Mitä tehokerroin tarkoittaa UPS:n kanssa?

Tehokerroin (pf) on vaihtovirtapiirin todellisen kulutetun energian (wattia) ja näennäistehon (voltit kerrottuna ampeereilla) välinen ero. Se lasketaan desimaalilukuna tai prosenttilukuna välillä 0-1 pf ja 0-100 % eli 0,9 pF = 90 %.

Mitä lähempänä tehokerroin on ykköstä (1 pf), sitä lähempänä kaksi aaltomuotoa ovat keskenään samassa vaiheessa ja laite käyttää tehoa tehokkaammin, minkä vuoksi tehokerroin liittyy UPSin tehokkuuteen.

Konvention mukaan induktiiviset kuormat määritellään positiiviseksi loistehoksi ja kapasitiiviset kuormat negatiiviseksi loistehoksi. Tehokerrointa ei kuitenkaan koskaan kuvailla positiiviseksi tai negatiiviseksi, vaan se on joko viiveinen tai etenevä.

Laahaava tehokerroin

Näissä kuormissa virran aaltomuoto jää jälkeen jännitteestä kertoimella, joka on yhtä suuri kuin kuorman reaktanssi, tyypillisesti välillä 0,5-0,95.

Alhaalla olevassa kuvassa 2300 VA:n kuorman, jonka viive on 0,766 pf, todellinen tehoarvo olisi 1762 W (1,76 kW).

Yksikäsitteinen tehokerroin

Yksikäsitteisen tehokertoimen (1 pf) kuormien virta- ja jänniteaaltomuodot ovat keskenään vaiheittain. Alla olevassa esimerkissä 2300 VA:n kuorman, jolla on 1 pf, todellinen tehoarvo on 2300 W (2,3 kW).

Johtava tehokerroin

Johtavan tehokertoimen omaavilla kuormilla virran aaltomuoto johtaa jännitettä kertoimella, joka on yhtä suuri kuin kuorman reaktanssi, yleensä välillä 0,8-0,95.

Käytettäessä samaa 2300 VA:ta kuin edellisissä esimerkeissä, johtavan tehokertoimen 0,766 todellisen tehon arvo on 1762 W (1,76 kW).

Miten tehokerroin vaikuttaa UPS-järjestelmän suunnitteluun?

Traditionaalisesti UPS-järjestelmät suunniteltiin tukemaan kuormia, joiden tehokerroin on yksikäsitteinen tai viiveinen.

Nykyaikaiset keskeytymättömät virtalähteet pystyvät kuitenkin nykyään käsittelemään myös johtavaa tehokerrointa. Se vaatii kuitenkin huolellista suunnittelua asennuksen aikana, sillä johtavat tehokertoimet voivat aiheuttaa UPS:lle ylikuormitusta, jota se ei välttämättä tunnista.

Blade-palvelimet ovat paras esimerkki kuormasta, jossa on johtava tehokerroin. Ne kykenevät suurempaan prosessointitehoon pienemmässä räkkitilassa kuin perinteiset tiedostopalvelimet, ja ne on otettu laajalti käyttöön televiestintä- ja datakeskussektoreilla yksinkertaistetun kaapeloinnin ja pienemmän virrankulutuksen kaltaisten etujen vuoksi.

Vaikuttavien tehokertoimien vaikutusta voidaan yrittää vähentää useilla eri tavoilla, kuten UPS:n koon kasvattamisella, mutta yleisin lähestymistapa on käyttää aktiivisia harmonisia suodattimia, joiden ulostulossa on tehokertoimen korjaus.

Tämä tuottaa UPS:lle hyväksyttävämmän kuormituksen, mutta se vähentää tehokkuutta, vie enemmän lattiatilaa ja lisää pääomakustannuksia.