effektfaktorkorrigering (PFC)

Vad är effektfaktorkorrigering?

effektfaktorkorrigeringen är en teknik för att öka effektfaktorn för en strömförsörjning. Byta nätaggregat utan effektfaktorkorrigering dra ström i korta pulser med hög storlek. Dessa pulser kan jämnas ut med hjälp av aktiva eller passiva tekniker. Detta minskar ingångs – RMS-strömmen och den uppenbara ingångseffekten, vilket ökar effektfaktorn.

effektfaktorkorrigeringen formar ingångsströmmen för att maximera den verkliga effekten från VÄXELSTRÖMFÖRSÖRJNINGEN. Helst bör elektrisk utrustning presentera en belastning som emulerar ett rent motstånd, vilket innebär att den reaktiva effekten skulle vara noll. Och ström-och spänningsvågformerna skulle vara samma sinusvåg och i fas med varandra. På grund av de reaktiva komponenterna i en majoritet av kretsarna finns det dock alltid en effektfördröjning som leder till lägre effektfaktorer.

i ett idealiskt system används all ström som dras från nätströmmen för att göra användbart arbete. Detta är endast möjligt när strömmen är i fas med spänningen. När fasen mellan de två varierar, utför en del av energin från vägguttaget inte användbart arbete och går förlorad.

kraftproducerande företag måste därför producera mer kraft för att möta efterfrågan på användbar kraft och den som går förlorad. Detta innebär fler kapitalinvesteringar i produktion, överföring, distribution och kontroll. Kostnaderna överförs till konsumenten förutom att bidra till den globala uppvärmningen.

effektfaktorkorrigering försöker driva effektfaktorn för det elektriska systemet, såsom strömförsörjningen mot 1, och även om den inte når detta kommer den så nära som 0,95 vilket är acceptabelt för de flesta applikationer.

Effektfaktorkorrigeringsmetoder

det finns två vanliga typer av effektfaktorkorrigering för nätaggregat; den passiva PFC och den aktiva PFC.

passiv effektfaktorkorrigering

detta används för små nätaggregat på cirka 100W eller mindre. Korrigeringsmetoden använder ett lågpass harmoniskt filter vid AC-ingången med kondensatorn och induktorn som bildar en serie resonanskrets. Komponenterna kan vara ganska små samtidigt som de ger en billig och effektiv effektfaktorkorrigering.

Figur 1: en passiv PFC-bildkredit

de passiva PFC: erna är enkla, robusta och pålitliga för lägre effektbehov. Dessutom genererar de inte EMI. De är dock stora och tunga på grund av induktorn.

fördelar

• Billig
• effektiv
• enkel konstruktion

nackdelar

• tung och stor storlek
• ingen spänningsreglering
• begränsat utbud av ingångsspänningar

aktiv effektfaktorkorrigering

de aktiva PFC-metoderna föredras för strömförsörjning med överspänningsskydd 100W. denna metod ger en effektivare korrigering, är lättare och mindre skrymmande.

en grundläggande aktiv PFC-krets består av en styrkrets som mäter ingångsspänningen och strömmen och justerar sedan omkopplingstiden och arbetscykeln för att säkerställa att ingångsspänningen och strömmen är i fas. Detta ger en automatisk korrigering av ingångsspänningen, vilket resulterar i en teoretisk effektfaktor på över 0,95. Till skillnad från den passiva PFC arbetar den aktiva PFC över ett brett spektrum av ingångsspänningar. Det kräver dock extra komponenter, vilket gör det mer komplext och dyrt.

Figur 2: Den grundläggande aktiva PFC-Kretsbilden

fördelarna med en aktiv PFC

• uppnår PF på 0,95 eller högre
• liten och lätt
• brett utbud av AC – ingångsspänning och Frekvens (87 Vrms -266 Vrms och 47Hz-63Hz).
• mer flexibel
• större kontroll

nackdelar

• komplex
• högre kostnad
• kräver mer filtrering på grund av de höga frekvenserna som kan komma in i linjen
• komponenter är klassade vid högre spänningar jämfört med den passiva PFC.

fördelar med PFC

med effektfaktor lika med 1 eller så nära som möjligt finns det lägre förluster och all genererad effekt utnyttjas effektivt.

• de tekniska fördelarna: förbättrad effektivitet och minskad effektbehov, därmed en minskning av belastningen på växelväxeln och kablarna, minskade kostnader för konsumenten och stöd för mer belastning.
• kommersiella fördelar: det finns minskade systemförluster och mindre kapitalkostnader för det genererande företaget. Dessutom finns det besparingar på elkostnader, eftersom det inte finns några avgifter för den överskjutande reaktiva effekten. En annan fördel är att transmissions-och distributionsutrustningen och systemen går svalare och håller längre.
• miljöfördelar: minskade CO2-utsläpp.

produkter med PFC