Като доставчик на VFD (задвижване с променлива честота) бях свидетел от първа ръка на трансформиращото въздействие на VFD в различни индустрии. Една от най-важните, но често пренебрегвани характеристики на VFD е неговата функция за коригиране на фактора на мощността. В тази публикация в блога ще разгледам какво представлява корекцията на фактора на мощността, защо има значение и как VFD може ефективно да коригира фактора на мощността.
Разбиране на фактора на мощността
Преди да проучим функцията за коригиране на фактора на мощността на VFD, важно е да разберем какво е фактор на мощността. Факторът на мощността (PF) е мярка за това колко ефективно се използва електрическата енергия в AC (променлив ток) верига. Дефинира се като съотношението на реалната мощност (P), която е мощността, която действително извършва полезна работа, към привидната мощност (S), която е произведение на напрежението и тока във веригата.
Математически факторът на мощността се изразява като:
[ PF = \frac{P}{S} ]
Стойността на фактора на мощността варира от 0 до 1. Фактор на мощността 1 показва, че цялата електрическа енергия, подадена към веригата, се използва ефективно, докато фактор на мощността по-малък от 1 означава, че част от мощността се губи. Тази загубена мощност е известна като реактивна мощност (Q), която е необходима за установяване и поддържане на магнитните полета в индуктивни товари като двигатели, трансформатори и соленоиди.
Защо корекцията на фактора на мощността има значение
Ниският коефициент на мощност може да има няколко отрицателни последици както за индустриалните, така и за търговските потребители. Първо, увеличава количеството ток, протичащ през електрическата система, което от своя страна води до по-големи загуби на енергия под формата на топлина. Тези загуби не само губят енергия, но и увеличават експлоатационните разходи на електрическата система.
Второ, ниският фактор на мощността може да причини спадове на напрежението в електрическата система, което може да повлияе на работата на електрическото оборудване. Това може да доведе до намалена ефективност, увеличени разходи за поддръжка и дори преждевременна повреда на оборудването.
И накрая, много компании за комунални услуги начисляват на клиентите неустойка за нисък фактор на мощността. Това е така, защото ниският фактор на мощността изисква компанията за комунални услуги да генерира и предава повече мощност, отколкото е необходимо, за да отговори на реалните изисквания за мощност на клиента. Чрез подобряване на фактора на мощността клиентите могат да намалят сметките си за енергия и да избегнат тези санкции.
Как VFD коригира фактора на мощността
VFD е устройство, което контролира скоростта и въртящия момент на AC мотор чрез промяна на честотата и напрежението на електрическото захранване. В допълнение към своите възможности за контрол на скоростта, VFD може също да коригира фактора на мощността на електрическата система.
Повечето VFD използват токоизправителна верига за преобразуване на променливотоковото входно напрежение в постояннотоково напрежение, което след това се обръща обратно в променливотоково напрежение при желаната честота и напрежение. Токоизправителната верига обикновено се състои от диоди или тиристори, които черпят ток по нелинеен начин. Това нелинейно потребление на ток може да доведе до намаляване на фактора на мощността на електрическата система.
За коригиране на фактора на мощността много съвременни VFD са оборудвани с верига за коригиране на фактора на мощността (PFC). PFC веригата е проектирана да оформя формата на вълната на входния ток, за да съответства тясно на формата на вълната на входното напрежение, като по този начин подобрява фактора на мощността. Има два основни типа PFC вериги: пасивни и активни.
Пасивна корекция на фактора на мощността
Пасивните PFC вериги използват индуктори и кондензатори за филтриране на входния ток и намаляване на хармоничното съдържание. Тези вериги са сравнително прости и евтини, но могат да постигнат само фактор на мощността от около 0,9. Пасивните PFC вериги обикновено се използват в приложения с ниска мощност, където цената е основно съображение.
Активна корекция на фактора на мощността
Активните PFC вериги използват превключващ преобразувател, за да контролират входния ток и да поддържат фактор на мощността близо до 1. Тези вериги са по-сложни и скъпи от пасивните PFC вериги, но могат да постигнат по-висок фактор на мощността и по-добри хармонични характеристики. Активните PFC вериги обикновено се използват в приложения с висока мощност, където енергийната ефективност и качеството на захранването са критични.
Предимства на корекцията на фактора на мощността с VFD
Чрез коригиране на фактора на мощността VFD може да осигури няколко предимства на потребителя. Първо, може да намали консумацията на енергия на електрическата система чрез минимизиране на реактивната мощност и подобряване на общата ефективност. Това може да доведе до значителни икономии на разходи през целия живот на оборудването.
Второ, корекцията на фактора на мощността може да подобри качеството на захранването на електрическата система чрез намаляване на хармоничните изкривявания и колебанията на напрежението. Това може да помогне за защита на електрическото оборудване от повреда и да подобри неговата надеждност и производителност.
И накрая, корекцията на фактора на мощността може да помогне на потребителя да избегне санкциите, налагани от компанията за комунални услуги за нисък фактор на мощността. Като поддържа висок коефициент на мощност, потребителят може да намали сметките си за енергия и да подобри крайния си резултат.
Приложения на VFD с корекция на фактора на мощността
VFD с корекция на фактора на мощността се използват широко в различни индустрии, включително производство, HVAC (отопление, вентилация и климатизация), обработка на вода и транспорт. Някои от често срещаните приложения на VFD с корекция на фактора на мощността включват:
- Управление на двигателя:VFD често се използват за управление на скоростта и въртящия момент на променливотокови двигатели в индустриални приложения. Чрез коригиране на фактора на мощността VFD може да подобри ефективността на двигателя и да намали консумацията на енергия.
- ОВК системи:VFD се използват за управление на скоростта на вентилаторите и помпите в HVAC системите. Чрез регулиране на скоростта на оборудването, за да отговаря на изискванията за натоварване, VFD може да намали консумацията на енергия и да подобри нивото на комфорт в сградата.
- Пречиствателни станции:VFD се използват за управление на скоростта на помпите и вентилаторите в пречиствателните станции. Чрез оптимизиране на работата на оборудването, VFD може да намали консумацията на енергия и да подобри качеството на пречистената вода.
- Транспорт:VFD се използват за контрол на скоростта на електрически превозни средства и влакове. Чрез подобряване на фактора на мощността VFD може да увеличи обхвата и ефективността на превозното средство и да намали времето за зареждане.
Заключение
В заключение, функцията за коригиране на фактора на мощността на VFD е ключова характеристика, която може да осигури значителни ползи за потребителя. Чрез коригиране на фактора на мощността VFD може да намали консумацията на енергия, да подобри качеството на захранването и да избегне санкциите, налагани от компанията за комунални услуги. Като доставчик на VFD горещо препоръчвам да обмислите VFD с корекция на фактора на мощността за следващия си проект.
Ако се интересувате да научите повече за нашите VFD продукти, включително30KW VFD,VFD от една фаза до 3 фази, иЕдно до трифазен VFD, моля не се колебайте да се свържете с нас. Нашият екип от експерти е готов да ви помогне да изберете правилния VFD за вашето конкретно приложение и да ви предостави възможно най-доброто обслужване и поддръжка.
Референции
- Чапман, SJ (2012). Основи на електрическите машини (5-то издание). Макгроу-Хил.
- Дорф, RC и Свобода, JA (2014). Въведение в електрическите вериги (9-то издание). Уайли.
- Mohan, N., Undeland, TM, & Robbins, WP (2012). Силова електроника: преобразуватели, приложения и дизайн (3-то издание). Уайли.