Cálculo del verdadero factor de potencia en cargas no lineales

PF := RealP / S -- by definition of power factor PF
S  := Vrms * Irms -- by definition of apparent power S

Si tiene esas dos formas de onda (el voltaje instantáneo y la forma de onda de corriente instantánea), puede

• encuentre Irms, el flujo RMS de electrones a través de la carga durante un ciclo completo. Las compañías de suministro de energía eléctrica prefieren hacer que Irms sea lo más pequeño posible, por lo que sus líneas eléctricas no se derriten debido al calentamiento I2R causado por esta corriente. (Pueden reducir exitosamente este número al mismo tiempo que mantienen la potencia real al usar voltajes muy altos, lo que obliga a los factores de potencia más cercanos a 1, etc.)
• encuentre Vrms, el voltaje RMS en la carga durante un ciclo completo. (En su caso, esto es bastante cercano a 120 VCA).
• encuentra el poder aparente S := Vrms * Irms
• encuentre una tercera forma de onda: la forma de onda de potencia real instantánea. En cualquier momento, el producto, del voltaje instantáneo y la corriente instantánea, proporciona la potencia que ingresa a la carga en ese instante. Con algunas cargas, como las cargas de motor inductivo, la forma de onda de potencia alterna entre positivo (potencia que entra en la carga) y negativo (potencia que sale de la carga).
• encuentre el RealP promedio de potencia real a lo largo de un ciclo completo (el promedio simple, no el RMS).
• encuentre el factor de potencia PF: = RealP / S

Por lo que sé, esa es la única forma de calcular el factor de potencia para cargas no sinusoidales. (Todas las demás fórmulas que he visto para el factor de potencia terminan haciendo los mismos cálculos o más, quizás en algún otro orden con otros nombres para los términos intermedios, o bien están equivocados).

rant innecesaria

Algunos libros de texto implican que calcular el factor de potencia implica primero tomar el coseno de algo, quizás algo relacionado con cruces por cero . Eso es hacerlo mal. Puede suceder que proporcione el resultado para cargas perfectamente lineales con potencia de onda sinusoidal ideal, pero no para cargas no lineales, o cargas lineales con nuestra potencia de onda sinusoidal no ideal, ideal. En su lugar, los buenos dispositivos de monitoreo de energía utilizan la ecuación anterior, que proporciona el factor de potencia correcto incluso con cargas no lineales o energía sin onda sinusoidal o ambas.

Algunos libros de texto implican que uno puede calcular la potencia real multiplicando el factor de potencia por algo. Este es un método innecesario para obtener la potencia real, ya que el dispositivo ya debe haber calculado la potencia real para obtener el factor de potencia.

Ninguna de las fórmulas para calcular el factor de potencia en términos de cambio de fase funcionará para usted. Esas fórmulas de "ángulo de fase" solo se aplican cuando tanto la tensión como la corriente son sinusoidales.

(Ranteaba sobre esto antes, en lugares como Dispositivos de monitoreo de energía 240VAC ).

p.f. = kd * kφ

• kφ = factor de desplazamiento = cos φ1
• kφ = factor de distorsión = I1rms / Irms
• donde, I1rms = fundamental current & Irms = corriente total
• φ1 = cambio de fase de la corriente fundamental

Tendría que filtrar tanto la tensión como la corriente para que coincida con el cambio de fase @ frecuencia fundamental y mida el cambio de fase, cos φ1 de la corriente.

Una aproximación podría ser detectar & medir el pico de voltaje y corriente y amp; mida el cambio de fase, cos φ1, pero está sujeto a un ruido de impulso pero satisfactorio para una verificación rápida intuitiva.