在電力電子領域，PFC（功率因數(shù)校正）是提高電氣系統(tǒng)性能和一般效率的重要機制。PFC 具有一組提高電路功率因數(shù)系數(shù)的技術。這反過來又最大限度地利用了能源并減少了浪費。承認 PFC 及其作用是保證電力基礎設施平穩(wěn)運行和耐用性的最重要問題。那么在電氣工程中的功率因數(shù)校正是什么及其重要性。

一、什么是功率因數(shù)校正 （PFC）：

功率因數(shù)校正 （PFC） 是指電源系統(tǒng)中用于提高功率因數(shù) （PF） 的技術。PF 通常用于計算機電源中以提高 PF。PF 決定了功耗效率，PF 值越高表示使用效率越高。

二、功率因數(shù)的類型：

電路中的功率因數(shù)可以表現(xiàn)為三種類型：超前、滯后或 1 型，具體取決于電路。

1．超前功率因數(shù)：當電路中的電流領先于電壓指針或純電容電路時，就會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。先進的功率因數(shù)導致電流和電壓之間產(chǎn)生正相位角，值為 -1 到 0。

2．滯后功率因數(shù)：滯后功率因數(shù)概述了電流滯后于電壓的情況，通常在純感應電路中觀察到。這里，電流和電壓之間的相位角為負，額定功率因數(shù)從 0 到 1。

3．單位功率因數(shù)：在具有同相電流和電壓的電路中，功率因數(shù)等于 1。這種情況發(fā)生在電路上沒有無功功率負載的理想情況下。

三、為什么需要功率因數(shù)校正：

采用 PFC（功率因數(shù)校正）的目的是提高電氣系統(tǒng)的性能。這個公式為企業(yè)和組織提供了基本的好處。以下是 PFC 不可或缺的原因：

1．減少碳排放：PFC 可以在本地執(zhí)行無功功率;因此，沒有大量的系統(tǒng)需求。該物因素促進了能源效率和環(huán)境可持續(xù)性。此外，PFC 減少了對主電源的依賴，從而延長了電網(wǎng)的使用壽命，從而實現(xiàn)了低碳足跡和良好的企業(yè)生態(tài)屬性。

2．增加負載能力：PFC 模塊消除了無功功率，可以更廣泛地使用有功功率 （KW），而不會產(chǎn)生通常相關的浪涌，而只是過載風險。這種靈活性使企業(yè)能夠以更實惠的成本增加運營能力，因為它不涉及昂貴的基礎設施升級，因此，作為滿足不斷增長的能源需求的一種手段，在財務上是可行的。

3．避免處罰：此外，盡管保持高功率因數(shù)，但使用耗電設備的人通常會收取更高的電費。PFC 解決了這個問題，使功率因數(shù)提高到超過罰值閾值，從而顯著降低了大量能源成本，并實現(xiàn)了有組織的電力使用。

4．增強的電壓穩(wěn)定性：功率因數(shù)低于最佳值引起的電壓降可能會導致設備損壞和維護成本增加。消除了 PFC 的壓降挑戰(zhàn)，從而實現(xiàn)了穩(wěn)定的電壓水平以及整個電氣系統(tǒng)的整體高效率和安全性。

5．降低最大可用性要求：因此，基于 PCF 的部署降低了整個系統(tǒng)的峰值功耗，這有助于避免對電源施加的壓力，并減少系統(tǒng)因電氣故障或中斷而中斷的情況。這種先發(fā)制人的措施最大限度地減少了停機時間，進而最大限度地減少了這方面的成本，從而確保正常的業(yè)務程序不會中斷。

功率因數(shù)校正成為開發(fā)有效能源管理的關鍵因素，該能源管理具有各種優(yōu)勢，例如節(jié)省資金、提高運營彈性和環(huán)境責任。企業(yè)主應采用促進可持續(xù)性和運營效率的做法，以全面整合 PFC 解決方案，幫助他們改善電力基礎設施。

四、如何計算功率因數(shù)校正：

選擇合適的 PFC 設備涉及一種系統(tǒng)的方法，需要以下步驟方面的專業(yè)知識：

第 1 步：使用有源和無源功率因數(shù)校正技術：

第一步是根據(jù)其無功功率 （cos φ） 和視在功率 （S） 計算所需的 （Qc in kvar）。

Qc 可以使用公式 Qc = P （tan φ – tan φ'） 計算，公式從圖中得出，其中：

Qc=電容器組功率 （KVAr）。

P = 活動模式下的功率 （KW）

tan φ = 考慮未補償相移的推力角的 tan。

φ? ' = tan φ ' = 補償后相移角的正切值。

φ 和 tan φ參數(shù)可以從會議計費數(shù)據(jù)或在安裝現(xiàn)場進行的直接測量中獲得。

第 2 步：補償制度的選擇：

接口電容可以根據(jù)位置（整個電網(wǎng)）或扇區(qū)（逐節(jié)）進行設置。

影響選址的因素包括：

●總體目標（例如，避免對無功電能的處罰，減輕變壓器的壓力）。

●操作模式（一致或變化）。

●電容器對網(wǎng)絡特性的影響是可預測的。

●安裝成本。

第 3 步：決定薪酬形式：

●根據(jù)性能要求和控制復雜性使用不同的補償類型：

●固定：以固定閥的形式互連可變電容器組。

●自動：鏈接步驟，使系統(tǒng)靈活并具有控制能量輸出的能力。

●動態(tài)： 非常適合平衡塊狀裝載機。

第 4 步：轉換器和 FRA 的設計必須適應工作條件和諧波的變化：

●工作條件會顯著影響電容器的使用壽命，因此需要考慮以下參數(shù)。

●環(huán)境溫度 （°C）。

●通過電壓干擾的影響感應預期的過電流。

●每年最大開關操作數(shù)；

●期望壽命。

某些負載會導致電網(wǎng)中普遍存在諧波，這對電容器不利。在這種情況下，應評估諧波效應，因為它可以確保電容器的最佳性能和使用壽命。

結論：在一個每一瓦特都很重要的世界里，功率因數(shù)校正成為將能源浪費轉化為效率的重要工具。PFC 能夠優(yōu)化電力使用并減少不必要的損失，已成為可持續(xù)電氣系統(tǒng)的支柱。調整 PFC 并照亮通往更綠色、更高效未來的道路。