Moc odkształcenia (moc dystorsji) – rodzaj mocy biernej w sieciach prądu przemiennego powstającej w obwodach w wyniku działania w niej nieliniowych elementów wywołujących niesinusoidalny przebieg natężenia prądu i napięcia elektrycznego. Pojęcie mocy odkształcenia wprowadzane jest do oceny układu elektrycznego w przypadku gdy chwilowe wartości napięcia i prądu na zaciskach wejściowych układu nie spełniają prawa Ohma.
Przyczyną powstawania prądu niesinusoidalnego, a tym samym i mocy biernej odkształcenia, są nieliniowe układy elektryczne, takie jak prostowniki w zasilaczach, falowniki czy elementy magnetyczne wykazujące zjawiska nasycenia magnetycznego. Zniekształcony przebieg można przedstawić jako sumę oscylacji podstawowych i harmonicznych. Te harmoniczne prądu w połączeniu z sinusoidalnym napięciem sieciowym dają udział w całkowitej mocy biernej.
Odbiorniki nieliniowe energii elektrycznej w sieci energetycznej pobierały dawniej marginalną moc, w XXI w. stały się największą grupą odbiorników.
Moc odkształcenia dla układu zasilanego napięciem sinusoidalnym została zdefiniowana przez Budeanu w 1927 r. jako:
gdzie: – moc pozorna, – moc czynna, – moc bierna pierwszej harmonicznej.
Powyższą definicję mocy odkształcenia autor tłumaczył istnieniem odkształceń w przebiegach prądu i napięcia. Po 1927 r. opublikowano wiele teorii mocy elektrycznej, wprowadzają one różne rodzaje mocy (np. biernej, rozproszonej, rozrzutu) często nie podając ich interpretacji fizycznej. Przyjęto, że najbardziej wiarygodne są bezpośrednie metody pomiarowe z analizą napięć i prądów harmonicznych.
Moc odkształcenia nie jest mierzona i jest błędnie w rozliczana. Niesinusoidalne napięcia i prądy mogą powodować różnice między rzeczywistą mocą a przepływającą do kilku procent.
Analiza harmoniczna Przebieg natężenia prądu wyrażony szeregiem można przedstawić:
lub
Składowe harmoniczne dla różnych odbiorników W poniższej tabeli wymieniono odbiorniki i ich rozkład harmonicznych bez filtrowania przy zasilaniu sinusoidalnym napięciem przemiennym. Prądy harmoniczne są określone w odniesieniu do podstawowych drgań prądu. Generalnie obowiązuje następująca zasada: Im wyższa zawartość harmonicznych w prądzie, tym wyższa moc bierna zniekształceń danych odbiornikówR. Gretsch: Oberschwingungen in Stromversorgungsnetzen; Lehrgangsunterlagen „Spannungsqualität” an der Technischen Akademie Esslingen, 2001.
Przyczyna prądów harmonicznych i mocy biernej odkształceń Przyczyna Wykres Przykładoweodbiorniki In/I1 w % n=2 n=3 n=4 n=5 n=7 Źródło liniowe.Brak harmonicznych 100px grzałka, żarówka 0 0 0 0 0 Nasycenie magnetyczne 80px transformator, silnik zniewymiarowym rdzeniem 0 25…55 0 8…30 2…10 Wyładowanie jarzeniowe 80px świetlówka 1…2 8…20 0 2…3 1…2 Prostownik półfalowyz obciążeniem rezystancyjnymbez kondensatora 80px Zmniejszenie o połowę mocy urządzeń termicznych, np. suszarki do włosów 42 0 8 0 0 Prostownik półfalowyz obciążeniem rezystancyjnym i kondensatorem wygładzającym 80px Zasilacze bardzo małej mocy 70…90 40…60 30…50 25…50 12…25 Prostownik pełnookresowyz obciążeniem rezystancyjnym i kondensatorem wygładzającym 80px Zasilacze komputerów, telewizorów, sprzętu elektronicznego 0 65…80 0 50…70 25…35
Przypisy
Bibliografia Strzelecki R., Supronowicz H.: Współczynnik mocy w systemach zasilania prądu przemiennego i metody jego poprawy, OWPW, Warszawa 2000, .
Kategoria:Moc elektryczna