在電力電子領域，PFC（功率因數校正）是提高電氣系統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系數的技術。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校正是什么及其重要性。

一、什么是功率因數校正 （PFC）：

功率因數校正 （PFC） 是指電源系統中用于提高功率因數 （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、功率因數的類型：

電路中的功率因數可以表現為三種類型：超前、滯后或 1 型，具體取決于電路。

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

2．滯后功率因數：滯后功率因數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，額定功率因數從 0 到 1。

3．單位功率因數：在具有同相電流和電壓的電路中，功率因數等于 1。這種情況發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校正：

采用 PFC（功率因數校正）的目的是提高電氣系統的性能。這個公式為企業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 可以在本地執行無功功率;因此，沒有大量的系統需求。該物因素促進了能源效率和環境可持續性。此外，PFC 減少了對主電源的依賴，從而延長了電網的使用壽命，從而實現了低碳足跡和良好的企業生態屬性。

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），而不會產生通常相關的浪涌，而只是過載風險。這種靈活性使企業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，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，并實現了有組織的電力使用。

4．增強的電壓穩定性：功率因數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，從而實現了穩定的電壓水平以及整個電氣系統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的峰值功耗，這有助于避免對電源施加的壓力，并減少系統因電氣故障或中斷而中斷的情況。這種先發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，從而確保正常的業務程序不會中斷。

功率因數校正成為開發有效能源管理的關鍵因素，該能源管理具有各種優勢，例如節省資金、提高運營彈性和環境責任。企業主應采用促進可持續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、如何計算功率因數校正：

選擇合適的 PFC 設備涉及一種系統的方法，需要以下步驟方面的專業知識：

第 1 步：使用有源和無源功率因數校正技術：

第一步是根據其無功功率 （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參數可以從會議計費數據或在安裝現場進行的直接測量中獲得。

第 2 步：補償制度的選擇：

接口電容可以根據位置（整個電網）或扇區（逐節）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，使系統靈活并具有控制能量輸出的能力。

●動態： 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。

●環境溫度 （°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；

●期望壽命。

某些負載會導致電網中普遍存在諧波，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，功率因數校正成為將能源浪費轉化為效率的重要工具。PFC 能夠優化電力使用并減少不必要的損失，已成為可持續電氣系統的支柱。調整 PFC 并照亮通往更綠色、更高效未來的道路。