narzędzia pomiarowe Analizator PQM-702 Komplet cęgów C-7 Oprogramowanie Sonel Analiza
Rys. 1. Obraz napięcia i prądu fazowego w czasie załączeń i pracy zasilacza z APFC
2.
1.
Rys. 2. Obraz współczynnika mocy PF na tle prądu w czasie załączeń i pracy zasilacza z APFC
3.
Rys. 3. Obraz poziomów THD I oraz Kf na tle mocy czynnej w czasie pracy zasilacza z APFC
Wstępne wnioski 1. Stwierdzono duży zakres zmian obciążenia sieci spowodowany pracą zasilacza. 2. W przypadku małych mocy pobieranych, współczynnik mocy PF był bardzo mały (Patrz 1.). 3. Powyżej 25% obciążenia pobieranego z sieci następuje wyraźny wzrost skuteczności korekty współczynnika mocy ( Patrz 2.) na poziomie 0.972, co jest wynikiem bliskim oczekiwanemu oraz zmniejszenie zniekształceń (Patrz 3.).
OBCIĄŻENIE JEDNOFAZOWE Z APFC
1
OBCIĄŻENIE JEDNOFAZOWE Z APFC
1
Dopiero przy mocy czynnej pobieranej powyżej 220 W zasilacza o mocy znamionowej 750 W, znacznie poprawił się współczynnik mocy PF do poziomu 0.972 oraz obniżyły się THD I oraz Kf. Świadczy to o pozytywnym wpływie funkcji APFC na charakter prądu pobieranego z sieci przez zasilacz (Patrz. 3.). Przyglądając się szczegółowo oscylogramom mamy również odpowiedź jak pracuje zasilacz przy małych obciążeniach. Sporadycznie występują impulsy doładowujące niemające większego znaczenia na poziom harmonicznych ze względu na małe wartości (Rys. 4). Przy dużych obciążeniach występuje natomiast dość skuteczna korekcja kształtu i fazy prądu dzięki APFC (Rys. 5).
Rys. 4. APFC nie działa przy małym obciążeniu
Rys. 5. APFC działa przy dużym obciążeniu
Rys. 6. Obraz harmonicznych prądu podczas skutecznego działania APFC w zasilaczu
Rys. 7. Moment załączenia zasilacza z APFC – obraz oscylograficzny i RMS20ms(1/2)
Wnioski: 1. Korekcja kształtu prądu nie działa przy małych mocach pobieranych z sieci przez zasilacz z APFC. 2. Powyżej 25% obciążenia znamionowego pobieranego z sieci następuje gwałtowny wzrost skuteczności korekcji APFC, widoczna poprawa parametrów prądu pobieranego z sieci przy dużych obciążeniach (Rys. 6.). 3. W momencie załączenia występuje 10-cio krotne przetężenie półokresowe prądu, wywołujące w napięciu zapady ok. 5V RMS lecz tylko w przypadku wstępnego obciążenia wyjścia zasilacza (Rys. 7.).
Zalecenia:
1. Przy doborze urządzenia należy zwrócić uwagę na: deklarowane prądy rozruchowe urządzenia, planowanie obciążeń na poziomie >60% mocy znamionowej.
OBCIĄŻENIE JEDNOFAZOWE Z APFC
1
SONEL S.A. ul. Wokulskiego 11, 58-100 Ĺšwidnica sonel.pl