Hệ số công suất

Hệ số hiệu suất Cosφ hay PF của mạng lưới hệ thống điện xoay chiều trong kỹ thuật điện được định nghĩa là tỷ suất hiệu suất thực tiêu thụ bởi tải và hiệu suất biểu kiến chảy trong mạch điện. Đại lượng này có giá trị từ – 1 đến 1 .
Hệ số hiệu suất nói chung được tính bởi công thức : PF = Cosφ = P / S

Trong đó:

• P: Công suất tiêu thụ (W)
• S: Công suất biểu kiến (VA)
• Q: Công suất phản kháng (VAR)

Hình 1 – Mối quan hệ giữa hiệu suất tiêu thụ, phản kháng, biểu kiến
Hệ số hiệu suất thấp làm tăng lượng nguồn năng lượng bị mất trong mạng lưới hệ thống phân phối, tạo ra dòng điện lớn. Điều này góp thêm phần làm cho tiết diện dây dẫn lớn hơn và những thiết bị bảo vệ đi kèm đắt tiền hơn, làm tăng ngân sách cho người mua công nghiệp hoặc thương mại. Để tối đa được điện năng sử dụng tất cả chúng ta cần có một thông số hiệu suất cao nhằm mục đích giảm tối đa lượng điện năng vô ích do hiệu suất phản kháng tạo ra .
Với một mạch tải tuyến tính có thông số hiệu suất thấp tất cả chúng ta hoàn toàn có thể kiểm soát và điều chỉnh thông số hiệu suất bằng tụ điện hoặc cuộn cảm. Trong trường hợp tải không tuyến tính, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể sử dụng giải pháp hiệu chỉnh thông số hiệu suất thụ động hoặc dữ thế chủ động để nâng cao thông số hiệu suất cũng như chống lại hiện tượng kỳ lạ méo dòng .

Hiệu chỉnh hệ số công suất chủ động Active PFC

Active PFC sử dụng thiết bị điện tử công suất để thay đổi dạng sóng của dòng điện của tải để cải thiện hệ số công suất. Có nhiều loại mạch Active PFC, nhưng một bộ chuyển đổi tăng cường được chèn giữa bộ chỉnh lưu cầu và các tụ điện đầu vào chính là phương pháp phổ biến được sử dụng trong nguồn điện chuyển mạch.

Hình 2 – Sơ đồ khối từ datasheets MEANWELL RSP-320
Dựa trên sơ đồ khối ( Hình 2 ), tất cả chúng ta thấy rằng một khi điện áp một chiều được kiểm soát và điều chỉnh đến từ bộ chuyển đổi nguồn, nó sẽ đi qua một bộ chỉnh lưu cầu, bộ chuyển đổi tăng áp và sau đó là một bộ lọc. Bộ chuyển đổi tăng cường cố gắng nỗ lực duy trì điện áp một chiều không đổi ở đầu ra, đồng thời tạo ra dòng điện có cùng tần số và cùng pha với điện áp đường dây. Sau đó, nó được đưa trở lại mạch phát hiện để xác lập chất lượng nguồn điện để xem liệu PFC có thiết yếu hay không .

Hiệu chỉnh hệ số công suất thụ động Passive PFC

Phương pháp Passive PFC đơn giản chỉ là sử dụng một bộ lọc, bộ lọc này chỉ cho qua dòng điện có tần số bằng với tần số điện lưới (50Hz hoặc 60Hz) và chặn không cho các tần số sóng hài đi qua. Lúc này tải phi tuyến tính có thể xem như một tải tuyến tính, hệ số công suất vì thế được nâng cao hơn. (Hình 2) là một ví dụ về PFC thụ động.

Hình 3 – Ví dụ về mạch Passive PFC từ Wikipedia

Lợi ích hiệu chỉnh hệ số công suất

Lợi ích kỹ thuật : giảm sụt áp, biến dạng sóng hài, hiệu suất biểu kiến của tải và cải tổ chất lượng điện năng đây là một quyền lợi rất lớn trong bất kể ngành công nghiệp nào chưa sử dụng bộ nguồn với PFC .
Lợi ích kinh tế tài chính : PFC giúp giảm ngân sách tiêu thụ và truyền tải cho mạng lưới hệ thống phân phối, hóa đơn điện cho người tiêu dùng, điều này cực kỳ có lợi cho bất kỳ công ty nào, đặc biệt quan trọng là trong những phong cách thiết kế kỹ thuật .

Source: http://139.180.218.5
Category: Thuật ngữ đời thường