Seuraa 
Viestejä83

Onko kukaan perehtynyt syvällisemmin led- ja pienloistelamppujen tehokertoimeen? Onko näiden lamppujen tehokertoimella mitään tekemistä, perinteisen induktiivisen ja kapasitiivisen kuorman tehokertoimen kanssa?

Tehokerroin näillä lampuilla sanotaan olevan 0,4-0,8 luokkaa. Onko siinä virta jäljessä vai edellä jännitettä, vai onko vaan kyse laskennallisesta erosta, kun virtakäyrä ei täydellisesti seuraa jänniteen sinikäyrää? Ilmeisesti tätä tehokerrointa ei voi kompensoida kapasitanssilla tai induktanssilla, voineeko edes mitata tavallisella Cos-fi mittarilla?

Kommentit (10)

Neutroni
Seuraa 
Viestejä31261
VilleVoltti
Onko kukaan perehtynyt syvällisemmin led- ja pienloistelamppujen tehokertoimeen? Onko näiden lamppujen tehokertoimella mitään tekemistä, perinteisen induktiivisen ja kapasitiivisen kuorman tehokertoimen kanssa?

Ei ole. Se perinteinen vaihtovirran tehokerroin kuvaa 50 Hz virran vaihesiirtoa suhteessa jännitteeseen. Tasasuuntaavien ja epälineaaristen laitteiden ongelma on se, että niiden virrassa korkeammat harmoniset taajuuskomponentit ovat hallitsevia. Se aiheuttaa myös erilaisia ongelmia verkkoon kuin vaihesiirto.

Ilmeisesti tätä tehokerrointa ei voi kompensoida kapasitanssilla tai induktanssilla, voineeko edes mitata tavallisella Cos-fi mittarilla?

Korkeampia harmonisia voi vähentää sopivalla suodatuksella (passiivinen PFC), mutta käytännössä merkittävillä tehoilla ne vaativat epäkäytännöllisen kokoisia ja hintaisia konkkia ja induktansseja. Nykyään pyritään yleensä aktiiviseen PFC:hen, jossa laite ottaa tehoa hakkurin kautta ja sitä ohjataan niin, että virta seuraa jännitettä. Perinteiset mittarit tuskin mittaavat kunnolla tehokerrointa tällaisessa tapauksessa.

VilleVoltti
Seuraa 
Viestejä83
Neutroni

 

Ei ole. Se perinteinen vaihtovirran tehokerroin kuvaa 50 Hz virran vaihesiirtoa suhteessa jännitteeseen. Tasasuuntaavien ja epälineaaristen laitteiden ongelma on se, että niiden virrassa korkeammat harmoniset taajuuskomponentit ovat hallitsevia. Se aiheuttaa myös erilaisia ongelmia verkkoon kuin vaihesiirto.

 

Jotain tuommoista ounastelikin, hämäävää on että tämän uudistehokertoimen lukuarvot ovat samalla skaalalla kuin perinteisen. Perinteisen tehokertoimen arvo tulee jännitteen ja virran ajallisen eron asteluvun (0-90), kosinista (1-0).

Uusikin tehokerroin asettuu samalle alueelle, mutta millaisella kaavalla se muodostetaan? Olisihan tuolle voinut keksiä uudenkin nimen, eikä sotkea perinteisiä termejä. Taitaa Paavola pyöriä väkkäränä haudassaan...

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
Paul M
Seuraa 
Viestejä8643

Muinoin pohdiskelin kovasti siniaaltokuormittajaa. Päädyin induktiivisen energian lataamiseen puolijakson ajan kuormittamattomassa tilassa ja purkamiseen seuraavan puolijakson aikana. Vuorottain kahteen induktanssiin lataamalla tulevat molemmat puoliaallot nätisti kuormitetuiksi ilman yliaaltoja eli ideaalisen sinimuotoisesti. Ongelmana oli sitten se, että kuormitusvaihtelu pitää myös hallita dynaamisesti. Pitäisi tavallaan ennustaa paljonko energiaa tarvitaan seuraavan puolijakson aikana. Isolla induktiivisella varastolla voidaan kyllä varata useita puolijaksoja ja hakea jouhevasti muutosta isompaan ja pienempään. Yliaaltojahan tulee myös kuorman vaihtumistilanteessa.

Paras ajatelma olikin yllättäen moottori-generaattori-yhdistelmä. Isot massat syövät yliaallot. Ja oikeasti verkostossa olevat moottorit yksinään ovatkin melkoisia yliaaltoimureita. Tahtimoottoreita on käytetty ja käytetään edelleen loistehon säätöön muun ohessa. Tällä idealla verkostossa voisi olla tyhjänä käyviä pieniä tahtimoottoreita paljonkin. Nuo imevät yliaallot massoihinsa ja tarvittaessa on tuotettavissa loistehoa sekä induktiivisena että kapasitiivisena. Jotenkin tuntuu, että tuollaisia tarvittaisiin kun näitä yliaaltovirtalähteitä on kaikkialla. Onhan tuollainen laakeroituna laitteena vikaantumisherkkä, mutta tekniikka on muuten mutkatonta. Ja miksei kehitettäisi ilmalaakeroituja kun noista ei tarvitse ottaa akselitehoa pihalle?

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Neutroni
Seuraa 
Viestejä31261
VilleVoltti
Uusikin tehokerroin asettuu samalle alueelle, mutta millaisella kaavalla se muodostetaan? Olisihan tuolle voinut keksiä uudenkin nimen, eikä sotkea perinteisiä termejä. Taitaa Paavola pyöriä väkkäränä haudassaan...

Se on virran perustaajuisen komponentin suhde koko virtaan.

https://en.wikipedia.org/wiki/Power_factor

Nykyään vaaditaan tehokertoimen korjaus yli 75 W:n laitteissa. Hakkuriteholähteissä aktiivinen PFC (tehokertoimen korjaus) on näppärä rakentaa mukaan ja se toimii erittäin hyvin. Sillä pääsee helposti reippaasti yli 90 %:n tehokertoimeen. Nuo Paulin ehdottamat moottorit kuulostavat erittäin kalliilta ja kömpelöiltä eivätkä poista niitä ongelmia joita korkeat taajuudet aiheuttavat moottorin ja kuormittavan laitteen välillä.

pmk
Seuraa 
Viestejä1855
VilleVoltti

Onko kukaan perehtynyt syvällisemmin led- ja pienloistelamppujen tehokertoimeen? Onko näiden lamppujen tehokertoimella mitään tekemistä, perinteisen induktiivisen ja kapasitiivisen kuorman tehokertoimen kanssa?

Pohjimmiltaan tehokertoimessa on kyse siitä, kuinka suuri osa esim. siirtojohdon kapasiteetista voidaan hyväksikäyttää.

Perinteisessä vaihekulmatilantessa yhden jakson aikana pätötehoa siirretään haluttuun suuntaan ja loistehoa vastakkaiseen suuntaan. Riippumatta tehon siirtosuunnasta, tehoa hukkuu resistiivisiin häviöihin, lämmittäen kaapelia ja lopulta rajoittaa halutun pätötehon siirtokapasiteettia kaapelin kuumenemisen takia, jota loistehon siirto on lisälämmittänyt.

Loistehoahan siirtyy, kun virran ja jännitteen etumerkit ovat hetkellisesti vastakkaisia (joten niiden hetkellinen tulo on negatiivinen) vaihesiirrosta johtuen.

Toisaalta taas virtalähteissä, jossa on iso kondensaattori, virta ja jännite on aina samanmerkkistä, mutta toisaalta tasasuuntaaja ei johda koko jakson aikana, vaan ainoastaan silloin, kun vaihejännite on suurempi kuin kondensaattorin senhetkinen jännite. Tällöin siis koko puolijakson aikana tarvittava varaus pitää siirtää lyhyen tasasuuntaajan johtokulman aikana. Jos johtokulma on vain 18 astetta, eli 1/10 puoliaallon kestosta, tuona aikana pitää siirtää 10 kertainen virtapiikki keskimääräiseen tasavirtakuormaan verrattuna.

Syöttävän verkon puolella esiintyy aina I²R häviöitä, eli 10 kertaisella virralla hetkellinen häviöteho on 100 kertainen. Koska nyt johtokulma on vain 1/10 koko puoliaallosta, syöttävän verkon keskimääräinen tehohäviö on 10 kertainen verrattuna kyseisen kuorman aiheuttamiin tehohäviöihin, jos syötteenä olisi tasavirta (tai 50:50 kanttiaalto).

Tuollaiset piikikkäät kuormat edellyttäisi siten syöttävän verkon vahvistamista, jotteivat kaapelit ylikuumenisi.

Vielä pahempi on nollajohdossa, esim. jonkun tietokoneluokan kohdalla. Normaalissa tasapainossa olevassa kolmivaiheverkossa nollajohtimen virrat kumoutuvat, mutta tasasuuntaajien virtapiikit ovat niin lyhyitä, etteivät eri vaiheiden virtapiikit osu päällekkäin ja siten kaikkien vaiheiden virtapiikit summautuvat nollajohtimessa, aiheuttaen usein vaarallisen ylikuormitustilanteen.

Tehokerroin kertoo siis molemmissa tapauksissa (vaihesiirto ja piikkivirta) miten suuri osa johtimen kapasiteetista voidaan hyödyntää ja on siten ihan oiva tapa käyttää samaa lukuarvoa molemmissa tapauksissa tai niiden yhdistelmien kohdalla.

 

Paul M
Seuraa 
Viestejä8643

No nuo moottoriajatukset olivat ja ovat vain siltä tasolta kun istuu elektronin kyytiin sekä aallon harjalle. Mutta kannattaa silti huomata, että konkreettinen massa edustaa valtavaa kondensaattoria ja induktanssia. Kuten totesin, on lähinnä laakerointi se kömpelö juttu. Mutta jos meillä on hermeettinen kaasulaakeroitu laite, on se ikuinen. Paljon ikuisempi kuin ovat kelat ja kondensaattorit. Siis mekaniikan osalta. Esimerkiksi kondensaattorit kompensoinnissa hajoavat tarkalla elinkaaerella. Käämisulakkeet napsuvat tämän tästä ja kapasitanssi häviää. Mihin kosketukseton laite häviää?

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Paul M
Seuraa 
Viestejä8643

Kiitos PMK. Edes joltain täyttä asiaa eikä tarvitse paikkailla. Jos olen rehellinen, en ole tullut koskaan pohtineeksi miksi tietyt yliaallot aiheuttavat tuon nollajohdinvirran kolmivaiheverkossa. Eli uutta oppiakin tuli tässä vaikka tiedänkin lähes kaiken sähkötekniikasta, fysiikasta, kemiasta ja maanviljelystä. Unohtamatta vieraita uskontoja ja geologiaa. Kerroinko jo että olen pitäjän vaatimattomin tyyppi.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

VilleVoltti
Seuraa 
Viestejä83
pmk

 

Tehokerroin kertoo siis molemmissa tapauksissa (vaihesiirto ja piikkivirta) miten suuri osa johtimen kapasiteetista voidaan hyödyntää ja on siten ihan oiva tapa käyttää samaa lukuarvoa molemmissa tapauksissa tai niiden yhdistelmien kohdalla.

 

Kyllä tästä saman termin käytöstä on haittaa ainakin silloin, kun keskustellaan huonosta tehokertoimesta ja sen korjaamisesta. Pitäisi tietää puhutaanko tehokertoimesta vai tehokertoimesta 

PS

Kumpaakohan nämä nykyiset staattiset tehokerroinmittaukset, joita on toimintoina vaikka missä mittarissa, näyttävät oikeammin, vanhaa vaiko uutta tehokerrointa.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä31261
Paul M
Mutta kannattaa silti huomata, että konkreettinen massa edustaa valtavaa kondensaattoria ja induktanssia. Kuten totesin, on lähinnä laakerointi se kömpelö juttu.

Niin, tiedän että tahtikoneita on joskus käytetty kuvaamallasi tavalla ja ne toimivat siinä tarkoituksessa.

Mutta jos meillä on hermeettinen kaasulaakeroitu laite, on se ikuinen. Paljon ikuisempi kuin ovat kelat ja kondensaattorit. Siis mekaniikan osalta. Esimerkiksi kondensaattorit kompensoinnissa hajoavat tarkalla elinkaaerella. Käämisulakkeet napsuvat tämän tästä ja kapasitanssi häviää. Mihin kosketukseton laite häviää?

Tuskin se kaasulaakeroitu sähkömoottori on pitkäikäisempi laite kuin kela. Vai pidentääkö se jotenkin kelan ikää, että sitä kutsutaan staattorin käämiksi?

Kyse on kuitenkin kokonaiskustannuksista. Kaasulaakeroidussa moottorissa on kilokaupalla kalliita metalleja, tarkkuuskoneistettuja pintoja ja sen sellaista jumalattoman kallista. Kiinalaisessa konkassa on vähän alumiinia ja muovia ja halpaa teollisuuskemikaalia. Niitä saa merikontillisen muutaman moottorin hinnalla. Aktiivisia puolijohdehärveleitä samoin. Siksi niistä loistehoa tuottavista tyhjäkäyvistä moottoreista on luovuttu. Tahtikoneet ovat pitkälti syrjäytyneet myös teollisuuslaitosten voimanlähteinä.

pmk
Seuraa 
Viestejä1855
VilleVoltti
pmk

 

Tehokerroin kertoo siis molemmissa tapauksissa (vaihesiirto ja piikkivirta) miten suuri osa johtimen kapasiteetista voidaan hyödyntää ja on siten ihan oiva tapa käyttää samaa lukuarvoa molemmissa tapauksissa tai niiden yhdistelmien kohdalla.

Kyllä tästä saman termin käytöstä on haittaa ainakin silloin, kun keskustellaan huonosta tehokertoimesta ja sen korjaamisesta. Pitäisi tietää puhutaanko tehokertoimesta vai tehokertoimesta 

PS

Kumpaakohan nämä nykyiset staattiset tehokerroinmittaukset, joita on toimintoina vaikka missä mittarissa, näyttävät oikeammin, vanhaa vaiko uutta tehokerrointa.

Mikä tässä on ongelmana, onko kussakin näyttöpisteessä laskettu i*t tulo ja niiden integrointi (keskiarvottaminen) antavat ihan oikean keskiarvon ? Tietenkään eri aikoina tehdyt jännite- ja virtamittaukset eivät anna oikeita hetkellisiä tehoja tai niiden summia/integraaleja.

Todellinen tehollisarvo (RMS) mittaus ja niiden tulo antavat kummassakin tapauksessa ihan oikean tuloksen käyrämuodosta riippumatta.

 

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat