Cos phi meter

... die 50Hz seriekring voor een ohmse belasting.
Ik zie niet in waarom die een slechte cosphi zou opleveren.

Doordat hij niet ohms is voor de vijfde harmonische.
En die vijfde in mijn bedachte voorbeeld wel geleverd wordt.

Voor een bron van 50 Hz alléén is de cosphi uitstekend.
Voor een vuile bron niet, omdat de vuile bron componenten levert die ik (opzettelijk, door die seriekring) niet ga gebruiken.

Maar die seriekring is er toch juist om de 5e harmonische tegen te houden?
Er is niet of nauwelijks 5e harmonische stroom, dus ook geen vermogen. Dus het probleem is zuiver hypotethisch.

euh cosphi geldt ALLEEN en ALLEEN maar als je met zuiver sinusvormige signalen werkt.

Dit is al jaren fout ingeburgerd.

cos(phi) = alleen het 50hz signaal
powerfactor of arbeidsfactor = 50hz + harmonische

http://www.isso.nl/fileadmin/user_upload/artikelen/Artikel_PQ_DEF.pdf

en ik dacht dat je alleen op cos(phi) wordt beboet als bedrijf.

Daarom heb ik het ook altijd 'arbeidsfactor' genoemd.
In nieuw-Nederlands zal het dus wel 'Power factor' moeten worden.
@rew noemde het 'cosphi', niet te verwarren met COS(phi).

De arbeidsfactor is kleiner dan 1, is dus niet ideaal, in alle gevallen waar de opgenomen stroom NIET dezelfde fase en 'vorm' heeft als de aangeboden spanning.
Meestal is het probleem, dat de verbruiker de stroom 'vervormt'. Maar er bestaat een andere kant van het verhaal, als je als verbruiker vervormde spanning geleverd krijgt.

In mijn voorbeeld is het dus juist de aangeboden spanning die vervormd is, terwijl de verbruiker juist een nette stroom wil.

Als nu de verbruiker zorgt dat zijn opgenomen stroom WEL sinusvormig is (met die seriekring), dan heb je wéér de situatie dat de opgenomen stroom (nu wèl sinusvormig) niet dezelfde vorm heeft als de aangeboden spanning (niet sinusvormig).
De arbeidsfactor in mijn voorbeeld is nu dus óók kleiner dan 1.

Maar als ik als verbruiker mijn filter weghaal, zodat mijn (verder zuiver ohmse) belasting nu een stroom opneemt die nèt zo vervormd is als de aangeboden spanning, dan is de arbeidsfactor weer wèl 1.
Dat volgt allemaal uit de definitie en uit de berekeningen. Maar de meeste mensen zijn gewoon niet gewend het ook eens van deze andere kant te bekijken.

Dus nogmaals de betekenis van de berekening:
De arbeidsfactor is volgens de berekening alleen 1, als de belasting zuiver ohms is voor ALLE frequenties die het net aanbiedt. Dus op geen enkele frequentie reactief, en ook nooit niet-lineair.

Nu zou het best kunnen, dat in werkelijkheid DEZE berekening NIET gebruikt wordt, en dat er alleen op 50 Hz gemeten wordt. Maar dáárover is in dit topic niets gezegd.

En nu vraag ik mij toch opeens af... Hoe zou een actieve arbeidsfactorcorrectie (zo eentje met een boost-converter) omgaan met slechte netspanning?

Bij een PFC is het doel (dacht ik) dat de last ohms lijkt, en de stroom dus op elk moment recht evenredig is met de spanning. Dat is natuurlijk ook het eenvoudigste te implementeren, lijkt me, want je kunt dan gewoon een spanningsdeler gebruiken om een setpoint te maken voor de spoelstroom.

Daarbij zou dat gedrag natuurlijk ideaal zijn om de vervuiling weg te werken; op het moment dat de spanning hoger is, wordt er meer stroom afgenomen, waardoor de spanning in zal zakken. Heel minimaal natuurlijk, maar als iedereen dat doet kan het best effect hebben. Als de spanning lager is, daalt de stroom, waardoor er minder spanningsval zal optreden, en de spanning dus iets zal stijgen.

Je zou natuurlijk ook een PFC kunnen maken die actief probeert juist de harmonische te consumeren, om zo de vervuiling weg te werken. In principe zou je dat kunnen doen met een band-stop filter op 50Hz (of een band-pass met een verschilversterker), en dat gebruiken om een setpoint mee te maken. Er moet dan waarschijnlijk nog wel iets bij om ook gedurende de hele cyclus stroom te kunnen trekken, voor het geval er nauwelijks vervorming aanwezig is. Dit laatste is misschien te doen op basis van de uitgangsspanning van de PFC, om te voorkomen dat die teveel in kan zakken.

@SparkyGSX: ik heb mij altijd afgevraagd wat er dan gebeurd met die zijbanden. Als je ingangsstroom sinusvormig is, dan wordt dit op lange termijn gemoduleerd met de gemiddelde belasting. Als je belasting een ledlamp is die met 5 Hz knippert, dan heb je toch ook stroom op 45Hz en 55Hz? Is dat niet net zo erg?

Dit is geloof ik voor het eerst dat ik iemand op het forum over zijbanden zie schrijven in dit verband! Het klopt wel, natuurlijk.
Toch zal het wel meevallen met de last die je daarvan hebt.

Ten eerste is het lichtnet vrij laagohmig op die frequenties: de spanningval, en dus de modulatie, zal erg klein zijn. Je moet al veel moeite doen om de spanning ook maar één Volt te laten zakken op de plaats waar hij je pand binnenkomt.
Daarbij komt dat het hierbij toch om 'in-band' frequenties gaat. Aparatuur die geen last heeft van 50Hz, zal dat ook nauwelijks hebben van 45 of 55Hz; vooral niet omdat die in verhouding maar heel miniem aanwezig zijn.

De hogere harmonischen vormen een iets ander verhaal. Op die frequenties is het net lang niet zo laagohmig. De spanningen kunnen hoger worden en ook blijven, en 'komen dus verder'.
En omdat het over heel andere frequenties gaat, kunnen er dingen gebeuren waaraan je niet denkt als je voor 50Hz ontwerpt.
De derde harmonischen van alle drie de fasen van een driefazennet zijn bijvoorbeeld met elkaar in faze, en tellen dus op in de nulleider. Dat schijnt nog aardig te kunnen oplopen.

En over de storende werking van nog veel hogere frequenties hoeven we niet eens te hebben: bijna niemand hier kan nog naar een radio luisteren op lange, midden- of korte golf, zonder het typische ratelen dat we al bijna normaal zijn gaan vinden.
En nu nog PLC er overheen. :( Maar dat zijn geen harmonischen.

Je zou natuurlijk ook een PFC kunnen maken die actief probeert juist de harmonische te consumeren, om zo de vervuiling weg te werken.

Als je dat lukt, zou je 't gratis moeten krijgen vind ik. Het immers ontegenzeglijk een Goede Daad. :)