คุณภาพพลังงาน
อุปกรณ์ไฟฟ้าถูกออกแบบมาเพื่อใช้งานกับพลังงานไฟฟ้า ที่เป็นแรงดันไฟฟ้า และความถี่เฉพาะ และค่อนข้างฟรีจากปัญหาคุณภาพ เช่น แรงดันไฟฟ้า และความสม่ำเสมอ ปัญหาคุณภาพพลังงานสามารถลดประสิทธิภาพ และลดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ไฟฟ้า และเพิ่มต้นทุนการดำเนินงานของธุรกิจ
ปัญหาคุณภาพพลังงานสามารถเกิดจากความหลากหลายของเงื่อนไข ระบบตรวจสอบพลังงาน ที่ออกแบบมาอย่างดีเป็นสิ่งจำเป็นในการระบุปัญหา และแก้ไขได้อย่างรวดเร็วก่อน ที่จะกลายเป็นค่าใช้จ่าย
หลักสูตรนี้ จะช่วยให้คุณเข้าใจดีขึ้นประเภทของปัญหาคุณภาพพลังงาน ที่มักเกิดขึ้นในประเภทต่าง ๆ ของสิ่งอำนวยความสะดวก และวิธีการตรวจสอบผลิตภัณฑ์ และระบบสามารถช่วยให้คุณลดปัญหาเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม ก่อนอื่นมีแนวคิดพื้นฐานบางอย่าง ที่เราต้องครอบคลุม
กระแสตรง ( DC )
แหล่งกระแสไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าอาจมาจากแหล่งกระแสตรง ( DC ) หรือแหล่งกระแสสลับ ( AC ) ดัง ที่ได้กล่าวไว้ในพื้นฐานของหลักสูตรไฟฟ้าสาธารณูปโภคในการสร้าง และเผยแพร่พลังงาน AC อย่างไรก็ตาม มีหลายแหล่ง และการใช้พลังงาน DC เช่น กัน แหล่งพลังงาน DC ประกอบด้วยอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น เซลล์แสงอาทิตย์แบตเตอรี่วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ที่แปลง AC เป็น DC และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า DC
ในวงจร DC อิเล็กตรอนไหลอย่างต่อเนื่องในทิศทางเดียวจากแหล่งพลังงานผ่านตัวนำไปสู่การโหลด และกลับไปยังแหล่งพลังงาน แรงดันไฟฟ้าขั้วสำหรับแหล่งกระแสโดยตรงยังคงคง ที่
กระแสสลับ ( AC )
เครื่องกำเนิดไฟฟ้า AC ทำให้อิเล็กตรอนไหลก่อนในทิศทางเดียวจากนั้น อีกทิศทางหนึ่ง ในความเป็นจริงเครื่องกำเนิดไฟฟ้า AC จะย้อนกลับค่าของเทอร์มินัลหลายครั้ง ที่สองทำให้กระแส ที่จะเปลี่ยนทิศทางด้วยการย้อนกลับ แต่ละครั้ง
แรงดันไฟฟ้าสลับ และกระแสต่างกันอย่างต่อเนื่อง ตัวแทนกราฟฟิกของ AC คือ คลื่นไซน์ คลื่นไซน์สามารถแทนกระแส หรือแรงดันได้ ภาพประกอบแสดงหนึ่งรอบของคลื่นไซน์บนกราฟ ที่มี สองแกน แกนดิ่งแทนทิศทาง และขนาดของกระแส หรือแรงดันไฟฟ้า แกนนอนแสดงเวลา
เมื่อคลื่นอยู่เหนือแกนเวลากระแสจะไหลในทิศทางเดียว นี่เรียกว่า ทิศบวก เมื่อคลื่นอยู่ใต้แกนเวลากระแสจะไหลในทิศทางตรงกันข้าม นี่เรียกว่า ทิศลบ
คลื่นไซน์เคลื่อน ที่ผ่านการหมุนครบรอบ 360 องศา ซึ่งเรียกว่า เป็นหนึ่งรอบ ตาม ที่จะได้รับการกล่าวถึงในภายหลังในหลักสูตรนี้ คลื่น AC ไซน์ทั่วไปจะผ่านหลายรอบเหล่านี้ ใน แต่ละวินาที
การกลับมา
จำนวนรอบต่อวินาทีของแรงดันไฟฟ้า และกระแส ที่ผลิตโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า AC จะเรียกว่า ความถี่ของแรงดันไฟฟ้า และกระแสนั้น หน่วยความถี่ ที่ได้รับการยอมรับคือ เฮิรตซ์ย่อ Hz 1 Hz เท่ากับ 1 รอบต่อวินาที
บริษัท พลังงานผลิต และแจกจ่ายกระแสไฟฟ้า ที่ความถี่ต่ำมาก ความถี่สายไฟมาตรฐานในสหรัฐอเมริกา และประเทศอื่น ๆ อีกมากมายคือ 60 Hz 50 Hz เป็นความถี่ของสายไฟทั่วไป ที่ใช้ทั่วโลก ภาพต่อไปนี้ แสดง 15 รอบใน 1 / 4 วินาที นี่เท่ากับ 60 Hz
แม้ว่า บริษัท ไฟฟ้าจะผลิตไฟฟ้า ที่ความถี่คง ที่ต่ำวงจรอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากจะแปลงความถี่ต่ำนี้ เป็นความถี่ ที่สูงขึ้น หรือความถี่ ที่หลากหลายสำหรับการใช้งานใน หลากหลายวิธี
ความถี่เป็นลักษณะ ที่สำคัญของ AC เพราะอุปกรณ์ และวงจรหลายตอบสนองแตกต่างกันต่อความถี่ ที่แตกต่างกัน
แอมพลิจูด
แรงดัน และกระแสในวงจร AC เพิ่มขึ้น และลดลงเมื่อเวลาผ่านไปในรูปแบบ ที่เรียกว่า คลื่นไซน์ ดัง ที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ คลื่นไซน์สมบูรณ์หนึ่งลูกเรียกว่า รอบ และจำนวนรอบในหนึ่งวินาทีเรียกว่า ความถี่ นอกเหนือจากความถี่แล้วคลื่น AC ไซน์ยังมีแอมพลิจูด, ซึ่งเป็นช่วงของการเปลี่ยนแปลงจากค่าสูงสุดไปยังค่าต่ำสุดของมัน แอมพลิจูดสามารถระบุได้สามวิธี: ค่าสูงสุดค่าจุดสูงสุดยอดจุดสูงสุด และค่า ที่มีประสิทธิภาพ
ค่าสูงสุดของคลื่นไซน์คือ ค่าสูงสุดของ แต่ละครึ่งของคลื่นไซน์
ค่าจุดยอดคือ ช่วงจากจุดสูงสุดบวกถึงจุดสูงสุด นี่คือ ค่าสูงสุดเป็นสองเท่า
ค่า ที่มีประสิทธิภาพของ AC ถูกกำหนดในแง่ของผลความร้อน ที่เทียบเท่ากันเมื่อเทียบกับ DC เครื่องดนตรี ที่ออกแบบมาเพื่อวัดแรงดันไฟฟ้า AC และกระแสมักจะแสดงค่า ที่มีประสิทธิภาพ ค่า ที่มีประสิทธิภาพของแรงดันไฟฟ้า AC หรือกระแสประมาณเท่ากับ 0.707 เท่าของค่าสูงสุด
ค่า ที่มีประสิทธิภาพยังเรียกว่า ค่า RMS ชื่อนี้ มาจากกระบวนการทางคณิตศาสตร์สี่เหลี่ยมจัตุรัส ที่ใช้ในการกำหนดค่า ที่มีประสิทธิภาพของ waveform
ค่าทันที
ค่าชั่วขณะคือ ค่าณจุดใดจุดหนึ่งบนคลื่นไซน์ แรงดันไฟฟ้า waveform ผลิตเป็น armature เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสองขั้วพื้นฐาน ที่หมุนได้ 360 องศาเรียกว่า คลื่นไซน์เพราะแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะ หรือกระแสสัมพันธ์กับฟังก์ชันไซน์ตรีโกณมิติ
ดัง ที่แสดงในภาพประกอบแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะ ( e ) และกระแส ( i ) ณจุดใด ๆ บนคลื่นไซน์เท่ากับค่าสูงสุดคูณไซน์ของมุม ค่าไซน์ ที่แสดงในภาพประกอบได้มาจากตารางตรีโกณมิติ จำไว้ว่า แต่ละจุดมีค่าชั่วขณะ แต่ภาพประกอบนี้ แสดงแค่ไซน์ของมุมในช่วงเวลา 30 องศาเท่านั้น
อำนาจสามเฟส
จนถึงตอนนี้ เราได้พูดคุยเพียงเกี่ยวกับพลังงานไฟฟ้าระยะเดียว พลังงานเฟสเดียวถูกใช้ใน ที่ ที่ความต้องการพลังงานค่อนข้างเล็ก เช่น สำหรับบ้านทั่วไป
อย่างไรก็ตาม บริษัท ไฟฟ้าสร้าง และแจกจ่ายพลังงานสามเฟส พลังงานสามเฟส ที่ใช้ในการประยุกต์ใช้ในเชิงพาณิชย์ และอุตสาหกรรม ที่มีความต้องการพลังงานสูงกว่า ที่อยู่อาศัยทั่วไป
พลังสามเฟสตาม ที่แสดงในภาพประกอบเป็นชุดต่อเนื่องของสามรอบ AC ที่ทับซ้อนกัน แต่ละคลื่นแทน a & quot ; phase & quot ; และจะชดเชยด้วย 120 องศาไฟฟ้าจากทั้งสองขั้นตอน สามขั้นเรียกว่า A , B และ C
การหมุนระยะ
ตาม ที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ ความสัมพันธ์ขั้นตอนสำหรับแรงดันไฟฟ้า AC สามเฟสทั่วไป หรือกระแส ที่ บริษัท ไฟฟ้าให้มาสามารถแสดงได้โดยใช้ waveform ที่วางแผนไว้บนกราฟ อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์นี้ สามารถอธิบายได้ง่ายขึ้นด้วยแผนภาพ ที่แสดงเวกเตอร์เฟสสามตัว ความยาวของเวกเตอร์ แต่ละตัวแทนแอมพลิจูดของหนึ่งช่วง เวกเตอร์ แต่ละตัวแยกออกจากเวกเตอร์อีกสองตัวด้วย 120 องศา
เมื่อแรงดันไฟฟ้าสามเฟส AC ถูกนำไปใช้กับสเตเตอร์ของมอเตอร์สามเฟสสนามแม่เหล็ก ที่หมุนได้จะถูกผลิตขึ้น ลูกศรบนแผนภาพเฟสในตัวอย่างนี้ ใช้เพื่อแสดงทิศทางของการหมุนสำหรับสนามแม่เหล็กนี้
ฟาเซอร์ไดอะแกรมเหมือน ที่แสดงในมุมล่างขวามีให้บริการบนเครื่องซีเมนส์หลายเครื่อง
โหลดเชิงเส้น
โหลดอุปกรณ์ไฟฟ้าสามารถเป็นแบบเชิงเส้น หรือไม่เป็นเชิงเส้น เป็นสิ่งสำคัญ ที่จะเข้าใจความแตกต่างระหว่า งโหลดสองประเภทนี้ และการโหลดประเภทนี้ ส่งผลกระทบต่อคุณภาพพลังงานอย่างไร
การโหลดเชิงเส้นคือ การโหลดใด ๆ ที่แรงดัน และกระแสเพิ่มขึ้น หรือลดสัดส่วน แรงดัน และกระแสอาจจะออกจากเฟสในการโหลดเชิงเส้น แต่คลื่นของ แต่ละคนจะยังคงเป็นคลื่น และสัดส่วน มอเตอร์องค์ประกอบความร้อนต้านทานไฟไส้ และรีเลย์เป็นตัวอย่างของการโหลดเชิงเส้น การโหลดเชิงเส้นอาจทำให้เกิดปัญหาในระบบการกระจายตัวหากมันทำงานผิดปกติ หรือมีขนาดใหญ่เกินไปสำหรับระบบการกระจายตัว อย่างไรก็ตาม เมื่อดำเนินการภายในข้อกําหนดพวกเขาไม่ได้ก่อให้เกิดการบิดเบือนคลื่นเสียงประเภทหนึ่ง ซึ่งจะมีการกล่าวถึงในภายหลัง
ระบบตรวจสอบพลังงานมีความสำคัญสำหรับการใช้งานกับโหลดทุกประเภท ตัวอย่างเช่น พวกเขาสามารถระบุได้ว่า เมื่อกระแสโหลดเข้าใกล้ระดับ ที่จะทำให้เกิดการโอเวอร์โหลด และการเดินทางอุปกรณ์ป้องกัน ที่มากเกินไป
อุปกรณ์ตรวจสอบพลังงานสามารถใช้กับเครื่องป้อน และวงจรสาขารวมถึงในเมนของระบบการกระจาย ตัวอย่างเช่น พวกเขาสามารถใช้เพื่อตรวจสอบการโหลด แต่ละรายการ การรับรองแบบ LEED ได้รับการพัฒนาโดยสภาอาคารอาคารสีเขียวของสหรัฐอเมริกาแม้จะต้องใช้ HVAC และแสงสว่า งกว่า บางอำนาจ ที่จะได้รับการติดตามเป็นรายบุคคลเพื่อให้ปฏิบัติตาม
โหลดไม่เชิงเส้น
เมื่อกระแสการโหลด ที่ทันทีไม่เป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้า ที่ทันทีการโหลดถือว่า เป็นการโหลด ที่ไม่เชิงเส้น คอมพิวเตอร์โทรทัศน์ PLCs แสง bal กินเวลาไดรฟ์ความเร็วตัวแปร และอุปกรณ์ ที่หลากหลาย ที่มีแหล่งจ่ายไฟอิเล็กทรอนิกส์เป็นตัวอย่างของการโหลด ที่ไม่เชิงเส้น
แต่จำนวน ที่แน่นอน และประเภทของการบิดเบือนแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการโหลด รูปคลื่น ที่คุณเห็นเมื่อคุณเมาส์เหนือสี่เหลี่ยมสีแดงเป็นเพียงตัวอย่างเดียวของคลื่น ที่บิดเบี้ยวในปัจจุบันสามเฟส
ระบบตรวจสอบคุณภาพพลังงาน ที่ดีเป็นสิ่งจำเป็นในการรักษาระบบกระจายพลังงาน ที่ให้พลังงาน ที่สะอาด การใช้วิธีแก้ปัญหา ที่ผิดอาจจะมีราคาแพง และ อันตราย
ฮาร์โมนิค
วงจรอิเล็กทรอนิกส์ และอุปกรณ์จำนวนมากผลิตความถี่ ที่เป็นจำนวนเท่าของความถี่ ที่ใช้ ความถี่ ที่ผลิตขึ้น ซึ่งเป็นจำนวนมากของความถี่เดิมเรียกว่า ฮาร์มอนิก
ความถี่เดิมเรียกว่า ความถี่พื้นฐาน หรือความถี่พื้นฐาน หรือฮาร์มอนิกแรก ตัวคูณความถี่ แต่ละตัวเรียกว่า ตัวเลขของมัน ตัวอย่างเช่น เสียงประสาน ที่สองเป็นสองเท่าของความถี่พื้นฐานเสียง ที่สามคือ ความถี่พื้นฐานเป็นสามเท่าของความถี่พื้นฐานฯ ลฯ
วงจร ที่ผลิตดนตรีประสานมักจะผลิตพวกเขา ที่ลดขยายจากความถี่พื้นฐาน นอกจากนี้ วงจรเหล่านี้ ไม่ได้ผลิตหลาย harmonic แต่ฮาร์โมนิคเฉพาะ ที่ผลิตขึ้นอยู่กับประเภทของวงจร และระดับพลังงาน ที่เกี่ยวข้อง
เอฟเฟกต์ฮาร์มอนิคสามารถแสดงเป็นความร้อนในสถาน ที่ต่าง ๆ เช่น ระบบนิวตรอนหม้อแปลง และธนาคารตัวเก็บประจุ เมื่อความร้อนสร้างขึ้นเพียงพออุปกรณ์จะเสียหาย ระบบตรวจสอบพลังงานสามารถระบุคลื่นเสียง และแหล่ง ที่มาของพวกเขาเพื่อเปิดใช้การแก้ไข
ตัวเหนี่ยวนำ และตัวเหนี่ยวนำ
ความต้านทาน และแรงดันไม่ได้เป็นเพียงคุณสมบัติวงจร ที่มีผลต่อการไหลของกระแส ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ไฟฟ้าเป็นคุณสมบัติของวงจรไฟฟ้า ที่ต่อต้านการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้า ความต้านทานต่อต้านการไหลของกระแสในปัจจุบัน แต่สิ่งกระตุ้นขัดแย้งกับการเปลี่ยนแปลงของการไหลในปัจจุบัน การเหนี่ยวนำนั้น ถูกกำหนดด้วยตัวอักษร& quot ; L & quot ; หน่วยของการวัดอุปกรณ์คือ เฮนรี่ ( h )
การไหลของกระแสจะสร้างสนามแม่เหล็กในตัวนำ ปริมาณของกระแสกำหนดความแข็งแรงของสนามแม่เหล็ก เมื่อการไหลของกระแสเพิ่มขึ้นความแข็งแรงของสนามจะเพิ่มขึ้น และเมื่อการไหลของกระแสลดลงความแข็งแรงของสนามจะลดลง
การเปลี่ยนแปลงในกระแสใด ๆ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง ที่สอดคล้องกันในสนามแม่เหล็กรอบตัวนำ กระแสคง ที่สำหรับแหล่ง DC ที่ควบคุมยกเว้นเมื่อวงจรถูกเปิด และปิด หรือเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงโหลด อย่างไรก็ตาม กระแสสลับมีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง และการเหนี่ยวนำจะต่อต้านการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง การเปลี่ยนแปลงในสนามแม่เหล็กรอบตัวนำจะกระตุ้นแรงดันไฟฟ้าในตัวนำ นี้ แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำตัวเองเรียกว่า emf ตัวนับเพราะมันต่อต้านการเปลี่ยนแปลงของกระแส
ตัวนำทุกตัวมีอุปกรณ์ไฟฟ้า แต่ตัวเหนี่ยวนำเป็นขดลวดของบาดแผลลวดสำหรับเหนี่ยวนำโดยเฉพาะ สำหรับการใช้งานบางอย่างตัวเหนี่ยวนำจะทำให้เกิดบาดแผลรอบแกนโลหะเพื่อให้มีสมาธิต่อการเหนี่ยวนำ การเหนี่ยวนำของขดลวดจะถูกกำหนดโดยจำนวนรอบในขดลวดเส้นผ่าศูนย์กลาง และความยาว และวัสดุหลัก ตัวเหนี่ยวนำมักจะมีการแสดงสัญลักษณ์บนการวาดไฟฟ้าเป็นเส้นขด
ภาษาอังกฤษ
รัสเซีย
ฝรั่งเศส
ภาษาสเปน
ภาษาอาหรับ
ภาษาไทย
