pfc là từ viết tắt của Power Factor Correction. Nhiệm vụ của bộ điều chỉnh hệ số công suất pfc là giảm thiểu công suất phản kháng do thiết bị sinh ra. Công suất phản kháng là công suất được các tụ điện và cuộn cảm của một thiết bị lưu trữ và giải phóng. Công suất phản kháng của thiết bị là vô ích, nhưng nó vẫn được tính vào hóa đơn tiền điện mà người sử dụng phải trả cho công ty điện lực. Phí này được giảm khi sử dụng pfc.
Hệ số công suất
Hệ số công suất cosφ hoặc pf của hệ thống điện xoay chiều trong kỹ thuật điện được định nghĩa là tỷ số giữa công suất thực do tải tiêu thụ với công suất biểu kiến chạy trong mạch. Giá trị của đại lượng này là từ -1 đến 1.
Hệ số công suất thường được tính theo công thức: pf = cosφ = p / s
Vị trí:
- p: công suất tiêu thụ (w)
- s: công suất biểu kiến (va)
- q: công suất phản kháng (var)
phình to 1- Mối quan hệ giữa công suất tiêu thụ, công suất phản kháng và công suất biểu kiến
Hệ số công suất thấp làm tăng lượng năng lượng bị mất trong hệ thống phân phối điện, dẫn đến dòng điện cao. Điều này dẫn đến tiết diện dây dẫn lớn hơn và các thiết bị bảo vệ đi kèm đắt tiền hơn, làm tăng chi phí cho khách hàng công nghiệp hoặc thương mại. Để sử dụng tối đa điện năng, chúng ta cần có hệ số công suất cao để giảm thiểu điện năng vô ích do công suất phản kháng tạo ra.
Đối với mạch tải tuyến tính hệ số công suất thấp, chúng ta có thể sử dụng tụ điện hoặc cuộn cảm để điều chỉnh hệ số công suất. Trong trường hợp tải phi tuyến tính, chúng ta có thể sử dụng phương pháp hiệu chỉnh hệ số công suất thụ động hoặc chủ động để cải thiện hệ số công suất và chống méo dòng.
hiệu chỉnh hệ số công suất tích cực pfc
Các PFC hoạt động sử dụng thiết bị điện tử công suất để thay đổi hình dạng của dòng tải nhằm cải thiện hệ số công suất. Có nhiều loại mạch pfc tích cực, nhưng một phương pháp phổ biến được sử dụng trong việc chuyển đổi nguồn điện là chèn một bộ chuyển đổi tăng cường giữa bộ chỉnh lưu cầu và tụ điện đầu vào chính.
Hình 2 – Sơ đồ khối từ bảng dữ liệu meanwell rsp-320
Dựa trên sơ đồ khối (Hình 2), chúng ta thấy rằng một khi điện áp một chiều được điều chỉnh đến từ bộ chuyển đổi nguồn, nó sẽ đi qua bộ chỉnh lưu cầu, bộ chuyển đổi tăng áp và sau đó là bộ lọc. Bộ chuyển đổi tăng cường cố gắng duy trì điện áp một chiều không đổi ở đầu ra trong khi 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 định xem chất lượng điện có cần pfc hay không.
Hiệu chỉnh hệ số công suất pfc thụ động
Phương pháp pfc thụ động chỉ sử dụng một bộ lọc chỉ cho dòng điện đi qua có tần số bằng tần số nguồn điện (50hz hoặc 60hz) và chặn các tần số hài đi qua. Phụ tải phi tuyến tính bây giờ có thể được xem như là tải tuyến tính, do đó hệ số công suất được cải thiện. (Hình 2) là một ví dụ về pfc thụ động.
dấu đầu dòng 3 – ví dụ về mạch pfc thụ động từ Wikipedia
Lợi ích của việc hiệu chỉnh hệ số công suất
Ưu điểm về kỹ thuật: Giảm điện áp rơi, biến dạng sóng hài, khả năng tải rõ ràng và chất lượng điện năng được cải thiện là một lợi thế lớn đối với bất kỳ ngành công nghiệp nào chưa sử dụng bộ nguồn pfc.
Lợi ích kinh tế: pfc giúp giảm tiêu thụ và chi phí truyền tải của hệ thống phân phối điện, hóa đơn tiền điện của người tiêu dùng, điều này cực kỳ có lợi cho bất kỳ công ty nào, đặc biệt là đối với lĩnh vực kỹ thuật.