Введение

Коэффициент мощности светодиодного света относится к соотношению полезной мощности (т. е. произведение напряжения и тока) и полной мощности, которое варьируется от 0 до 1. Обычно коэффициент мощности светодиодного освещения может достигать 0,95 или даже 0,97–0,99, поэтому в отрасли ему не уделяется столько внимания, как другим параметрам (таким как светоотдача, мощность, линза и т. д.). Однако на рынке все еще есть некоторые традиционные лампы и некоторые светодиодные лампы с низким коэффициентом мощности. Эти светильники вызовут повышенную токовую нагрузку на сетевую сеть, требуя использования более толстого медного провода для снижения тепловой перегрузки и падения напряжения на сетевых кабелях, что приведет к увеличению затрат на муниципальное строительство. Хотя в некоторых странах и регионах взимается дополнительная плата за реактивную мощность, мы считаем, что необходимо улучшить коэффициент мощности от источника. Перед этим нам нужно знать, что такое коэффициент мощности и насколько он важен. В то же время нам также нужно знать, при каких обстоятельствах светодиоды имеют лучший коэффициент мощности, поскольку светодиодные лампы не всегда имеют высокий коэффициент мощности.

Что такое коэффициент мощности?

Для чисто резистивной нагрузки коэффициент мощности равен 1, что означает, что напряжение и ток находятся в фазе. Это означает, что весь ток используется для выполнения полезной работы и ничего не тратится впустую. Однако для индуктивных нагрузок (таких как двигатели, трансформаторы и т. д.) и емкостных нагрузок (таких как конденсаторы и т. д.) ток будет отставать или опережать напряжение, в результате чего часть электроэнергии не будет эффективно использоваться, а коэффициент мощности будет ниже 1. Низкий коэффициент мощности означает, что реактивная мощность в цепи велика, что увеличит потери питания линии и снизит использование оборудования. Поэтому улучшение коэффициента мощности помогает снизить энергопотребление электросети и повысить эффективность оборудования и качество электроснабжения. В практических приложениях коэффициент мощности можно улучшить с помощью таких мер, как компенсация реактивной мощности и оптимизация методов работы оборудования.(Ознакомьтесь с дополнительными светодиодными лампами от ZGSM.)

Коэффициент мощности важен в энергосистемах. ZGSM считает, что его важность в основном отражается в следующих аспектах:

Улучшить использование энергии: При отсутствии коррекции коэффициента мощности (когда коэффициент мощности слишком низок) в энергосистеме происходит большая потеря мощности. Когда эта бесполезная работа протекает в цепи, она не будет напрямую преобразована в полезную механическую энергию или тепловую энергию. Но они создают дополнительный ток в электрооборудовании. Этот дополнительный ток вызывает нагревание внутреннего сопротивления устройства, что увеличивает энергопотребление устройства. Напротив, улучшение коэффициента мощности может снизить потерю реактивной мощности, тем самым улучшая использование энергии.

Уменьшите нагрузку на сеть: Улучшение коэффициента мощности может снизить реактивную мощность в сети, тем самым уменьшив нагрузку на сеть. Это имеет решающее значение для стабильной работы энергосистемы и помогает избежать таких проблем, как перегрузка сети и сбои. Напротив, низкий коэффициент мощности может вызвать чрезмерный ток в сети, что отрицательно скажется на стабильности энергосистемы.

Влияет на производительность оборудования: Высокий коэффициент мощности может продлить срок службы электрооборудования и сократить потери энергии. Когда коэффициент мощности слишком низкий, в цепи будет генерироваться большое количество бесполезной работы, что приведет к чрезмерному нагреву электрооборудования. Будь то оборудование самой электросети или электрооборудование, они не любят высокотемпературную среду. Чрезмерно высокие температуры приведут к ускоренному старению компонентов, что приведет к снижению производительности или даже повреждению. То есть низкий коэффициент мощности не только тратит энергию, но и вызывает повреждение оборудования.

Низкий коэффициент мощности из-за разных нагрузок

Причина низкого коэффициента мощности в основном заключается в использовании индуктивных компонентов и емкостных компонентов. Оборудование делится на индуктивную нагрузку и емкостную нагрузку в соответствии с разницей в количестве индуктивных и емкостных компонентов. Оборудование с большим количеством индуктивных компонентов является индуктивной нагрузкой, в то время как оборудование с большим количеством емкостных компонентов является емкостной нагрузкой.

Чистая омическая нагрузка

Помимо индуктивных и емкостных нагрузок, существуют также некоторые виды оборудования, электроприборов и ламп, которые являются чисто резистивными нагрузками (чистая омическая нагрузка). Это относится к нагрузке, которая содержит только резистивные элементы в цепи. При подаче питания цепь генерирует только тепловую и световую энергию и не преобразует электрическую энергию в другие формы энергии. В чисто резистивной нагрузке ток и напряжение изменяются синхронно, то есть находятся в одной фазе. Это означает, что между током и напряжением нет разности фаз, поэтому коэффициент мощности равен 1. Классическим примером чисто резистивной нагрузки является лампа накаливания. Когда лампа включена, электрическая энергия в основном преобразуется в тепловую и световую энергию, где тепловая энергия генерируется из-за тока, проходящего через резистивный провод. Поскольку лампа является чисто резистивной нагрузкой, ее коэффициент мощности близок к 1, что означает, что лампа может эффективно использовать электрическую энергию и преобразовывать ее в свет/тепло, не генерируя большого количества реактивной мощности. Конечно, это не означает, что световая эффективность ламп накаливания самая высокая.(Если вы хотите узнать больше об эффективности освещения, о том, как обеспечить эффективность освещения и улучшить распределение света, вы можете связаться с нами для получения соответствующей информации.)

Индуктивная нагрузка

Индуктивная нагрузка относится к нагрузке, которая содержит большое количество индуктивных компонентов в цепи, что является одной из основных причин низкого коэффициента мощности оборудования. Индуктивные нагрузки включают двигатели, трансформаторы и индукторы, которые генерируют магнитные поля во время работы, заставляя ток отставать от напряжения. Этот гистерезис создает разность фаз между током и напряжением, тем самым снижая коэффициент мощности. Мы объясним конкретные причины в следующем разделе. Типичным примером индуктивной нагрузки является лампа HID, электромагнитный балласт которой по своей природе является индуктивным, что делает ее коэффициент мощности обычно около 0,7 или даже ниже 0,5. Светодиодные лампы также относятся к этой категории, и коэффициент мощности светодиодных ламп может достигать 0,97.

Емкостная нагрузка

Емкостная нагрузка относится к нагрузке, которая содержит большое количество емкостных компонентов в цепи. В отличие от индуктивных нагрузок, емкостные нагрузки (например, конденсаторы) заставляют ток опережать напряжение, тем самым увеличивая коэффициент мощности. Однако, если емкостное сопротивление слишком велико, так что емкостное сопротивление больше индуктивного, то ток будет опережать напряжение на больший фазовый угол, что также приведет к снижению коэффициента мощности. Обычно конденсаторы добавляются к оборудованию (драйвер светодиодов) для компенсации реактивной мощности с целью улучшения коэффициента мощности.

Основной принцип относится к коэффициенту мощности

В предыдущем разделе мы узнали, что наличие индуктивных компонентов и емкостных компонентов в оборудовании приводит к снижению коэффициента мощности оборудования, так в чем же конкретная причина? Здесь мы объясним основы более доступным языком.

Когда в устройстве есть индуктивные нагрузки (компоненты, которые генерируют магнитные поля, такие как двигатели, трансформаторы и индукторы), когда ток проходит через эти устройства, они создают магнитное поле, которое хранит энергию. Если мы представим магнитное поле как ведро, а электрический ток как воду, то при открытии крана вода начинает течь в ведро, но ведро не наполняется сразу. Это происходит потому, что воде требуется время, чтобы течь и заполнить ведро. Аналогично, когда ток протекает через индуктивную нагрузку, он создает магнитное поле внутри нагрузки, но этому магнитному полю требуется время, чтобы нарасти. Этот ток, генерируемый из-за создания магнитного поля, называется «током индукционной реакции». Этот ток фактически не преобразуется в полезную энергию для нагрузки, а сохраняется в магнитном поле. Между этим током и напряжением существует разность фаз, что означает, что напряжение начало меняться, но ток еще не догнал изменение напряжения.

В индуктивных нагрузках эти компоненты (например, двигатели) действительно могут вызывать увеличение потребления энергии из сети, даже если фактический двигатель не потребляет столько энергии. Это происходит потому, что индуктивные нагрузки потребляют как реактивную, так и активную мощность. Реактивная мощность не используется напрямую для выполнения работы, а используется для поддержания магнитного поля внутри устройства. Из-за наличия индуктивных нагрузок ток циркулирует в системе, в результате чего общая мощность (кажущаяся мощность) в системе увеличивается. Из-за потребления реактивной мощности индуктивными нагрузками сеть должна обеспечивать больший ток для удовлетворения потребностей оборудования. Это приводит к увеличению потребления энергии из сети, даже если фактический двигатель не потребляет столько энергии. Поэтому при проектировании и эксплуатации индуктивных нагрузок необходимо учитывать влияние реактивной мощности, чтобы повысить эффективность оборудования и снизить потребление энергии сетью.

Какие факторы влияют на коэффициент мощности светодиодного освещения?

В первых двух разделах мы рассказали, что такое коэффициент мощности, почему нас волнует коэффициент мощности и как влияет разница коэффициента мощности на электросеть. В этом разделе мы в основном объясняем, какие факторы влияют на коэффициент мощности в светодиодных лампах.

Использование некачественного источника питания

Как основной компонент ламп, источник питания светодиодов оказывает большое влияние на коэффициент мощности светодиодного освещения (Что такое драйвер светодиодов постоянного тока?). Это связано с тем, что в нем больше воспринимаемых компонентов, чем в других компонентах лампы. Однако драйверы светодиодов, выпускаемые разными производителями источников питания, имеют существенно разные показатели с точки зрения коэффициента мощности. Например, коэффициент мощности блока питания серии EUM компании Inventronics может достигать 0,97 или даже выше, в то время как коэффициент мощности блока питания серии MXG компании Done может достигать только 0,95. Различные серии драйверов светодиодов одного и того же производителя также имеют существенно разные показатели коэффициента мощности. Например, коэффициент мощности блока питания D4i ( уличные фонари ZGSM с Zhaga-D4i ) EBS-080S105BT2 может достигать 0,98.

Необоснованная конфигурация источника питания

Коэффициент мощности одного и того же источника питания сильно различается в разных конфигурациях ламп (Что такое светодиодный драйвер постоянного тока?). Конфигурация лампы здесь в основном зависит от степени соответствия между нагрузкой лампы и светодиодным драйвером. Из таблицы ниже мы видим, что чем ниже нагрузка лампы, тем хуже значение PF. Взяв в качестве примера EUM-075S105DG, когда нагрузка лампы составляет 72 Вт (общая мощность лампы составляет 80 Вт), PF может достигать 0,97. Если нагрузка лампы падает до 60 Вт, PF упадет до 0,96. Если она продолжит падать до 50 Вт, PF упадет до 0,95 или даже ниже. Правильный подход в настоящее время заключается в использовании источника питания EUM-050 для питания соответствующего светодиодного модуля, чтобы достичь лучшего значения PF.

Использование функции затемнения

Функция затемнения в светодиодных лампах широко используется. Хотя она может экономить энергию, нам также необходимо обратить внимание на ее влияние на коэффициент мощности (PF). В дорожном освещении светодиодные уличные фонари снижают мощность после полуночи, когда дорожное движение уменьшается, чтобы уменьшить чрезмерное освещение. Другим примером является то, что в освещении складов светодиодные промышленные и горнодобывающие лампы будут регулировать выход в соответствии с занимаемым пространством (занятым или незанятым), тем самым уменьшая ненужное освещение. Обычно, когда потребность в освещении низкая, светодиодные лампы снижают мощность, изменяя выход светодиодного драйвера для достижения целей экономии энергии, то есть уменьшая выходную мощность светодиодного драйвера. Из второго пункта мы можем понять, что коэффициент мощности светодиодного света может быть снижен в этом случае. Рекомендуется, чтобы это соотношение не превышало 50% в этом случае. Если снижение мощности превышает 50%, необходимо найти компромисс между экономией энергии и значением PF.

Краткое содержание

Коэффициент мощности — важный параметр, ограничивающий реактивную мощность в силовых устройствах. Он является показателем фактической, кажущейся и реактивной мощности в устройстве сравнения. Светодиодные драйверы имеют лучшую производительность по PF благодаря использованию их внутреннего корректора коэффициента мощности (PFC). Различные поставщики светодиодных драйверов имеют разные возможности в этой области, и производителям светодиодных ламп рекомендуется их экранировать. В то же время нам нужно стараться избегать низкого PF, вызванного необоснованной конфигурацией лампы (слишком низкой нагрузкой). Кроме того, значение PF светодиодных ламп сильно различается между системами освещения ( Решения по освещению с регулировкой яркости 0-10 В ZGSM ). с полной нагрузкой и приглушенным светом. Но ZGSM считает, что во время диммирования более низкий коэффициент мощности светодиодного света относительно потребляемого входного тока не является проблемой.

Сопутствующие товары

Похожие блоги

Связанные случаи

Люди также спрашивают