معامل القدرة

في الهندسة الكهربائية ، يُعرَّف معامل القدرة لنظام التيار المتردد بأنه نسبة القدرة الحقيقية التي يمتصها الحمل إلى القدرة الظاهرية المتدفقة في الدائرة. القدرة الحقيقية هي متوسط حاصل ضرب الجهد والتيار في اللحظة الراهنة، وتمثل قدرة الكهرباء على أداء شغل. أما القدرة الظاهرية فهي حاصل ضرب الجذر التربيعي المتوسط (RMS) للتيار والجهد. غالبًا ما تكون القدرة الظاهرية أعلى من القدرة الحقيقية لأن الطاقة تتراكم دوريًا في الحمل ثم تعود إلى المصدر، أو لأن الحمل غير الخطي يشوه شكل موجة التيار. عندما تتجاوز القدرة الظاهرية القدرة الحقيقية، يكون التيار المتدفق في الدائرة أكبر من اللازم لنقل القدرة الحقيقية. عندما يكون مقدار معامل القدرة أقل من واحد، يكون الجهد والتيار غير متوافقين في الطور، مما يقلل من متوسط حاصل ضربهما. يحدث معامل قدرة سالب عندما يُولِّد الجهاز (عادةً الحمل) قدرة حقيقية، ثم تعود هذه القدرة إلى المصدر.

في نظام الطاقة الكهربائية، يسحب الحمل ذو معامل القدرة المنخفض تيارًا أكبر من الحمل ذي معامل القدرة المرتفع لنقل نفس كمية الطاقة المفيدة. وتؤدي التيارات الأكبر إلى زيادة الطاقة المفقودة في شبكة التوزيع، وتتطلب أسلاكًا ومعدات أخرى ذات سعة أكبر. ونظرًا لتكاليف المعدات الأكبر والطاقة المهدرة، تفرض شركات الكهرباء عادةً رسومًا أعلى على العملاء الصناعيين أو التجاريين ذوي معامل القدرة المنخفض.

يعمل تصحيح معامل القدرة ( PFC ) على زيادة معامل قدرة الحمل، مما يحسن كفاءة نظام التوزيع المتصل به. يمكن تصحيح الأحمال الخطية ذات معامل القدرة المنخفض (مثل المحركات الحثية ) باستخدام شبكة سلبية من المكثفات أو المحاثات . أما الأحمال غير الخطية، مثل المقومات ، فتُشوه التيار المسحوب من النظام. في هذه الحالات، يمكن استخدام تصحيح معامل القدرة، سواءً كان فعالاً أو سلبياً، لمواجهة هذا التشوه ورفع معامل القدرة. قد تكون أجهزة تصحيح معامل القدرة موجودة في محطة فرعية مركزية ، أو موزعة على نظام التوزيع، أو مدمجة في المعدات المستهلكة للطاقة.

الحالة العامة

يُعطى التعبير العام لعامل القدرة بالصيغة التالية:

{\mbox{عامل القدرة}}=P/P_{a}

P_{a}=I_{rms}V_{rms}

أين $P$ هل القدرة الحقيقية التي يقيسها مقياس الواط المثالي هي $I_{rms}$ هو التيار الفعال المقاس بواسطة مقياس التيار المثالي ، و $V_{rms}$ الجهد الفعال المقاس بواسطة فولتميتر مثالي . القدرة الظاهرية. $P_{a}$ ، هو ناتج التيار الفعال والجهد الفعال.

إذا كان الحمل يزود المولد بالطاقة، فـ $P$ و ${\mbox{عامل القدرة}}$ ستكون النتيجة سلبية.

إذا كانت أشكال الموجات دورية ولها نفس الفترة الأساسية، فيمكن حساب عامل القدرة على النحو التالي: ${\begin{aligned}P&={\frac {1}{T}}\int _{t'}^{t'+T}i(t)v(t)dt,\\I_{rms}&={\sqrt {{\frac {1}{T}}\int _{t'}^{t'+T}{i(t)}^{2}dt}},\\V_{rms}&={\sqrt {{\frac {1}{T}}\int _{t'}^{t'+T}{v(t)}^{2}dt}},\\{\mbox{عامل القدرة}}&={\frac {P}{I_{rms}V_{rms}}},\end{aligned}}$ أين $i(t)$ هو التيار اللحظي، $v(t)$ هو الجهد اللحظي، $t'$ هو وقت بدء عشوائي، و $T$ هي فترة الموجات.

إذا لم تكن أشكال الموجات دورية وكانت أجهزة القياس الفيزيائية لها نفس زمن المتوسط، فيمكن استخدام معادلات الحالة الدورية باستثناء ما يلي: $T$ هو متوسط وقت القياسات بدلاً من فترة الموجة.

الدوائر الخطية

في الدائرة الخطية ، التي تتكون من مجموعات من المقاومات والمحاثات والمكثفات، يكون لتدفق التيار استجابة جيبية لجهد الخط الجيبي. ^{[ 1 ]} لا يُغير الحمل الخطي شكل موجة الإدخال، ولكنه قد يُغير التوقيت النسبي (الطور) بين الجهد والتيار، وذلك بسبب محاثته أو سعته.

في دائرة التيار المتردد المقاومة البحتة، تكون موجات الجهد والتيار متزامنة (أو متوافقة في الطور )، وتتغير قطبيتها في نفس اللحظة في كل دورة. يتم استهلاك (أو تبديد) كل الطاقة الداخلة إلى الحمل.

في حال وجود أحمال تفاعلية ، مثل المكثفات أو المحاثات ، يؤدي تخزين الطاقة في هذه الأحمال إلى فرق في الطور بين موجات التيار والجهد. خلال كل دورة من دورات التيار المتردد، تُخزَّن طاقة إضافية، بالإضافة إلى الطاقة المستهلكة في الحمل، مؤقتًا في الحمل ضمن مجالات كهربائية أو مغناطيسية، ثم تُعاد إلى شبكة الطاقة بعد جزء من الدورة.

تتمتع الدوائر الكهربائية التي تحتوي في الغالب على أحمال مقاومة ( المصابيح المتوهجة ، والأجهزة التي تستخدم عناصر التسخين مثل المحامص والأفران الكهربائية ) بمعامل قدرة يقارب 1، ولكن الدوائر التي تحتوي على أحمال حثية أو سعوية (المحركات الكهربائية، والصمامات اللولبية ، والمحولات، وموازنات مصابيح الفلورسنت ، وغيرها) يمكن أن يكون لها معامل قدرة أقل بكثير من 1.

ستستخدم الدائرة ذات معامل القدرة المنخفض كمية أكبر من التيار لنقل كمية معينة من الطاقة الحقيقية مقارنة بالدائرة ذات معامل القدرة العالي، مما يتسبب في زيادة الخسائر بسبب التسخين المقاوم في خطوط الطاقة، ويتطلب استخدام موصلات ومحولات ذات تصنيف أعلى.

التعريف والحساب

يتكون التيار المتردد من عنصرين:

القوة الحقيقية أو القوة الفعالة ( $P$ ) (تسمى أحيانًا متوسط القدرة ^{[ 2 ]} )، معبر عنها بالواط (W)
القدرة التفاعلية ( $Q$ )، وعادة ما يتم التعبير عنها بوحدة فولت أمبير تفاعلي (var) ^{[ 3 ]}

يشكلون معاً قوة معقدة ( $S$ ) معبر عنها بالفولت أمبير (VA). مقدار القدرة المركبة هو القدرة الظاهرية ( $|S|$ )، ويعبر عنها أيضًا بالفولت أمبير (VA).

تُعدّ وحدات الفولت أمبير (VA) والفار وحدات غير تابعة للنظام الدولي للوحدات (SI) متشابهة في أبعادها مع الواط، ولكنها تُستخدم في التطبيقات الهندسية بدلاً من الواط لتحديد الكمية المراد التعبير عنها. ويمنع النظام الدولي للوحدات (SI) صراحةً استخدام الوحدات لهذا الغرض أو كمصدر وحيد للمعلومات حول كمية فيزيائية معينة. ^{[ 4 ]}

يُعرَّف عامل القدرة بأنه نسبة القدرة الحقيقية إلى القدرة الظاهرية. عند نقل القدرة عبر خط النقل، فإنها لا تتكون فقط من القدرة الحقيقية التي يمكنها إنجاز شغل عند نقلها إلى الحمل، بل تتكون من مزيج من القدرة الحقيقية والقدرة غير الحقيقية، والتي تُسمى القدرة الظاهرية. يصف عامل القدرة مقدار القدرة الحقيقية المنقولة عبر خط النقل نسبةً إلى إجمالي القدرة الظاهرية المتدفقة في الخط. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}

يمكن أيضًا حساب عامل القدرة على أنه جيب تمام الزاوية θ التي يتأخر بها شكل موجة التيار أو يتقدم على شكل موجة الجهد. ^{[ 7 ]}

مثلث القوة

يمكن ربط مكونات القدرة الكهربائية المترددة المختلفة باستخدام مثلث القدرة في الفضاء المتجهي. تمتد القدرة الحقيقية أفقيًا على المحور الحقيقي، بينما تمتد القدرة غير الفعالة على المحور التخيلي. تمثل القدرة المركبة (ومقدارها، القدرة الظاهرية) مزيجًا من القدرة الحقيقية وغير الفعالة، وبالتالي يمكن حسابها باستخدام المجموع المتجهي لهاتين المكونتين. نستنتج أن العلاقة الرياضية بين هذه المكونات هي:

{\begin{aligned}S&=P+jQ\\|S|&={\sqrt {P^{2}+Q^{2}}}\\{\text{pf}}&=\cos {\theta }={\frac {P}{|S|}}=\cos {\left(\arctan {\left({\frac {Q}{P}}\right)}\right)}\\Q&=P\,\tan(\arccos({\text{pf}}))\end{aligned}}

مع ازدياد الزاوية θ مع ثبات القدرة الظاهرية الكلية، يزداد اختلاف طور التيار والجهد. تنخفض القدرة الفعالة، وتزداد القدرة غير الفعالة.

عوامل القدرة المتأخرة والمتقدمة والوحدوية

يُوصف معامل القدرة بأنه متقدم إذا كان شكل موجة التيار متقدمًا في الطور بالنسبة للجهد، أو متأخرًا إذا كان شكل موجة التيار متأخرًا عن شكل موجة الجهد. يشير معامل القدرة المتأخر إلى أن الحمل حثي، حيث سيستهلك الحمل قدرة تفاعلية. $Q$ تكون قيمة معامل القدرة موجبة لأن القدرة التفاعلية تمر عبر الدائرة ويستهلكها الحمل الحثي. يشير معامل القدرة المتقدم إلى أن الحمل سعوي، حيث يزود الحمل بقدرة تفاعلية، وبالتالي يكون المكون التفاعلي $Q$ تكون القيمة سالبة لأن الطاقة التفاعلية يتم تزويدها للدائرة.

إذا كانت θ هي زاوية الطور بين التيار والجهد، فإن عامل القدرة يساوي جيب تمام الزاوية. $\cos \theta$ :

|P|=|S|\cos \theta

بما أن الوحدات متسقة، فإن معامل القدرة، بحكم تعريفه، هو عدد بلا أبعاد يتراوح بين -1 و1. عندما يكون معامل القدرة مساويًا للصفر، يكون تدفق الطاقة تفاعليًا بالكامل، وتعود الطاقة المخزنة في الحمل إلى المصدر في كل دورة. أما عندما يكون معامل القدرة مساويًا للواحد، ويُشار إليه بمعامل القدرة الواحد ، فإن الحمل يستهلك كل الطاقة التي يوفرها المصدر. يُشار عادةً إلى معاملات القدرة بأنها متقدمة أو متأخرة لتوضيح إشارة زاوية الطور. الأحمال السعوية متقدمة (التيار يسبق الجهد)، والأحمال الحثية متأخرة (التيار يتأخر عن الجهد).

عند توصيل حمل مقاومي بحت بمصدر طاقة، يتغير قطب التيار والجهد بشكل متزامن، ويكون معامل القدرة 1، وتتدفق الطاقة الكهربائية في اتجاه واحد عبر الشبكة في كل دورة. تستهلك الأحمال الحثية، مثل المحركات الحثية (أي نوع من الملفات الملفوفة)، طاقة تفاعلية، حيث يتأخر شكل موجة التيار عن الجهد. أما الأحمال السعوية، مثل بنوك المكثفات أو الكابلات المدفونة، فتولد طاقة تفاعلية، حيث يتقدم طور التيار على الجهد. يمتص كلا النوعين من الأحمال الطاقة خلال جزء من دورة التيار المتردد، وتُخزن هذه الطاقة في المجال المغناطيسي أو الكهربائي للجهاز، ثم تُعاد إلى المصدر خلال الجزء المتبقي من الدورة.

على سبيل المثال، للحصول على 1 كيلوواط من القدرة الحقيقية، إذا كان معامل القدرة يساوي واحدًا، يلزم نقل 1 كيلو فولت أمبير من القدرة الظاهرية (1 كيلوواط ÷ 1 = 1 كيلو فولت أمبير). عند قيم منخفضة لمعامل القدرة، يلزم نقل قدرة ظاهرية أكبر للحصول على نفس القدرة الحقيقية. للحصول على 1 كيلوواط من القدرة الحقيقية عند معامل قدرة 0.2، يلزم نقل 5 كيلو فولت أمبير من القدرة الظاهرية (1 كيلوواط ÷ 0.2 = 5 كيلو فولت أمبير). يجب إنتاج هذه القدرة الظاهرية ونقلها إلى الحمل، وهي عرضة للفقد في عمليتي الإنتاج والنقل.

تستهلك الأحمال الكهربائية التي تعمل بالتيار المتردد كلاً من القدرة الفعالة والقدرة غير الفعالة. يُمثل المجموع الاتجاهي للقدرة الفعالة والقدرة غير الفعالة القدرة المركبة، بينما يُمثل مقدارها القدرة الظاهرية. يؤدي وجود القدرة غير الفعالة إلى انخفاض القدرة الفعالة عن القدرة الظاهرية، وبالتالي، يكون معامل قدرة الحمل الكهربائي أقل من 1.

قد ينتج معامل القدرة السالب (من 0 إلى -1) عن إعادة الطاقة الفعالة إلى المصدر، كما هو الحال في مبنى مزود بألواح شمسية عند إعادة تغذية الطاقة الفائضة إلى الشبكة. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}

تصحيح معامل القدرة للأحمال الخطية

يُعدّ معامل القدرة العالي مرغوبًا فيه عمومًا في أنظمة توصيل الطاقة لتقليل الفاقد وتحسين تنظيم الجهد عند الأحمال. وتُسهم عناصر التعويض القريبة من الأحمال الكهربائية في تقليل الطلب الظاهري على الطاقة في شبكة الإمداد. وقد تقوم شركات نقل الطاقة الكهربائية بتطبيق تصحيح معامل القدرة لتحسين استقرار الشبكة وكفاءتها. كما يُمكن لعملاء الكهرباء الذين تُفرض عليهم رسوم من شركاتهم بسبب انخفاض معامل القدرة، تركيب معدات تصحيح لرفع معامل القدرة لديهم، وبالتالي خفض التكاليف.

يعمل تصحيح معامل القدرة على تقريب معامل القدرة في دائرة التيار المتردد من 1 عن طريق تزويد أو امتصاص القدرة التفاعلية، وذلك بإضافة مكثفات أو ملفات حث تعمل على إلغاء التأثيرات الحثية أو السعوية للحمل، على التوالي. في حالة تعويض التأثير الحثي لأحمال المحركات، يمكن توصيل مكثفات محليًا. تساعد هذه المكثفات على توليد القدرة التفاعلية لتلبية احتياجات الأحمال الحثية، مما يمنع تدفق هذه القدرة التفاعلية من مولد الشبكة إلى الحمل. في قطاع الكهرباء، يُقال إن الملفات الحثية تستهلك القدرة التفاعلية، بينما يُقال إن المكثفات تزودها، مع أن القدرة التفاعلية هي ببساطة طاقة تنتقل ذهابًا وإيابًا في كل دورة تيار متردد.

يمكن للعناصر التفاعلية في أجهزة تصحيح معامل القدرة أن تُحدث تقلبات في الجهد وضوضاء توافقية عند تشغيلها أو إيقافها. فهي تُزوّد أو تسحب القدرة التفاعلية بغض النظر عن وجود حمل مُقابل يعمل في الجوار، مما يزيد من خسائر النظام في حالة عدم التحميل. وفي أسوأ الأحوال، قد تتفاعل العناصر التفاعلية مع النظام ومع بعضها البعض مُحدثةً حالة رنين، مما يؤدي إلى عدم استقرار النظام وتقلبات حادة في الجهد الزائد . ولذلك، لا يُمكن استخدام العناصر التفاعلية ببساطة دون إجراء تحليل هندسي.

1. مرحل التحكم في القدرة التفاعلية ؛ 2. نقاط توصيل الشبكة؛ 3. صمامات بطيئة الاحتراق ؛ 4. موصلات الحد من تيار البدء ؛ 5. مكثفات (وحدات أحادية الطور أو ثلاثية الطور، توصيل دلتا)؛ 6. محول (للتحكم ومراوح التهوية)

تتكون وحدة تصحيح معامل القدرة التلقائية من مكثفات يتم تشغيلها بواسطة موصلات . وتُتحكم هذه الموصلات بواسطة منظم يقيس معامل القدرة في الشبكة الكهربائية. وبناءً على الحمل ومعامل القدرة للشبكة، يقوم منظم معامل القدرة بتشغيل مجموعات المكثفات اللازمة على مراحل لضمان بقاء معامل القدرة أعلى من قيمة محددة.

بدلاً من مجموعة مكثفات قابلة للتبديل ، يمكن لمحرك متزامن غير مُحمّل أن يُزوّد الطاقة التفاعلية. وتعتمد الطاقة التفاعلية التي يسحبها المحرك المتزامن على شدة مجاله الكهربائي. ويُشار إليه باسم المكثف المتزامن . يتم تشغيله وتوصيله بالشبكة الكهربائية . ويعمل بمعامل قدرة متقدم، ويُزوّد الشبكة بالطاقة التفاعلية حسب الحاجة لدعم جهد النظام أو للحفاظ على معامل قدرة النظام عند مستوى مُحدد.

يُشابه تركيب وتشغيل المكثف التزامني تركيب وتشغيل المحركات الكهربائية الكبيرة . وتكمن ميزته الرئيسية في سهولة ضبط مقدار التصحيح؛ فهو يعمل كمكثف متغير. وعلى عكس المكثفات، فإن مقدار القدرة التفاعلية المُزوَّدة يتناسب طرديًا مع الجهد، وليس مربع الجهد؛ مما يُحسِّن استقرار الجهد في الشبكات الكبيرة. غالبًا ما تُستخدم المكثفات التزامنية في مشاريع نقل التيار المستمر عالي الجهد أو في المصانع الصناعية الكبيرة مثل مصانع الصلب .

تُستخدم أجهزة إلكترونيات الطاقة، مثل مُعَوِّض القدرة التفاعلية الثابت (STATCOM) ، بشكل متزايد لتصحيح معامل القدرة في أنظمة الطاقة ذات الجهد العالي أو الأحمال الصناعية الكبيرة والمتقلبة . تتميز هذه الأنظمة بقدرتها على تعويض التغيرات المفاجئة في معامل القدرة بسرعة أكبر بكثير من بنوك المكثفات التي تعمل بمفاتيح التلامس، ولأنها تعمل بتقنية الحالة الصلبة، فإنها تتطلب صيانة أقل من المكثفات المتزامنة.

الأحمال غير الخطية

من أمثلة الأحمال غير الخطية في نظام الطاقة: المقومات (مثل تلك المستخدمة في مصادر الطاقة)، وأجهزة التفريغ القوسي كالمصابيح الفلورية ، وآلات اللحام الكهربائي ، وأفران القوس الكهربائي . ولأن التيار في هذه الأنظمة ينقطع بفعل عملية التبديل، فإنه يحتوي على مكونات ترددية تُعدّ مضاعفات لتردد نظام الطاقة. معامل تشويه القدرة هو مقياس لمدى تأثير التشوه التوافقي لتيار الحمل على تقليل متوسط القدرة المنقولة إليه.

يعطي الجهد الجيبي والتيار غير الجيبي عامل تشويه القدرة بمقدار 0.75 لحمل مصدر الطاقة هذا للكمبيوتر.

مكونات غير جيبية

في الدوائر الخطية التي تحتوي فقط على تيارات وفولتيات جيبية بتردد واحد، ينشأ عامل القدرة فقط من فرق الطور بين التيار والفولتية. وهذا هو عامل قدرة الإزاحة . ^{[ 11 ]}

تُغيّر الأحمال غير الخطية شكل موجة التيار من موجة جيبية إلى شكل آخر. وتُنتج هذه الأحمال تيارات توافقية بالإضافة إلى التيار المتردد الأصلي (ذي التردد الأساسي). يُعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية في أنظمة الطاقة العملية التي تحتوي على أحمال غير خطية ، مثل المقومات ، وبعض أنواع الإضاءة الكهربائية، وأفران القوس الكهربائي ، ومعدات اللحام، ومصادر الطاقة ذات الوضع المُبدّل ، ومحركات السرعة المتغيرة، وغيرها من الأجهزة. ويمكن للمرشحات المُكوّنة من مكثفات وملفات خطية منع دخول التيارات التوافقية إلى نظام التغذية.

لقياس القدرة الحقيقية أو القدرة التفاعلية، يجب استخدام مقياس الواط المصمم للعمل بشكل صحيح مع التيارات غير الجيبية.

معامل قدرة التشوه

عامل القدرة المشوه هو مكون التشوه المرتبط بالفولتيات والتيارات التوافقية الموجودة في النظام.

{\begin{aligned}{\mbox{معامل قدرة التشوه}}&={\frac {I_{1}}{I_{rms}}}\\&={\frac {I_{1}}{\sqrt {I_{1}^{2}+I_{2}^{2}+I_{3}^{2}+I_{4}^{2}+\cdots }}}\\&={\frac {1}{\sqrt {1+THD_{i}^{2}}}}\\\end{aligned}}

${\mbox{THD}}_{i}$ يمثل التشوه التوافقي الكلي لتيار الحمل.

THD_{i}={\frac {\sqrt {\displaystyle \sum _{h=2}^{\infty }I_{h}^{2}}}{I_{1}}}={\frac {\sqrt {I_{2}^{2}+I_{3}^{2}+I_{4}^{2}+\cdots }}{I_{1}}}

$I_{1}$ هو المكون الأساسي للتيار، $I_{rms}$ يمثل التيار الكلي، و $I_{h}$ يمثل التيار عند التوافقي ^رقم h ؛ جميعها قيم جذر متوسط المربعات (يمكن أيضًا استخدام عامل قدرة التشوه لوصف التوافقيات الفردية، باستخدام التيار المقابل بدلًا من التيار الكلي). يفترض هذا التعريف فيما يتعلق بالتشوه التوافقي الكلي أن الجهد يظل غير مشوه (جيبي، بدون توافقيات). غالبًا ما يكون هذا التبسيط تقريبًا جيدًا لمصادر الجهد الثابتة (غير المتأثرة بتغيرات الحمل في اتجاه التيار في شبكة التوزيع). يبلغ التشوه التوافقي الكلي للمولدات النموذجية الناتج عن تشوه التيار في الشبكة حوالي 1-2%، وهو ما قد يكون له آثار على نطاق أوسع، ولكن يمكن تجاهله في الممارسة الشائعة. ^{[ 12 ]}

والنتيجة عند ضربها بمعامل قدرة الإزاحة هي معامل القدرة الكلي الحقيقي أو معامل القدرة (PF):

{\mbox{PF}}={\frac {\cos {\varphi }}{\sqrt {1+THD_{i}^{2}}}}

التشوه في الشبكات ثلاثية الأطوار

من الناحية العملية، تعتمد التأثيرات المحلية لتيار التشوه على الأجهزة في شبكة توزيع ثلاثية الأطوار على مقدار التوافقيات ذات الرتبة المحددة بدلاً من التشوه التوافقي الكلي.

على سبيل المثال، تتميز التوافقيات الثلاثية ، أو توافقيات التسلسل الصفري (الثالثة، والتاسعة، والخامسة عشرة، إلخ)، بخاصية التوافق في الطور عند مقارنتها بين الخطوط. في محول دلتا-واي ، قد تؤدي هذه التوافقيات إلى تيارات دائرية في ملفات الدلتا، مما ينتج عنه تسخين مقاومي أكبر . أما في محول واي، فلا تُولّد التوافقيات الثلاثية هذه التيارات، ولكنها تُولّد تيارًا غير صفري في السلك المحايد . قد يؤدي ذلك إلى زيادة الحمل على السلك المحايد في بعض الحالات، مما يُسبب خطأً في أنظمة قياس استهلاك الطاقة بالكيلوواط/ساعة، وبالتالي زيادة في إيرادات الفواتير. ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]} كما يؤدي وجود توافقيات التيار في المحول إلى زيادة التيارات الدوامية في القلب المغناطيسي للمحول. وتزداد خسائر التيارات الدوامية عمومًا مع مربع التردد، مما يُقلل من كفاءة المحول، ويُبدد حرارة إضافية، ويُقلل من عمره الافتراضي. ^{[ 15 ]}

تتحد التوافقيات ذات التسلسل السالب (الخامسة، والحادية عشرة، والسابعة عشرة، إلخ) بفارق طور مقداره 120 درجة، على غرار التوافقي الأساسي ولكن بتسلسل معكوس. في المولدات والمحركات، تُنتج هذه التيارات مجالات مغناطيسية تُعاكس دوران العمود، وقد تُؤدي أحيانًا إلى اهتزازات ميكانيكية ضارة. ^{[ 16 ]}

تصحيح الأحمال غير الخطية

أبسط طريقة للتحكم في التيار التوافقي هي استخدام مرشح يسمح بمرور التيار فقط بتردد التيار الكهربائي (50 أو 60 هرتز). يتكون هذا المرشح من مكثفات أو ملفات حث، ويجعل الجهاز غير الخطي يبدو أقرب إلى الحمل الخطي . ومن أمثلة تصحيح معامل القدرة السلبي دائرة ملء الوادي . من عيوب تصحيح معامل القدرة السلبي أنه يتطلب ملفات حث أو مكثفات أكبر من تلك المطلوبة في دائرة تصحيح معامل القدرة النشطة ذات القدرة المكافئة. ^{[ 17 ]}^{[ 18 ]}^{[ 19 ]} كما أن تصحيح معامل القدرة السلبي، عمليًا، غالبًا ما يكون أقل فعالية في تحسين معامل القدرة. ^{[ 20 ]}^{[ 21 ]}^{[ 22 ]}^{[ 23 ]}^{[ 24 ]}

تُعرف تقنية تصحيح معامل القدرة النشط (Active PFC) باستخدام إلكترونيات القدرة لتغيير شكل موجة التيار المسحوب من الحمل بهدف تحسين معامل القدرة. ^{[ 25 ]} من أنواع تصحيح معامل القدرة النشط: محول الخفض (Buck) ، ومحول الرفع (Boost) ، ومحول الخفض-الرفع (Buck-Boost) ، والمكثف المتزامن . يمكن أن يكون تصحيح معامل القدرة النشط أحادي المرحلة أو متعدد المراحل. في حالة مزود الطاقة ذي الوضع المُبدَّل، يُضاف محول رفع بين مقوم الجسر ومكثفات الإدخال الرئيسية. يسعى محول الرفع إلى الحفاظ على جهد ثابت عند مخرجه مع سحب تيار متوافق في الطور والتردد مع جهد الخط. يقوم محول وضع مُبدَّل آخر داخل مزود الطاقة بإنتاج جهد الخرج المطلوب من ناقل التيار المستمر. يتطلب هذا الأسلوب مفاتيح أشباه موصلات إضافية وإلكترونيات تحكم، ولكنه يسمح باستخدام مكونات سلبية أصغر حجمًا وأقل تكلفة. وهو شائع الاستخدام عمليًا. بالنسبة لمزود الطاقة ثلاثي الأطوار ذي الوضع المُبدَّل، يمكن استخدام تكوين مقوم فيينا لتحسين معامل القدرة بشكل كبير. يمكن لوحدات التغذية الكهربائية ذات الوضع المبدل (SMPS) المزودة بتقنية تصحيح معامل القدرة السلبي (PFC) أن تحقق معامل قدرة يتراوح بين 0.7 و0.75، بينما تصل وحدات التغذية الكهربائية ذات الوضع المبدل المزودة بتقنية تصحيح معامل القدرة النشط (PFC) إلى معامل قدرة 0.99، في حين أن وحدات التغذية الكهربائية ذات الوضع المبدل التي لا تحتوي على أي تصحيح لمعامل القدرة يكون معامل قدرتها حوالي 0.55 إلى 0.65 فقط. ^{[ 26 ]} ونظرًا لنطاق جهد الإدخال الواسع جدًا، يمكن للعديد من وحدات التغذية الكهربائية المزودة بتقنية تصحيح معامل القدرة النشط (PFC) أن تتكيف تلقائيًا للعمل على طاقة التيار المتردد من حوالي 100 فولت (اليابان) إلى 240 فولت (أوروبا).

يُستخدم تصحيح معامل القدرة الديناميكي (DPFC)، والذي يُشار إليه أحيانًا بتصحيح معامل القدرة في الوقت الحقيقي، لتحقيق استقرار كهربائي في حالات التغيرات السريعة في الأحمال (كما هو الحال في مواقع التصنيع الكبيرة). يُعدّ DPFC مفيدًا عندما يؤدي تصحيح معامل القدرة القياسي إلى تصحيح زائد أو ناقص. ^{[ 27 ]} يستخدم DPFC مفاتيح أشباه الموصلات، وعادةً ما تكون ثايرستورات ، لتوصيل وفصل المكثفات أو المحاثات بسرعة لتحسين معامل القدرة.

أهمية أنظمة التوزيع

تتطلب معاملات القدرة الأقل من 1.0 من شركة الكهرباء توليد طاقة تتجاوز الحد الأدنى من الفولت أمبير اللازم لتوفير الطاقة الحقيقية (بالواط). وهذا يزيد من تكاليف التوليد والنقل. على سبيل المثال، إذا كان معامل قدرة الحمل منخفضًا جدًا، مثل 0.7، فإن القدرة الظاهرية ستكون 1.4 ضعف القدرة الحقيقية التي يستهلكها الحمل. كما سيكون تيار الخط في الدائرة 1.4 ضعف التيار المطلوب عند معامل قدرة 1.0، وبالتالي ستتضاعف الخسائر في الدائرة (لأنها تتناسب طرديًا مع مربع التيار). وبدلاً من ذلك، ستتم زيادة حجم (وتكلفة) جميع مكونات النظام، مثل المولدات والموصلات والمحولات ومفاتيح التوزيع، لتحمل التيار الإضافي. عندما يقترب معامل القدرة من الواحد، يمكن توفير تيار حمل أكبر لنفس تصنيف كيلو فولت أمبير للمحول. ^{[ 28 ]}

تفرض شركات المرافق عادةً تكاليف إضافية على العملاء التجاريين الذين يقل معامل القدرة لديهم عن حد معين، والذي يتراوح عادةً بين 0.9 و 0.95. وغالبًا ما يهتم المهندسون بمعامل القدرة للحمل باعتباره أحد العوامل التي تؤثر على كفاءة نقل الطاقة.

مع ارتفاع تكلفة الطاقة والمخاوف بشأن كفاءة توصيلها، أصبح تصحيح معامل القدرة النشط أكثر شيوعًا في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية. ^{[ 29 ]} تنص إرشادات برنامج Energy Star الحالية لأجهزة الكمبيوتر ^{[ 30 ]} على ضرورة أن يكون معامل القدرة ≥ 0.9 عند 100% من القدرة المقدرة في وحدة تزويد الطاقة الخاصة بالكمبيوتر . ووفقًا لورقة بحثية صادرة عن شركة إنتل ووكالة حماية البيئة الأمريكية ، فإن أجهزة الكمبيوتر المزودة بوحدات تزويد طاقة داخلية ستتطلب استخدام تصحيح معامل القدرة النشط لتلبية متطلبات برنامج ENERGY STAR 5.0 لأجهزة الكمبيوتر. ^{[ 31 ]}

في أوروبا، يتطلب المعيار EN 61000-3-2 دمج تصحيح معامل القدرة في المنتجات الاستهلاكية.

لا يتم عادةً تحصيل رسوم من العملاء الصغار، مثل الأسر، مقابل الطاقة التفاعلية، وبالتالي لن يتم تركيب معدات قياس معامل القدرة لهؤلاء العملاء.

تقنيات القياس

يمكن قياس معامل القدرة في دائرة أحادية الطور (أو دائرة ثلاثية الأطوار متوازنة) باستخدام طريقة مقياس الواط-مقياس التيار-مقياس الفولت، حيث تُقسم القدرة المقاسة بالواط على حاصل ضرب الجهد والتيار المقاسين. معامل القدرة في دائرة متعددة الأطوار متوازنة هو نفسه في أي طور. أما معامل القدرة في دائرة متعددة الأطوار غير متوازنة، فلا يُحدد بشكل دقيق.

يمكن صنع مقياس معامل القدرة ذي القراءة المباشرة باستخدام مقياس الملف المتحرك من النوع الكهروديناميكي، حيث يحمل ملفين متعامدين على الجزء المتحرك من الجهاز. يتم تنشيط مجال الجهاز بواسطة تيار الدائرة. يتم توصيل الملفين المتحركين، A وB، على التوازي مع حمل الدائرة. يتم توصيل أحد الملفين، A، عبر مقاوم، والملف الثاني، B، عبر محث، بحيث يتأخر التيار في الملف B بالنسبة للتيار في A. عند معامل قدرة يساوي واحدًا، يكون التيار في A متوافقًا في الطور مع تيار الدائرة، ويوفر الملف A أقصى عزم دوران، مما يدفع مؤشر الجهاز نحو علامة 1.0 على المقياس. عند معامل قدرة يساوي صفرًا، يكون التيار في الملف B متوافقًا في الطور مع تيار الدائرة، ويوفر الملف B عزم دوران لدفع المؤشر نحو 0. عند قيم معامل القدرة المتوسطة، يتجمع عزم الدوران الناتج عن الملفين، ويتخذ المؤشر مواضع متوسطة. ^{[ 32 ]}

من الأجهزة الكهروميكانيكية الأخرى جهاز الريشة المستقطبة. ^{[ 33 ]} في هذا الجهاز، يُولّد ملف مجال ثابت مجالًا مغناطيسيًا دوارًا، تمامًا مثل المحرك متعدد الأطوار. تُوصَّل ملفات المجال إما مباشرةً بمصادر جهد متعددة الأطوار أو بمفاعل إزاحة الطور في حالة التطبيقات أحادية الطور. يحمل ملف مجال ثابت ثانٍ، عمودي على ملفات الجهد، تيارًا يتناسب مع التيار في أحد أطوار الدائرة. يتكون النظام المتحرك للجهاز من ريشتين ممغنطتين بواسطة ملف التيار. أثناء التشغيل، تتخذ الريشتان المتحركتان زاوية فيزيائية تُعادل الزاوية الكهربائية بين مصدر الجهد ومصدر التيار. يمكن برمجة هذا النوع من الأجهزة لتسجيل التيارات في كلا الاتجاهين، مما يُتيح عرضًا رباعي الأرباع لمعامل القدرة أو زاوية الطور.

توجد أجهزة رقمية تقيس مباشرةً الفارق الزمني بين موجات الجهد والتيار. تقيس الأجهزة منخفضة التكلفة من هذا النوع ذروة الموجات. أما الإصدارات الأكثر تطوراً فتقيس ذروة التوافقي الأساسي فقط، مما يوفر قراءة أكثر دقة لزاوية الطور في الموجات المشوهة. ولا تكون عملية حساب معامل القدرة من أطوار الجهد والتيار دقيقة إلا إذا كانت كلتا الموجتين جيبية. ^{[ 34 ]}

تقوم أجهزة تحليل جودة الطاقة، والتي يشار إليها غالبًا باسم أجهزة تحليل الطاقة، بتسجيل رقمي لشكل موجة الجهد والتيار (عادةً ما يكون أحادي الطور أو ثلاثي الأطوار) وتحسب بدقة القدرة الحقيقية (بالواط)، والقدرة الظاهرية (بالفولت أمبير)، ومعامل القدرة، وجهد التيار المتردد، وتيار التيار المتردد، وجهد التيار المستمر، وتيار التيار المستمر، والتردد، وقياس التوافقيات وفقًا لمعيار IEC61000-3-2/3-12، وقياس الوميض وفقًا لمعيار IEC61000-3-3/3-11، وجهود الأطوار الفردية في تطبيقات دلتا حيث لا يوجد خط محايد، والتشويه التوافقي الكلي، وطور وسعة توافقيات الجهد أو التيار الفردية، وما إلى ذلك. ^{[ 35 ]}^{[ 36 ]}

تقنيات التذكر

يُنصح طلاب هندسة الطاقة الناطقون باللغة الإنجليزية بتذكر ما يلي: ELI the ICE man أو ELI on ICE – الجهد E يتقدم على التيار I في المحث L. التيار I يتقدم على الجهد E في المكثف C.

ومن الطرق الشائعة الأخرى للتذكر CIVIL - في المكثف (C) يتقدم التيار (I) على الجهد (V)، ويتقدم الجهد (V) على التيار (I) في المحث (L).

مراجع

↑ داس، جيه سي (2015). توافقيات نظام الطاقة وتصميم المرشحات السلبية . وايلي، مطبعة IEEE. ص 2. ISBN 978-1-118-86162-2. للتمييز بين الأحمال الخطية وغير الخطية، يمكننا القول أن الأحمال الخطية الثابتة مع الزمن تتميز بأن تطبيق جهد جيبي يؤدي إلى تدفق تيار جيبي.
↑ بويلستاد، روبرت (4 مارس 2002). تحليل الدوائر التمهيدي ( الطبعة العاشرة). برنتيس هول. ص 857. ISBN 978-0-13-097417-4.
↑ "وحدات النظام الدولي للوحدات - الكهرباء والمغناطيسية" . سويسرا : اللجنة الكهروتقنية الدولية. مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 ديسمبر 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يونيو 2013 .
↑ النظام الدولي للوحدات (SI) [ كتيب النظام الدولي للوحدات ] (ملف PDF) . المكتب الدولي للأوزان والمقاييس . 2006. ص. § 5.3.2 (ص. 132، 40 في ملف PDF ). مؤرشف (PDF) من الأصل بتاريخ 19-03-2022.
↑ قاموس المصطلحات القياسية المعتمد (الطبعة السابعة )، معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات ، 2000، رقم ISBN 978-0-7381-2601-2، معيار 100
↑ تعريفات قياسية للاستخدام التجريبي لقياس كميات الطاقة الكهربائية في ظل ظروف جيبية أو غير جيبية أو متوازنة أو غير متوازنة ، IEEE، 2000، ISBN 978-0-7381-1963-2، المعيار 1459-2000تنص الملاحظة رقم 1، القسم 3.1.1.1، عند تعريف كميات معامل القدرة، على أن القدرة الحقيقية تتدفق فقط إلى الحمل ولا يمكن أن تكون سالبة. في عام 2013، أقرّ أحد المؤلفين بأن هذه الملاحظة غير صحيحة، ويجري تنقيحها للطبعة القادمة. انظر http://powerstandards.com/Shymanski/draft.pdf ( مؤرشف بتاريخ 4 مارس 2016 في أرشيف الإنترنت).
↑ سوريش كومار، كيه إس (2013). تحليل الدوائر الكهربائية . بيرسون. ص 8.10. ISBN 978-8-13-179155-4.
↑ دوديل، دبليو. (1901)، "حول مقاومة وقوى الدفع الكهربائي للقوس الكهربائي"، المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية أ: العلوم الرياضية والفيزيائية والهندسية ، 203 ( 359-371 ): 512-15 ، doi : 10.1098/rsta.1904.0022 ، تشير حقيقة أن القوس الصلب له، عند الترددات المنخفضة، عامل قدرة سالب، إلى أن القوس يزود المولد الكهربائي بالطاقة...
↑ تشانغ، س. (يوليو 2006)، "تحليل بعض مشكلات القياس في اختبارات معامل القدرة باستخدام البطانات في الميدان"، معاملات IEEE في مجال توصيل الطاقة ، 21 (3): 1350-1356 ، doi : 10.1109/tpwrd.2006.874616 ، S2CID 39895367 ، ... (القياس) يعطي كلاً من معامل قدرة سالب وتيار مقاومة سالب (فقدان الطاقة).
↑ المرشود، أ.ف. وآخرون (2004)، "أداء مولد الحث المتصل بالشبكة تحت تحكم جهد التيار المتردد ذي التبديل الطبيعي"، مكونات وأنظمة الطاقة الكهربائية ، 32 (7): 691-700 ، doi : 10.1080/15325000490461064 ، S2CID 110279940 ، وبناءً على ذلك، سيستهلك المولد طاقة فعالة من الشبكة، مما يؤدي إلى معامل قدرة سالب.
↑ إيوالد فوكس؛ محمد أ. س. معصوم (14 يوليو 2015). جودة الطاقة في أنظمة الطاقة والآلات الكهربائية . دار نشر إلسيفير للعلوم. ص 432 وما بعدها. ISBN 978-0-12-800988-8. يمثل DPF جيب تمام الزاوية بين هاتين الكميتين
↑ سانكاران، سي. (1999)، تأثيرات التوافقيات على أنظمة الطاقة ، إلكترو-تيست، ... وينحرف منحنى العلاقة بين الجهد والزمن عن دالة الجيب النقية. يكون التشوه عند نقطة التوليد ضئيلاً للغاية (حوالي 1% إلى 2%)، ولكنه موجود مع ذلك.
↑ "التوافقيات الأحمال أحادية الطور مقابل التوافقيات الأحمال ثلاثية الطور" (ملف PDF) ، توافقيات نظام الطاقة ، شركة باسيفيك للغاز والكهرباء، مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 24-09-2015 ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 26-11-2013
↑ "التأثيرات التوافقية" (ملف PDF) ، التوافقيات وIEEE 519 ، كاليفورنيا : حلول EnergyLogix
↑ سانكاران، سي. (1999)، "المحولات"، تأثيرات التوافقيات على أنظمة الطاقة ، إلكترو-تيست
↑ سانكاران، سي. (1999)، "المحركات"، تأثيرات التوافقيات على أنظمة الطاقة ، إلكترو-تيست، ينتج عن التفاعل بين المجالات المغناطيسية والتيارات ذات التسلسل الموجب والسالب تذبذبات التواء في عمود المحرك. وتؤدي هذه التذبذبات إلى اهتزازات في العمود.
↑ شرام، بن (خريف 2006)، "مبادئ تصميم مصادر الطاقة: التقنيات والحلول، الجزء 3" ، نشرة إخبارية ، نوفاشن، مؤرشفة من الأصل في 9 مارس 2007
↑ وولفلي، دبليو إتش؛ هيرلي، دبليو جي (2003)، "تصحيح معامل القدرة شبه النشط باستخدام مرشح حثي متغير: النظرية والتصميم والتطبيق"، إكسبلور ، المجلد 18، العدد 1، معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، الصفحات 248-255 ، رمز Bibcode : 2003ITPE...18..248W ، doi : 10.1109/TPEL.2002.807135
↑ وولفلي، دبليو إتش؛ هيرلي، دبليو جي، "تصحيح معامل القدرة شبه الفعال: دور الحث المتغير"، إلكترونيات القدرة (مشروع)، IE : نويغالواي، مؤرشف من الأصل في 2020-08-06 ، تم استرجاعه في 2008-11-05
↑ ملخص وحدات تزويد الطاقة ATX ، مختبرات xBit، مؤرشف من الأصل بتاريخ 20 نوفمبر 2008. معامل القدرة هو مقياس القدرة التفاعلية، وهو نسبة القدرة الفعالة إلى مجموع القدرة الفعالة والتفاعلية. يبلغ معامل القدرة حوالي 0.65 في وحدات تزويد الطاقة العادية، بينما يصل إلى 0.97-0.99 في وحدات تزويد الطاقة المزودة بتقنية تصحيح معامل القدرة النشط. [...] أحيانًا لا يفرق مراجعو الأجهزة بين معامل القدرة ومعامل الكفاءة. مع أن كلا المصطلحين يصف فعالية وحدة تزويد الطاقة، إلا أن الخلط بينهما خطأ فادح. [...] تأثير تصحيح معامل القدرة السلبي ضئيل جدًا، إذ يرتفع معامل القدرة من 0.65 إلى 0.7-0.75 فقط.
↑ من المتوقع أن ينمو سوق تقنية تصحيح معامل القدرة النشط بمعدل سنوي قدره 12.3% حتى عام 2011 ، ابحث عن المقالات، 16 مارس 2006، مؤرشفة من الأصل في 1 سبتمبر 2009، ومن المرجح أيضًا أن تستخدم المنتجات ذات الطاقة العالية تقنية تصحيح معامل القدرة النشط، لأنها ستكون الطريقة الأكثر فعالية من حيث التكلفة لجعل المنتجات متوافقة مع معيار EN.
↑ تصحيح معامل القدرة ، TECHarp، تصحيح معامل القدرة السلبي [...] يكون معامل القدرة منخفضًا عند 60-80%. [...] تصحيح معامل القدرة النشط ... معامل قدرة يصل إلى 95%
↑ لماذا نحتاج إلى تصحيح معامل القدرة في وحدة تزويد الطاقة ؟، سيلفرستون تكنولوجي، مؤرشف من الأصل بتاريخ ٢٢-١٢-٢٠٠٨. عادةً، تبلغ قيمة معامل القدرة للأجهزة الإلكترونية بدون تصحيح معامل القدرة حوالي ٠.٥. […] تصحيح معامل القدرة السلبي […] ٧٠-٨٠٪ […] تصحيح معامل القدرة النشط […] ٩٠-٩٩.٩٪
↑ بروكس، توم (مارس 2004)، "خيارات تصحيح معامل القدرة لمصادر الطاقة" ، تايو ، منتجات إلكترونية، مؤرشف من الأصل في 2008-12-02، من عيوب تقنيات تصحيح معامل القدرة السلبية أنها عادةً ما تُنتج معامل قدرة يتراوح بين 0.60 و0.70 فقط [...] أما تقنية تصحيح معامل القدرة النشطة ثنائية المرحلة فتُنتج معامل قدرة أكبر من 0.98 عادةً.
↑ أساسيات تصحيح معامل القدرة (PFC) (ملف PDF) (مذكرة تطبيقية)، شركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات، 2004، مؤرشفة من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 11 يونيو 2014 ، تم الاطلاع عليها بتاريخ 29 نوفمبر 2009
↑ سوغاوارا، إي.؛ سوزوكي، واي.؛ تاكيوتشي، إيه.؛ تيشيما، تي. (19-23 أكتوبر 1997)، "دراسات تجريبية على دوائر تصحيح معامل القدرة النشطة والسلبية"، المؤتمر الدولي التاسع عشر لطاقة الاتصالات INTELEC 97، الصفحات 571-578 ، doi : 10.1109/INTLEC.1997.646051 ، ISBN 978-0-7803-3996-5، S2CID 109885369
↑ تشافيز، سي.؛ هوديك، جيه إيه. "التخفيف الديناميكي للتوافقيات وتصحيح معامل القدرة". EPQU'07 . المؤتمر الدولي التاسع لجودة الطاقة الكهربائية واستخدامها: 9-11 أكتوبر 2007، برشلونة، إسبانيا. IEEE. الصفحات 1-5 . doi : 10.1109/EPQU.2007.4424144 . ISBN 978-84-690-9441-9.
↑ "معامل القدرة - أهميته، وحسابه، وتقنيات تصحيحه" . 23 نوفمبر 2018.
↑ دليل تصحيح معامل القدرة (ملف PDF) ، أونسيمي ، 2007
↑ متطلبات البرنامج لأجهزة الكمبيوتر (ملف PDF) (الإصدار 5.0 )، الولايات المتحدة: Energy Star
↑ بوليولي، ت.؛ دوغيرالا، م.؛ هاينز، إ.؛ كولابان، ر.؛ وونغ، هـ. (2009)، تطبيق النظام الإصدار 5.0 (ملف PDF) (ورقة بيضاء)، برنامج Energy Star، مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 2022-10-09
↑ فينك، دونالد ج .؛ بيتي، هـ. واين (1978)، الدليل القياسي لمهندسي الكهرباء ( الطبعة 11)، نيويورك: ماكجرو هيل، الصفحات 3-29، الفقرة 80، رقم ISBN 978-0-07-020974-9
↑ دليل تصميم وتشغيل الأجهزة الكهربائية ، سكنيكتادي، نيويورك: جنرال إلكتريك، قسم العدادات والأجهزة، 1949، الصفحات 66-68 ، GET-1087A
↑ "أساسيات تحليل وقياس الإشارات باستخدام تحويل فورييه السريع في LabVIEW و LabWindows/CVI" . شركة ناشيونال إنسترومنتس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2017 .
↑ "محللات الطاقة الدقيقة من سلسلة WT3000E" (ملف PDF) . شركة يوكوجاوا . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 7 نوفمبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2017 .
↑ "مسجل جودة الطاقة ثلاثي الأطوار فلوك 1760" (ملف PDF) . شركة فلوك . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 9 أكتوبر 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2017 .

روابط خارجية

التوافقيات وعلاقتها بمعامل القدرة (ملف PDF) ، جامعة تكساس، مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 27-09-2011 ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 20-09-2010.

[Das_2015-1] داس، جيه سي (2015). توافقيات نظام الطاقة وتصميم المرشحات السلبية . وايلي، مطبعة IEEE. ص 2. ISBN 978-1-118-86162-2. للتمييز بين الأحمال الخطية وغير الخطية، يمكننا القول أن الأحمال الخطية الثابتة مع الزمن تتميز بأن تطبيق جهد جيبي يؤدي إلى تدفق تيار جيبي.

[2] بويلستاد، روبرت (4 مارس 2002). تحليل الدوائر التمهيدي ( الطبعة العاشرة). برنتيس هول. ص 857. ISBN 978-0-13-097417-4.

[3] "وحدات النظام الدولي للوحدات - الكهرباء والمغناطيسية" . سويسرا : اللجنة الكهروتقنية الدولية. مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 ديسمبر 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يونيو 2013 .

[4] النظام الدولي للوحدات (SI) [ كتيب النظام الدولي للوحدات ] (ملف PDF) . المكتب الدولي للأوزان والمقاييس . 2006. ص. § 5.3.2 (ص. 132، 40 في ملف PDF ). مؤرشف (PDF) من الأصل بتاريخ 19-03-2022.

[5] قاموس المصطلحات القياسية المعتمد (الطبعة السابعة )، معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات ، 2000، رقم ISBN 978-0-7381-2601-2، معيار 100

[6] تعريفات قياسية للاستخدام التجريبي لقياس كميات الطاقة الكهربائية في ظل ظروف جيبية أو غير جيبية أو متوازنة أو غير متوازنة ، IEEE، 2000، ISBN 978-0-7381-1963-2، المعيار 1459-2000تنص الملاحظة رقم 1، القسم 3.1.1.1، عند تعريف كميات معامل القدرة، على أن القدرة الحقيقية تتدفق فقط إلى الحمل ولا يمكن أن تكون سالبة. في عام 2013، أقرّ أحد المؤلفين بأن هذه الملاحظة غير صحيحة، ويجري تنقيحها للطبعة القادمة. انظر http://powerstandards.com/Shymanski/draft.pdf ( مؤرشف بتاريخ 4 مارس 2016 في أرشيف الإنترنت).

[SureshKumar_2013-7] سوريش كومار، كيه إس (2013). تحليل الدوائر الكهربائية . بيرسون. ص 8.10. ISBN 978-8-13-179155-4.

[8] دوديل، دبليو. (1901)، "حول مقاومة وقوى الدفع الكهربائي للقوس الكهربائي"، المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية أ: العلوم الرياضية والفيزيائية والهندسية ، 203 ( 359-371 ): 512-15 ، doi : 10.1098/rsta.1904.0022 ، تشير حقيقة أن القوس الصلب له، عند الترددات المنخفضة، عامل قدرة سالب، إلى أن القوس يزود المولد الكهربائي بالطاقة...

[9] تشانغ، س. (يوليو 2006)، "تحليل بعض مشكلات القياس في اختبارات معامل القدرة باستخدام البطانات في الميدان"، معاملات IEEE في مجال توصيل الطاقة ، 21 (3): 1350-1356 ، doi : 10.1109/tpwrd.2006.874616 ، S2CID 39895367 ، ... (القياس) يعطي كلاً من معامل قدرة سالب وتيار مقاومة سالب (فقدان الطاقة).

[10] المرشود، أ.ف. وآخرون (2004)، "أداء مولد الحث المتصل بالشبكة تحت تحكم جهد التيار المتردد ذي التبديل الطبيعي"، مكونات وأنظمة الطاقة الكهربائية ، 32 (7): 691-700 ، doi : 10.1080/15325000490461064 ، S2CID 110279940 ، وبناءً على ذلك، سيستهلك المولد طاقة فعالة من الشبكة، مما يؤدي إلى معامل قدرة سالب.

[FuchsMasoum2015-11] إيوالد فوكس؛ محمد أ. س. معصوم (14 يوليو 2015). جودة الطاقة في أنظمة الطاقة والآلات الكهربائية . دار نشر إلسيفير للعلوم. ص 432 وما بعدها. ISBN 978-0-12-800988-8. يمثل DPF جيب تمام الزاوية بين هاتين الكميتين

[12] سانكاران، سي. (1999)، تأثيرات التوافقيات على أنظمة الطاقة ، إلكترو-تيست، ... وينحرف منحنى العلاقة بين الجهد والزمن عن دالة الجيب النقية. يكون التشوه عند نقطة التوليد ضئيلاً للغاية (حوالي 1% إلى 2%)، ولكنه موجود مع ذلك.

[13] "التوافقيات الأحمال أحادية الطور مقابل التوافقيات الأحمال ثلاثية الطور" (ملف PDF) ، توافقيات نظام الطاقة ، شركة باسيفيك للغاز والكهرباء، مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 24-09-2015 ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 26-11-2013

[14] "التأثيرات التوافقية" (ملف PDF) ، التوافقيات وIEEE 519 ، كاليفورنيا : حلول EnergyLogix

[15] سانكاران، سي. (1999)، "المحولات"، تأثيرات التوافقيات على أنظمة الطاقة ، إلكترو-تيست

[16] سانكاران، سي. (1999)، "المحركات"، تأثيرات التوافقيات على أنظمة الطاقة ، إلكترو-تيست، ينتج عن التفاعل بين المجالات المغناطيسية والتيارات ذات التسلسل الموجب والسالب تذبذبات التواء في عمود المحرك. وتؤدي هذه التذبذبات إلى اهتزازات في العمود.

[17] شرام، بن (خريف 2006)، "مبادئ تصميم مصادر الطاقة: التقنيات والحلول، الجزء 3" ، نشرة إخبارية ، نوفاشن، مؤرشفة من الأصل في 9 مارس 2007

[18] وولفلي، دبليو إتش؛ هيرلي، دبليو جي (2003)، "تصحيح معامل القدرة شبه النشط باستخدام مرشح حثي متغير: النظرية والتصميم والتطبيق"، إكسبلور ، المجلد 18، العدد 1، معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، الصفحات 248-255 ، رمز Bibcode : 2003ITPE...18..248W ، doi : 10.1109/TPEL.2002.807135

[19] وولفلي، دبليو إتش؛ هيرلي، دبليو جي، "تصحيح معامل القدرة شبه الفعال: دور الحث المتغير"، إلكترونيات القدرة (مشروع)، IE : نويغالواي، مؤرشف من الأصل في 2020-08-06 ، تم استرجاعه في 2008-11-05

[effi-20] ملخص وحدات تزويد الطاقة ATX ، مختبرات xBit، مؤرشف من الأصل بتاريخ 20 نوفمبر 2008. معامل القدرة هو مقياس القدرة التفاعلية، وهو نسبة القدرة الفعالة إلى مجموع القدرة الفعالة والتفاعلية. يبلغ معامل القدرة حوالي 0.65 في وحدات تزويد الطاقة العادية، بينما يصل إلى 0.97-0.99 في وحدات تزويد الطاقة المزودة بتقنية تصحيح معامل القدرة النشط. [...] أحيانًا لا يفرق مراجعو الأجهزة بين معامل القدرة ومعامل الكفاءة. مع أن كلا المصطلحين يصف فعالية وحدة تزويد الطاقة، إلا أن الخلط بينهما خطأ فادح. [...] تأثير تصحيح معامل القدرة السلبي ضئيل جدًا، إذ يرتفع معامل القدرة من 0.65 إلى 0.7-0.75 فقط.

[21] من المتوقع أن ينمو سوق تقنية تصحيح معامل القدرة النشط بمعدل سنوي قدره 12.3% حتى عام 2011 ، ابحث عن المقالات، 16 مارس 2006، مؤرشفة من الأصل في 1 سبتمبر 2009، ومن المرجح أيضًا أن تستخدم المنتجات ذات الطاقة العالية تقنية تصحيح معامل القدرة النشط، لأنها ستكون الطريقة الأكثر فعالية من حيث التكلفة لجعل المنتجات متوافقة مع معيار EN.

[22] تصحيح معامل القدرة ، TECHarp، تصحيح معامل القدرة السلبي [...] يكون معامل القدرة منخفضًا عند 60-80%. [...] تصحيح معامل القدرة النشط ... معامل قدرة يصل إلى 95%

[23] لماذا نحتاج إلى تصحيح معامل القدرة في وحدة تزويد الطاقة ؟، سيلفرستون تكنولوجي، مؤرشف من الأصل بتاريخ ٢٢-١٢-٢٠٠٨. عادةً، تبلغ قيمة معامل القدرة للأجهزة الإلكترونية بدون تصحيح معامل القدرة حوالي ٠.٥. […] تصحيح معامل القدرة السلبي […] ٧٠-٨٠٪ […] تصحيح معامل القدرة النشط […] ٩٠-٩٩.٩٪

[24] بروكس، توم (مارس 2004)، "خيارات تصحيح معامل القدرة لمصادر الطاقة" ، تايو ، منتجات إلكترونية، مؤرشف من الأصل في 2008-12-02، من عيوب تقنيات تصحيح معامل القدرة السلبية أنها عادةً ما تُنتج معامل قدرة يتراوح بين 0.60 و0.70 فقط [...] أما تقنية تصحيح معامل القدرة النشطة ثنائية المرحلة فتُنتج معامل قدرة أكبر من 0.98 عادةً.

[25] أساسيات تصحيح معامل القدرة (PFC) (ملف PDF) (مذكرة تطبيقية)، شركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات، 2004، مؤرشفة من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 11 يونيو 2014 ، تم الاطلاع عليها بتاريخ 29 نوفمبر 2009

[26] سوغاوارا، إي.؛ سوزوكي، واي.؛ تاكيوتشي، إيه.؛ تيشيما، تي. (19-23 أكتوبر 1997)، "دراسات تجريبية على دوائر تصحيح معامل القدرة النشطة والسلبية"، المؤتمر الدولي التاسع عشر لطاقة الاتصالات INTELEC 97، الصفحات 571-578 ، doi : 10.1109/INTLEC.1997.646051 ، ISBN 978-0-7803-3996-5، S2CID 109885369

[27] تشافيز، سي.؛ هوديك، جيه إيه. "التخفيف الديناميكي للتوافقيات وتصحيح معامل القدرة". EPQU'07 . المؤتمر الدولي التاسع لجودة الطاقة الكهربائية واستخدامها: 9-11 أكتوبر 2007، برشلونة، إسبانيا. IEEE. الصفحات 1-5 . doi : 10.1109/EPQU.2007.4424144 . ISBN 978-84-690-9441-9.

[28] "معامل القدرة - أهميته، وحسابه، وتقنيات تصحيحه" . 23 نوفمبر 2018.

[29] دليل تصحيح معامل القدرة (ملف PDF) ، أونسيمي ، 2007

[30] متطلبات البرنامج لأجهزة الكمبيوتر (ملف PDF) (الإصدار 5.0 )، الولايات المتحدة: Energy Star

[31] بوليولي، ت.؛ دوغيرالا، م.؛ هاينز، إ.؛ كولابان، ر.؛ وونغ، هـ. (2009)، تطبيق النظام الإصدار 5.0 (ملف PDF) (ورقة بيضاء)، برنامج Energy Star، مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 2022-10-09

[32] فينك، دونالد ج .؛ بيتي، هـ. واين (1978)، الدليل القياسي لمهندسي الكهرباء ( الطبعة 11)، نيويورك: ماكجرو هيل، الصفحات 3-29، الفقرة 80، رقم ISBN 978-0-07-020974-9

[33] دليل تصميم وتشغيل الأجهزة الكهربائية ، سكنيكتادي، نيويورك: جنرال إلكتريك، قسم العدادات والأجهزة، 1949، الصفحات 66-68 ، GET-1087A

[ni_white_paper-34] "أساسيات تحليل وقياس الإشارات باستخدام تحويل فورييه السريع في LabVIEW و LabWindows/CVI" . شركة ناشيونال إنسترومنتس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2017 .

[Yokogawa_WT3000E-35] "محللات الطاقة الدقيقة من سلسلة WT3000E" (ملف PDF) . شركة يوكوجاوا . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 7 نوفمبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2017 .

[Fluke_1760-36] "مسجل جودة الطاقة ثلاثي الأطوار فلوك 1760" (ملف PDF) . شركة فلوك . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 9 أكتوبر 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2017 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗