Kao dobavljač VFD-a (Variable Frequency Drive), iz prve sam ruke svjedočio transformativnom utjecaju VFD-a u raznim industrijama. Jedna od najvažnijih, ali često zanemarenih značajki VFD-a je njegova funkcija korekcije faktora snage. U ovom postu na blogu istražit ću što je korekcija faktora snage, zašto je važna i kako VFD može učinkovito korigirati faktor snage.
Razumijevanje faktora snage
Prije nego što istražimo funkciju korekcije faktora snage VFD-a, važno je razumjeti što je faktor snage. Faktor snage (PF) mjera je koliko se učinkovito električna energija koristi u krugu izmjenične struje (AC). Definira se kao omjer stvarne snage (P), koja je snaga koja stvarno obavlja koristan rad, i prividne snage (S), koja je produkt napona i struje u krugu.
Matematički, faktor snage se izražava kao:
[PF = \frac{P}{S}]
Vrijednost faktora snage kreće se od 0 do 1. Faktor snage 1 označava da se sva električna energija dovedena u krug učinkovito koristi, dok faktor snage manji od 1 znači da se dio energije gubi uzalud. Ta izgubljena snaga poznata je kao jalova snaga (Q), koja je potrebna za uspostavljanje i održavanje magnetskih polja u induktivnim opterećenjima kao što su motori, transformatori i solenoidi.
Zašto je važna korekcija faktora snage
Nizak faktor snage može imati nekoliko negativnih posljedica za industrijske i komercijalne korisnike. Prvo, povećava količinu struje koja teče kroz električni sustav, što zauzvrat dovodi do većih gubitaka energije u obliku topline. Ovi gubici ne samo da troše energiju, već i povećavaju troškove rada električnog sustava.
Drugo, nizak faktor snage može uzrokovati pad napona u električnom sustavu, što može utjecati na performanse električne opreme. To može dovesti do smanjene učinkovitosti, povećanih troškova održavanja, pa čak i preranog kvara opreme.
Konačno, mnoga komunalna poduzeća naplaćuju kupcima kaznu za nizak faktor snage. To je zato što nizak faktor snage zahtijeva od komunalnog poduzeća da generira i prenosi više energije nego što je potrebno da bi se ispunili stvarni zahtjevi kupca za snagom. Poboljšanjem faktora snage kupci mogu smanjiti svoje račune za energiju i izbjeći ove kazne.
Kako VFD ispravlja faktor snage
VFD je uređaj koji kontrolira brzinu i okretni moment AC motora mijenjanjem frekvencije i napona električnog napajanja. Uz svoje mogućnosti kontrole brzine, VFD također može korigirati faktor snage električnog sustava.
Većina VFD-ova koristi ispravljački krug za pretvaranje AC ulaznog napona u istosmjerni napon, koji se zatim invertira natrag u AC napon na željenoj frekvenciji i naponu. Krug ispravljača obično se sastoji od dioda ili tiristora, koji vuku struju na nelinearan način. Ova nelinearna struja može uzrokovati smanjenje faktora snage električnog sustava.
Za korekciju faktora snage, mnogi moderni VFD-ovi opremljeni su krugom korekcije faktora snage (PFC). PFC sklop dizajniran je za oblikovanje valnog oblika ulazne struje kako bi se što bolje uskladio s valnim oblikom ulaznog napona, čime se poboljšava faktor snage. Postoje dvije glavne vrste PFC sklopova: pasivni i aktivni.
Pasivna korekcija faktora snage
Pasivni PFC krugovi koriste induktore i kondenzatore za filtriranje ulazne struje i smanjenje sadržaja harmonika. Ti su sklopovi relativno jednostavni i jeftini, ali mogu postići samo faktor snage od oko 0,9. Pasivni PFC krugovi obično se koriste u aplikacijama male snage gdje je cijena glavni faktor u razmatranju.
Korekcija faktora aktivne snage
Aktivni PFC krugovi koriste prekidački pretvarač za kontrolu ulazne struje i održavanje faktora snage blizu 1. Ovi krugovi su složeniji i skuplji od pasivnih PFC krugova, ali mogu postići veći faktor snage i bolju harmonijsku izvedbu. Aktivni PFC krugovi obično se koriste u aplikacijama velike snage gdje su energetska učinkovitost i kvaliteta energije ključni.
Prednosti korekcije faktora snage s VFD-om
Ispravljanjem faktora snage, VFD može pružiti nekoliko prednosti korisniku. Prvo, može smanjiti potrošnju energije električnog sustava minimiziranjem reaktivne snage i poboljšanjem ukupne učinkovitosti. To može dovesti do značajnih ušteda tijekom vijeka trajanja opreme.
Drugo, korekcija faktora snage može poboljšati kvalitetu napajanja električnog sustava smanjenjem harmonijskog izobličenja i fluktuacija napona. To može pomoći u zaštiti električne opreme od oštećenja i poboljšati njezinu pouzdanost i učinkovitost.
Konačno, korekcija faktora snage može pomoći korisniku da izbjegne kazne koje naplaćuje komunalno poduzeće zbog niskog faktora snage. Održavanjem visokog faktora snage, korisnik može smanjiti svoje račune za energiju i poboljšati svoju dobit.
Primjene VFD-ova s korekcijom faktora snage
VFD s korekcijom faktora snage naširoko se koriste u raznim industrijama, uključujući proizvodnju, HVAC (grijanje, ventilacija i klimatizacija), obradu vode i transport. Neke od uobičajenih primjena VFD-ova s korekcijom faktora snage uključuju:
- Kontrola motora:VFD-ovi se obično koriste za kontrolu brzine i momenta AC motora u industrijskim aplikacijama. Ispravljanjem faktora snage, VFD može poboljšati učinkovitost motora i smanjiti potrošnju energije.
- HVAC sustavi:VFD se koriste za kontrolu brzine ventilatora i pumpi u HVAC sustavima. Prilagođavanjem brzine opreme kako bi odgovarala zahtjevima opterećenja, VFD može smanjiti potrošnju energije i poboljšati razinu udobnosti u zgradi.
- Postrojenja za pročišćavanje vode:VFD se koriste za kontrolu brzine pumpi i puhala u postrojenjima za pročišćavanje vode. Optimiziranjem rada opreme, VFD može smanjiti potrošnju energije i poboljšati kvalitetu pročišćene vode.
- Prijevoz:VFD se koriste za kontrolu brzine električnih vozila i vlakova. Poboljšanjem faktora snage, VFD može povećati domet i učinkovitost vozila te smanjiti vrijeme punjenja.
Zaključak
Zaključno, funkcija korekcije faktora snage VFD-a ključna je značajka koja može pružiti značajne prednosti korisniku. Ispravljanjem faktora snage, VFD može smanjiti potrošnju energije, poboljšati kvalitetu električne energije i izbjeći kazne koje naplaćuje komunalno poduzeće. Kao dobavljač VFD-a, toplo preporučujem da za svoj sljedeći projekt razmislite o VFD-u s korekcijom faktora snage.
Ako ste zainteresirani za učenje više o našim VFD proizvodima, uključujući30KW VFD,VFD od jedne do 3 faze, iJednofazni do trofazni VFD, nemojte se ustručavati kontaktirati nas. Naš tim stručnjaka spreman je pomoći vam u odabiru pravog VFD-a za vašu specifičnu primjenu i pružiti vam najbolju moguću uslugu i podršku.
Reference
- Chapman, SJ (2012). Osnove električnih strojeva (5. izdanje). McGraw-Hill.
- Dorf, RC i Svoboda, JA (2014). Uvod u električne krugove (9. izdanje). Wiley.
- Mohan, N., Undeland, TM i Robbins, WP (2012.). Power Electronics: Converters, Applications, and Design (3. izdanje). Wiley.