Kapazitive Leistung bei Server-Netzteilen?

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo

Vielleicht kann mir ja hier jemand weiterhelfen: bei uns in der Firma soll eine neue USV beschafft werden (Größenordnung 200 kVA), die im Bedarfsfall die Stromversorgung für etliche Server übernehmen soll. Der Verkäufer hat jetzt einem Kollegen erzählt, es könnte sein, dass die ganzen Netzteile kapazitive Last aufnehmen. Wie kann ich mir das vorstellen bzw erklären?
Ohm’sche Last bei aktiven PFC-Netzteilen bzw. leicht induktive Last beim Diodengleichrichter kann ich mir ja erklären. Aber kapazitiv?

Wer kann mir hier mal auf die Sprünge helfen?
peherr

#2

Hallo peherr,

Vielleicht kann mir ja hier jemand weiterhelfen: bei uns in
der Firma soll eine neue USV beschafft werden (Größenordnung
200 kVA), die im Bedarfsfall die Stromversorgung für etliche
Server übernehmen soll. Der Verkäufer hat jetzt einem Kollegen
erzählt, es könnte sein, dass die ganzen Netzteile kapazitive
Last aufnehmen. Wie kann ich mir das vorstellen bzw erklären?
Ohm’sche Last bei aktiven PFC-Netzteilen bzw. leicht induktive
Last beim Diodengleichrichter kann ich mir ja erklären. Aber
kapazitiv?

Primär getaktete Netzteile sind konstruktiv einmal reine kapazitive Lasten (der Lade-Kondensator liegt über den Gleichrichter direkt am Netz). Erst dur zusätzliche Masnahmen (Netzfilter, PFC) wird das, evtl. über-, kompensiert.

MfG Peter(TOO)

#3

Rückfrage
Hallo,
ich verstehe unter einer kapazitiven Last eine Last, bei der Spannung und Strom phasenverschoben sind. Wo ist das bei einem Kondensator der Fall, der über eine Diode aus dem Netz aufgeladen wird?
Gruß
Axel

#4

Hallo Axel,

ich verstehe unter einer kapazitiven Last eine Last, bei der
Spannung und Strom phasenverschoben sind. Wo ist das bei einem
Kondensator der Fall, der über eine Diode aus dem Netz
aufgeladen wird?

Der Strom ist zwar etwas „verbogen“, aber das macht ja nichts.

Also mal ein kleines Beispiel (ich demonstriere es mit der Spannung, über die Winkel wird es etwas „unansehlich“ für einige hier):

Gegeben:
Einweggleichrichter, ideale Diode.
Kondensator, ohmsche Last.
Vin = 20Vpp also Ueff `7.07…V / Frequenz egal
Vout = 10Vp, Ubrumm = 2Vpp

Nun:
Bei 8V Eingansspannung öffnet die Diode und es fliesst Strom, bei 10V Vin ist das C geladen und die Diode sperrt wieder.
Der Strom fliesst also ausschliesslich wärend der positiven Flanke der Eingansspannung zwischen Vin 8V und 10 V, also zwischen 53° und 90° und ist somit der Spannung vorauseilend, also kapazitiv.

OK, der Strom ist alles andere als ein Sinus, aber das ist nicht das Kriterium.

MfG Peter(TOO)

#5

Kapazitive Last
Hallo axel

ich verstehe unter einer kapazitiven Last eine Last, bei der
Spannung und Strom phasenverschoben sind. Wo ist das bei einem
Kondensator der Fall, der über eine Diode aus dem Netz
aufgeladen wird?

Der Hauptteil des Ladestroms fießt *vor* dem Maximum der 230V-sin-Spannung in den Kondensator, das ist das typische Kennzeichen einer kapazitiven Last. Dadurch erhöht sich die Spannung am Kondensator ein wenig und der mittlere Strom *nach* dem Maximum der 230-Sin-Spannung ist kleiner.

Merkregel: I(Kap) läuft „Trab“ (also vorher)
i(ind) lüft „hint“

So habe ich das mal gelernt.

tschüss

herbert

#6

Danke, das konnte ich nachvollziehen! (o.w.T.)
-nix-

#7

Hallo Ihr zwei,

ich sehe das etwas entspannter:

Zum Einen wird der Strom nicht, wie Peter annimmt, nur bis 90° fließen, zum Zweiten ist aufgrund des kurzen Stromflusswinkels die Phasenverschiebung relativ klein. Bei z. B. 53° bis 93° wären es gerade mal 17°.

Der hohe Crestfaktor bzw. kurze Stromflusswinkel dürfte der USV sehr wohl und sehr viel mehr Probleme bereiten.

Wesentlicher erscheint mir aber, dass meines Wissens nach PC-Netzteile, bzw. alles, was mehr als ca. 25 W Leistung aufnimmt, mit einer PFC-Schaltung versehen sein muss. Und dann entfällt auch diese Phasenverschiebung noch, denn der Stromfluss ist in Phase identisch und in Amplitude proportional zur Eingangsspannung (-> rein ohmsches Verhalten). Korrigiert mich, wenn das für PC-Netzteile nicht gelten sollte, bei elektronischen Lampen ist PFC ab ca. 25 W jedenfalls Pflicht.

Grüße

Uwe

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

#8

Hallo Uwi,

ich sehe das etwas entspannter:

Zum Einen wird der Strom nicht, wie Peter annimmt, nur bis 90°

Ich schrieb ja extra „ideale Diode“ … zudem ging es darum, dass Axel keinen Phasenverschub sehen konnte !!

fließen, zum Zweiten ist aufgrund des kurzen Stromflusswinkels
die Phasenverschiebung relativ klein. Bei z. B. 53° bis 93°
wären es gerade mal 17°.

Der hohe Crestfaktor bzw. kurze Stromflusswinkel dürfte der
USV sehr wohl und sehr viel mehr Probleme bereiten.

Das sehe ich auch so.

Wesentlicher erscheint mir aber, dass meines Wissens nach
PC-Netzteile, bzw. alles, was mehr als ca. 25 W Leistung
aufnimmt, mit einer PFC-Schaltung versehen sein muss. Und dann
entfällt auch diese Phasenverschiebung noch, denn der
Stromfluss ist in Phase identisch und in Amplitude
proportional zur Eingangsspannung (-> rein ohmsches
Verhalten). Korrigiert mich, wenn das für PC-Netzteile nicht
gelten sollte, bei elektronischen Lampen ist PFC ab ca. 25 W
jedenfalls Pflicht.

Pflicht ist vieles, aber es ist einfach einen CE-Kleber anzubringen. Viele PC-Netzteile haben noch kein PFC.

MfG Peter(TOO)

#9

Hallo zusammen!
Danke erst mal für die Erklärungen. Hat mich schon ein Stück weitergebracht.
Noch ‚ne Anmerkung zur PFC-Pflicht bei Netzteilen: bei neuen mag das so sein; aber an der bisherigen USV hängen zum Teil über 10 Jahre alte Kisten, die wahrscheinlich wirklich noch aus Dioden- oder grundfrequenzgeführten Transistorgleichrichter mit ein paar Filtern versorgt werden. Ich glaub‘ nicht, dass sich irgendjemand mal die Mühe gemacht hat, Netzteile zu tauschen …

peherr