Wat betekent vermogensfactor bij een UPS?

De vermogensfactor (pf) is het verschil tussen de werkelijk verbruikte energie (Watt) en het schijnbare vermogen (Volt vermenigvuldigd met Ampère) in een wisselstroomcircuit. Het wordt berekend als een decimaal of percentage tussen 0-1 pf en 0-100%, d.w.z. 0,9 pF = 90%.

Hoe dichter de arbeidsfactor bij eenheid ligt (1 pf), hoe dichter de twee golfvormen met elkaar in fase zijn en het apparaat efficiënter stroom gebruikt, vandaar dat de arbeidsfactor verband houdt met de UPS-efficiëntie.

Volgens de conventies worden inductieve belastingen gedefinieerd als positief reactief vermogen, terwijl capacitieve belastingen worden gedefinieerd als negatief reactief vermogen. Maar de vermogensfactor wordt nooit omschreven als positief of negatief, hij is ofwel achterlopend ofwel voorlopend.

Laggende vermogensfactor

Dit zijn belastingen waarbij de stroomgolfvorm achterloopt op de spanning met een factor die gelijk is aan de reactantie van de belasting, gewoonlijk tussen 0,5 en 0,95.

In de onderstaande afbeelding zou een belasting van 2300 VA met een vertragingsfactor van 0,766 pf een werkelijk vermogen van 1762 W (1,76 kW) hebben.

Gelijke vermogensfactor

Gelijke vermogensfactor (1 pf) belastingen hebben de stroom- en spanningsgolfvormen in fase met elkaar. In het onderstaande voorbeeld heeft een belasting van 2300 VA met 1 pf een werkelijk vermogen van 2300 W (2,3 kW).

Leading Power Factor

Loads met een leading power factor hebben een stroomgolfvorm die de spanning leidt met een factor gelijk aan de reactantie van de belasting, gewoonlijk tussen 0,8 en 0,95.

Gebruik makend van dezelfde 2300 VA als in de voorgaande voorbeelden, heeft een leidende vermogensfactor van 0,766 een werkelijke vermogenswaarde van 1762 W (1,76 kW).

Hoe beïnvloedt de vermogensfactor het ontwerp van UPS-systemen?

Traditioneel werden UPS-systemen ontworpen voor belastingen met eenparige of achterblijvende vermogensfactoren.

Moderne ononderbreekbare voedingen kunnen nu echter ook leidende vermogensfactoren aan. Dit vereist echter wel zorgvuldige planning tijdens de installatie, omdat leidende vermogensfactoren een overbelasting op de UPS kunnen plaatsen die deze mogelijk niet herkent.

Blade servers zijn het beste voorbeeld van een belasting met een leidende vermogensfactor. Ze zijn in staat tot een grotere verwerkingskracht binnen minder rackruimte dan traditionele fileservers en zijn op grote schaal toegepast in de telecommunicatie- en datacentersectoren vanwege voordelen zoals vereenvoudigde bekabeling en lager stroomverbruik.

Er zijn verschillende manieren om te proberen het effect van leidende arbeidsfactoren te verminderen, waaronder het vergroten van de UPS, maar de meest gebruikelijke benadering is het gebruik van actieve harmonische filters met arbeidsfactorcorrectie op de uitgang.

Dit levert een acceptabeler belasting van de UPS op, maar het vermindert de efficiëntie, neemt meer vloerruimte in beslag en verhoogt de kapitaalkosten.