Kao dobavljač VFD-a (Variable Frequency Drive), svjedočio sam iz prve ruke transformativnom utjecaju VFD-a u različitim industrijama. Jedna od najvažnijih, ali često zanemarenih karakteristika VFD-a je njegova funkcija korekcije faktora snage. U ovom postu na blogu ću se pozabaviti što je korekcija faktora snage, zašto je važna i kako VFD može efikasno ispraviti faktor snage.
Razumijevanje faktora snage
Prije nego što istražimo funkciju korekcije faktora snage VFD-a, bitno je razumjeti što je faktor snage. Faktor snage (PF) je mjera koliko se efikasno električna energija koristi u kolu naizmjenične struje (izmjenične struje). Definira se kao omjer stvarne snage (P), što je snaga koja zapravo obavlja koristan rad, i prividne snage (S), koja je proizvod napona i struje u kolu.
Matematički, faktor snage se izražava kao:
[ PF = \frac{P}{S} ]
Vrijednost faktora snage je u rasponu od 0 do 1. Faktor snage 1 označava da se sva električna snaga dovedena u kolo koristi efikasno, dok faktor snage manji od 1 znači da se dio snage gubi. Ova izgubljena snaga poznata je kao reaktivna snaga (Q), koja je potrebna za uspostavljanje i održavanje magnetnih polja u induktivnim opterećenjima kao što su motori, transformatori i solenoidi.
Zašto je korekcija faktora snage važna
Nizak faktor snage može imati nekoliko negativnih posljedica za industrijske i komercijalne korisnike. Prvo, povećava količinu struje koja teče kroz električni sistem, što zauzvrat dovodi do većih gubitaka energije u obliku toplote. Ovi gubici ne samo da troše energiju već i povećavaju operativne troškove električnog sistema.
Drugo, nizak faktor snage može uzrokovati pad napona u električnom sistemu, što može utjecati na performanse električne opreme. To može dovesti do smanjene efikasnosti, povećanih troškova održavanja, pa čak i prijevremenog kvara opreme.
Konačno, mnoge komunalne kompanije naplaćuju kupcima kaznu zbog niskog faktora snage. To je zato što nizak faktor snage zahtijeva od komunalne kompanije da proizvede i prenese više energije nego što je potrebno da zadovolji stvarne zahtjeve potrošača. 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 moment AC motora mijenjajući frekvenciju i napon električnog napajanja. Pored svojih mogućnosti kontrole brzine, VFD također može ispraviti faktor snage električnog sistema.
Većina VFD-ova koristi ispravljački krug za pretvaranje ulaznog naizmjeničnog napona u istosmjerni napon, koji se zatim invertuje natrag u AC napon na željenoj frekvenciji i naponu. Kolo ispravljača se obično sastoji od dioda ili tiristora, koji vuku struju na nelinearan način. Ova nelinearna struja može uzrokovati smanjenje faktora snage električnog sistema.
Za korekciju faktora snage, mnogi moderni VFD-ovi opremljeni su krugom za korekciju faktora snage (PFC). PFC kolo je dizajnirano da oblikuje valni oblik ulazne struje tako da se u potpunosti podudara s valnim oblikom ulaznog napona, čime se poboljšava faktor snage. Postoje dva glavna tipa PFC kola: pasivni i aktivni.
Pasivna korekcija faktora snage
Pasivni PFC krugovi koriste induktore i kondenzatore za filtriranje ulazne struje i smanjenje sadržaja harmonika. Ova kola su relativno jednostavna i jeftina, ali mogu postići samo faktor snage od oko 0,9. Pasivni PFC krugovi se obično koriste u aplikacijama male snage gdje je cijena glavna stvar.
Korekcija aktivnog faktora snage
Aktivna PFC kola koriste prekidački pretvarač za kontrolu ulazne struje i održavanje faktora snage blizu 1. Ova kola su složenija i skuplja od pasivnih PFC kola, ali mogu postići veći faktor snage i bolje harmonijske performanse. Aktivna PFC kola se obično koriste u aplikacijama velike snage gdje su energetska efikasnost i kvalitet energije kritični.
Prednosti korekcije faktora snage pomoću VFD-a
Ispravljanjem faktora snage, VFD može pružiti nekoliko prednosti korisniku. Prvo, može smanjiti potrošnju energije električnog sistema minimiziranjem reaktivne snage i poboljšanjem ukupne efikasnosti. To može dovesti do značajnih ušteda troškova tokom vijeka trajanja opreme.
Drugo, korekcija faktora snage može poboljšati kvalitet električne energije električnog sistema smanjenjem harmonijske distorzije i fluktuacija napona. Ovo može pomoći da se električna oprema zaštiti od oštećenja i poboljša njena pouzdanost i performanse.
Konačno, korekcija faktora snage može pomoći korisniku da izbjegne kazne koje naplaćuje komunalno preduzeće zbog niskog faktora snage. Održavanjem visokog faktora snage, korisnik može smanjiti svoje račune za energiju i poboljšati svoj rezultat.
Primjena VFD-a s korekcijom faktora snage
VFD sa korekcijom faktora snage se široko koriste u različitim industrijama, uključujući proizvodnju, HVAC (grijanje, ventilaciju i klimatizaciju), tretman vode i transport. Neke od uobičajenih primjena VFD-a s korekcijom faktora snage uključuju:
- Kontrola motora:VFD se obično koriste za kontrolu brzine i momenta AC motora u industrijskim aplikacijama. Koregom faktora snage, VFD može poboljšati efikasnost motora i smanjiti potrošnju energije.
- HVAC sistemi:VFD se koriste za kontrolu brzine ventilatora i pumpi u HVAC sistemima. Prilagođavanjem brzine opreme u skladu sa zahtjevima opterećenja, VFD može smanjiti potrošnju energije i poboljšati nivo udobnosti u zgradi.
- Postrojenja za tretman vode:VFD se koriste za kontrolu brzine pumpi i puhala u postrojenjima za prečišćavanje vode. Optimiziranjem rada opreme, VFD može smanjiti potrošnju energije i poboljšati kvalitetu tretirane vode.
- prijevoz:VFD se koriste za kontrolu brzine električnih vozila i vozova. Poboljšanjem faktora snage, VFD može povećati domet i efikasnost vozila i smanjiti vrijeme punjenja.
Zaključak
U zaključku, funkcija korekcije faktora snage VFD-a je ključna karakteristika koja može pružiti značajne prednosti korisniku. Koregom faktora snage, VFD može smanjiti potrošnju energije, poboljšati kvalitet električne energije i izbjeći kazne koje naplaćuje komunalno preduzeće. Kao dobavljač VFD-a, toplo preporučujem da razmotrite VFD sa korekcijom faktora snage za vaš sljedeći projekat.
Ako ste zainteresirani da saznate više o našim VFD proizvodima, uključujući30KW VFD,VFD jednofazni do 3 faze, iJednofazni do trofazni VFD, ne ustručavajte se da nas kontaktirate. Naš tim stručnjaka spreman je da vam pomogne u odabiru pravog VFD-a za vašu specifičnu primjenu i da vam pruži najbolju moguću uslugu i podršku.
Reference
- Chapman, SJ (2012). Osnove električnih mašina (5. izdanje). McGraw-Hill.
- Dorf, RC, & Svoboda, JA (2014). Uvod u električna kola (9. izdanje). Wiley.
- Mohan, N., Undeland, TM, i Robbins, WP (2012). Energetska elektronika: pretvarači, aplikacije i dizajn (3. izdanje). Wiley.