لماذا يكون معامل القدرة للإضاءة المنزلية 0.5 فقط، بينما يجب أن يكون معامل القدرة للإضاءة الهندسية ≥ 0.9؟

ربما لاحظت ظاهرة غريبة:

• عند شراء مصابيح LED المنزلية من متجر الإضاءة، غالبًا ما تذكر ورقة البيانات معامل القدرة (PF) بحوالي 0.5.
• ولكن عندما يتعلق الأمر بمشاريع البناء، فإن مستندات العطاءات ومعايير القبول تتطلب أن يكون لأنظمة الإضاءة معامل قدرة &ge؛ 0.9.

هل هذا اختصار للحدود؟ أم هو الخط الفاصل بين الجودة الجيدة والرديئة؟

لا—إنها نتيجة لتوازن العوامل التقنية والتنظيمية والاقتصادية.

1. أولاً، دعونا نوضح: ما هو عامل القدرة؟

دعنا نتخطى الصيغة ونستخدم كأس البيرة كقياس:

• البيرة = الطاقة النشطة (الكهرباء التي تقوم فعليًا بعمل مفيد)
• الرغوة = الطاقة التفاعلية (الكهرباء التي لا تقوم بعمل مباشر، ولكنها ضرورية لتشغيل الدائرة)
• سعة الزجاج بالكامل = الطاقة الظاهرية (القدرة الإجمالية التي توفرها لك الشبكة).

معامل القدرة (PF) = البيرة / حجم الكوب الإجمالي.

إن معامل PF العالي يعني رغوة أقل؛ بينما يعني معامل PF المنخفض رغوة أكثر، وتعمل الشبكة بجد لفترة طويلة قبل أن تحصل على نصف كوب من "الكهرباء الحقيقية".

في الأجهزة الإلكترونية مثل مصابيح LED، فإن السبب الرئيسي لانخفاض معامل القدرة ليس "اختلاف الطور" التقليدي، بل التشوه التوافقي. يحدث هذا عندما يتم "شحذ" شكل موجة التيار بواسطة دائرة المقوم، مما يتسبب في أن يرشف التيار فقط عند ذروة الجهد، تمامًا مثل الشخص الذي يرشف الماء فقط عندما يتم تثبيت القشة على السطح. النتيجة هي رغوة طبيعية منخفضة PF.

2. اللوائح: تتبع الإضاءة السكنية والصناعية "مسارات" مختلفة.

المعيار الدولي IEC 61000-3-2 (GB 17625.1) ينظم معدات الإضاءة وفقًا لمستويات الطاقة المختلفة:

• >25 وات (إضاءة تجارية/صناعية في الغالب): يتم تطبيق حدود توافقية صارمة، تتطلب في الأساس استخدام دوائر تصحيح عامل القدرة النشط (APFC)، مع معامل قدرة &ge؛ 0.9.
• 5–25 وات (معظم المصابيح الكهربائية المنزلية): يوفر المعيار خيار امتثال مريح، مما يسمح بالامتثال بدون PFC، مع معامل قدرة ≈0.5–0.6.
• ≤5W: معفى تقريبًا، بغض النظر عن التوافقيات.

يتوافق نظام المعايير الصيني مع النظام الدولي، ولكن هناك أيضًا معايير تصميم هندسي (مثل "معيار تصميم الإضاءة المعمارية GB50034") تتطلب نظام PF &ge؛ 0.9، مما يجبر مصابيح الهندسة على اختيار منتجات PF عالية.

ببساطة:

• تجديد المنزل: تحقق من الأضواء الفردية؛ طالما أنها تتوافق مع المعايير، فلا يوجد متطلب صارم لـ PF.
• الهندسة: التحقق من النظام بأكمله؛ يجب أن يكون PF &ge؛ 0.9؛ وإلا، فإن النظام سوف يفشل في القبول.

3. التكنولوجيا: PF متأصلة في تصميم الدائرة ولا يمكن تعديلها بشكل تعسفي.

ثلاثة أنواع شائعة من طوبولوجيات برنامج تشغيل LED:

1. لا يوجد PFC (PF &asymp؛ 0.5–0.6): الخيار الأرخص، باستخدام مقوم ومكثفات كهربائية كبيرة، هو المعيار للإضاءة المنزلية.
2. PFC سلبي (PF &غير متماثل؛ 0.7–0.8): يضيف العديد من الثنائيات والمكثفات الصغيرة لتحسين الشكل الموجي، ولكن يكلف أكثر قليلاً.
3. PFC نشط (PF &ge؛ 0.9): يضيف شريحة تحكم PFC، ومحثًا، وMOSFET. الشكل الموجي الحالي متزامن تقريبًا مع الجهد. يعد هذا الخيار الأكثر تكلفة وهو المعيار للإضاءة الصناعية.

4. الاعتبارات الاقتصادية: تركز عمليات تجديد المنازل على "سعر الوحدة"، في حين تركز مشاريع البناء على "تكلفة الملكية الإجمالية".

• يعتبر سوق تجديد المنازل حساسًا للغاية فيما يتعلق بالسعر. تسمح اللوائح باستخدام PFs منخفضة، لذلك يستخدم المصنعون بشكل طبيعي الحل الأرخص. يتم حساب فواتير الكهرباء السكنية على أساس الطاقة النشطة، وبالتالي فإن معامل القدرة المنخفض ليس له تأثير يذكر على الفاتورة.
• سوق الهندسة:

1. 1. المتطلبات التنظيمية: عامل القدرة (PF) &ge؛ 0.9 هو الحد الأدنى للدخول للمشاريع.
   2. تكاليف التشغيل: يعمل عامل القدرة المرتفع على تقليل خسائر الخطوط وتجنب الغرامات وتقليل سعة التوزيع.
   3. السلامة: إن انخفاض معامل القدرة يجعل نظام التوزيع أكثر عرضة لارتفاع درجة الحرارة والحمل الزائد.

بالنسبة لنفس الحمل 100 وات، يتم تقليص تيار الحلقة إلى النصف تقريبًا عندما تكون معامل القدرة 0.9 مقارنة بـ 0.5. وهذا هو السبب الأساسي وراء إصرار المشاريع الهندسية على استخدام معامل قدرة مرتفع.

لذلك:

• إن معامل القدرة الذي يزيد عن 0.5 للإضاءة السكنية هو الحل الأكثر فعالية من حيث التكلفة؛
• إن معامل القدرة ≥ 0.9 للإضاءة الهندسية هو نتيجة لاعتبارات تنظيمية واقتصادية.

5. توصيات لمستخدمين مختلفين

• المستخدمون المنزليون: عند شراء المصابيح، لا داعي للقلق بشأن PF (عامل نبض الضوء) طالما أنه’امتثلت للوائح. التركيز على تقديم الألوان، والفعالية المضيئة، والسلامة.
• الهندسة/التصميم: يجب تضمين معامل قدرة &ge؛ 0.9 في وثائق العطاءات والمواصفات، واختباره بشكل عشوائي أثناء القبول لمنع إدخال مصابيح ذات معامل قدرة منخفض في أنظمة المشروع.

6. ملخص في جملة واحدة

PF>إن 0.5 وPF≥0.9 لا يتعلقان بالجودة، بل بالاختيار الأمثل في ظل سوقين مختلفين، ومجموعتين مختلفتين من القواعد التنظيمية، ومنطقين اقتصاديين مختلفين.