Wie kann man den führenden Leistungsfaktor kompensieren?

Da mein Job mit LED-Treibern und Vorschaltgeräten zusammenhängt, bin ich mit einigen Fragen verwirrt. Ich sehe, dass der Kondensator, der nach Diodenbrücken platziert wird, den Leistungsfaktor verringert und wenn wir ihn entfernen, können wir einen höheren pf erreichen. Ich denke also, dass unser Leistungsfaktor ein führender PF ist.

Wie kompensieren Sie den führenden Leistungsfaktor?

Warum kennen wir die meisten Lasten auch als induktive Lasten? und warum haben wir nur Kondensatorbänke, keine Induktivitätsbank?

Antworten (3)

Der Kondensator in einer Stromversorgung nach dem Brückengleichrichter verursacht keine Phasenverschiebung des Stroms. Stattdessen trägt es zur harmonischen Verzerrung der Stromwellenform bei, was eine andere Methode zur Erzeugung eines schlechten Leistungsfaktors ist.

Wenn Sie den Kondensator entfernen, ist die Leitung durch den Gleichrichter kontinuierlicher. Wenn Sie den Kondensator hinzufügen, tritt die Leitung jetzt nur noch in kurzen Impulsen an der Spitze der Spannungswellenform auf.

Eine Induktivität parallel zu einer solchen Last zu schalten, würde nichts lösen – Sie hätten jetzt eine nacheilende Stromkomponente PLUS eine harmonische Verzerrungskomponente.

Es kann jedoch Vorteile haben, einen Induktor mit einer solchen Last in Reihe zu schalten. Es filtert die höherfrequenten Komponenten der harmonischen Verzerrung heraus, indem es die Gleichrichterdioden zwingt, langsamer ein- und auszuschalten. Beachten Sie, dass es immer noch zu einer Verzögerung des Stroms relativ zur Spannung kommt, aber Sie können wahrscheinlich einen "Sweet Spot" -Wert für die Induktivität finden, der die beiden Effekte ausgleicht, um den besten Gesamtleistungsfaktor zu erzielen.

Traditionell „verbrauchen“ große Stromverbraucher (Fabriken) den größten Teil ihres Stromverbrauchs, um große induktive Lasten (wie Motoren) anzutreiben.
Induktive Lasten verursachen einen nacheilenden Leistungsfaktor (da der Strom im Stromkreis der Spannung nacheilt).
Um diese induktiven Lasten zu kompensieren, können diese Fabriken Leistungsfaktor-Korrekturgeräte installieren, die in ihrer einfachsten Form eine Reihe von Kondensatoren sind, die parallel zu ihren vorhandenen induktiven Lasten mit der Größe der Bank an die Stromleitungen angeschlossen sind Kondensatoren, die so berechnet sind, dass sie die durch die induktiven Lasten verursachte Verzögerung ungefähr ausgleichen.

Wie Sie bemerkt haben, enthalten LED-Treiber (und die meisten anderen elektronischen Geräte, die über das Stromnetz betrieben werden) große Glättungskondensatoren, und ja, Sie haben Recht - dies verursacht einen führenden Leistungsfaktor (im Gegensatz zu induktiven Lasten ).

Also - warum brauchen wir keine Induktorbänke, um diese zu kompensieren?
Ein paar Gründe:

  • Die Beleuchtung ist ein viel kleinerer Stromverbraucher als die meisten anderen industriellen Prozesse, und daher wird der führende Leistungsfaktor, den sie einführen könnte, leicht durch den viel größeren nacheilenden Leistungsfaktor überschwemmt, der durch alle induktiven Lasten verursacht wird
  • Die meisten halbwegs anständigen LED-Treiber auf dem Markt enthalten eine Leistungsfaktor-Korrekturschaltung in ihrem Design (ich kenne alle Treiber, die von der Firma hergestellt werden, für die ich arbeite). Sie werden sehen, dass die Netzeingangsversorgung in diesen Treibern nicht einfach von einem Brückengleichrichter zu einem großen Kondensator läuft - es gibt dort ein viel komplizierteres System, um die Versorgung gleichzurichten und zu glätten. Dadurch wird der effektive Leistungsfaktor des Geräts automatisch auf 0,9 oder besser „korrigiert“, sodass normalerweise keine externe Korrektur erforderlich ist.
Vielen Dank. Wie Sie sagten, haben die meisten LED-Treiber eine PFC-Korrektur, aber einige, die weniger Strom haben, tun dies zumindest in meinem Land nicht. Zum ersten Grund, den Sie erwähnt haben, wurde mir klar, dass in meinem Haus alle elektrischen Geräte als Beispiel dienen Die Kräfte werden zuerst addiert, und da die gesammelte Last eine induktive Last wäre, brauchen wir einen Kondensator zur Kompensation. Bin ich richtig?
Je weniger Strom sie verbrauchen, desto weniger Einfluss haben sie auf den Gesamtleistungsfaktor. Eine 10-kVA-Last mit einem Leistungsfaktor von 0,8 ist viel, viel schlechter als eine 10-VA-Last mit einem Leistungsfaktor von 0,3 ... Da die PFC-Schaltung Komplexität und Kosten erhöht, fügen wir sie nur dort hinzu, wo sie nützlich ist.
Ja, für eine Installation würden Sie normalerweise den Gesamtleistungsfaktor von allem zusammen betrachten und dies kompensieren. Häuser sind jedoch normalerweise von der Notwendigkeit einer PFC ausgenommen, da (aus Sicht des Stromanbieters) die Lasten in Wohngebieten normalerweise nicht „schlecht“ genug sind, um sich Sorgen zu machen.
Ihr zweiter Absatz ist falsch. Der Kondensator nach dem Gleichrichter verursacht eine harmonische Verzerrung, keine führende Stromwellenform. Siehe meine Antwort für eine ausführlichere Erklärung.
Dave hat Recht – ich habe zu sehr vereinfacht. Deshalb arbeite ich in vernetzten Steuerungen und nicht in der Leistungselektronik ... :P
Für eine 12-Watt-Glühbirne mit einem Leistungsfaktor von 0,5 meinen Sie also, dass es sich endlich um einen verzögerten Leistungsfaktor handelt? Diese Glühbirne wäre also eine induktive Last?
Es ist keine induktive Last, sondern eine nichtlineare Last und verursacht daher eine Verzerrung der Stromwellenform. Der Leistungsfaktor der Lampe ist weder voreilender noch nacheilender Leistungsfaktor, sondern der Verzerrungsleistungsfaktor.
Vielen Dank, Charles. Ich habe vorher Wiki darüber gelesen, aber ich konnte es nicht verstehen. Jetzt kann ich es verstehen

Ich schätze, dass es billiger ist, LED-Treiber mit hohem Leistungsfaktor zu kaufen, als zu versuchen, viele Treiber mit niedrigem Leistungsfaktor zu reparieren, aber wenn Sie in großen Schwierigkeiten sind (bereits gekauft, installiert und Beschwerden erhalten), lassen Sie uns nachdenken. Ich denke nicht an dimmbare Treiber.

Lösung Nr. 1: Vor ungefähr 23 Jahren hatte ich Probleme mit niedrigem Leistungsfaktor und Oberschwingungen, als ich ein elektronisches Vorschaltgerät mit 2 x 32 W und 220 V für Leuchtstofflampen entwarf. Da die Last als nahezu konstant angesehen werden konnte, bestand die Lösung darin, dem auf die 4. Harmonische (240 Hz in einem 60-Hz-Netz) abgestimmten Eingang einen passiven elliptischen LC-Filter hinzuzufügen, um die Harmonischen der 3. und 5. Ordnung stark zu dämpfen; 7., 9. und höher nicht so sehr.

Nachteile: Sie müssen die Berechnung finden, die für kleine Mengen nicht nützlich ist (viele davon mit zusammengeschalteten Eingängen wären besser, um die Anzahl der Filter zu verringern), die Gleichspannung über dem Elektrolytkondensator im Treiber fällt um etwa 20 % ab. brauchen jemanden, der den Induktor macht. Wenn der Induktor nicht richtig gebaut ist, erzeugt er "Hmmmm-Rauschen".

Vorteile: Der PF steigt auf fast 0,96 und Oberschwingungen werden abgesenkt.

Lösung Nr. 2 - Funktioniert nur, wenn die Komponenten der Treiberschaltung (Elektrolytkondensator, Mosfet, integrierte Schaltung und andere) 400 VDC verarbeiten können (wenn Ihre Netzspannung etwa 220 VAC beträgt). Wenn Ihr Netz etwa 120 VAC beträgt, können Sie mit Ausgangsspannungen nahe 300 VDC arbeiten, aber achten Sie immer auf die anderen internen Komponenten des Treibers.

1) Binden Sie die Eingänge der AC-Treiber eines Raums zusammen (in zwei oder mehr Sätzen); 2) Kennen Sie die Eingangsleistung von ihnen zusammen; 3) Bauen Sie eine Schaltung (oder bitten Sie jemanden, dies für Sie zu tun) mit einer integrierten Schaltung mit hohem Leistungsfaktor (plus anderen Komponenten: Mosfet, Induktivität usw.). L6562, FAN7527B sind einige der guten Beispiele für ICs und haben einige empfohlene Schaltkreise in ihren Datenblättern. 4) Der Ausgang der Schaltung (Leistungsfaktor mit Gleichspannungsausgang) wird mit den Eingängen der LED-Treiber verbunden. Machen Sie sich keine Sorgen, wo Sie den Plus- oder Minuspol anschließen müssen: In Ihren Treibern befindet sich eine Gleichrichterbrücke, die dieses Problem lösen kann.

NACHTEILE: Finden Sie jemanden, der dies für Sie erledigt, wenn Sie dies nicht möchten, verteilen Sie Gleichstrom an die Treiber, der Wandschalter muss den PFC-Schaltkreis ein- / ausschalten (nicht den Gleichstromausgang davon!), Wenn Wartungs-Gleichstrom gefährlicher ist als AC bei gleichem Spannungswert.

VORTEILE: Leistungsfaktor nahe 0,98 und extrem niedrige Oberschwingungen. Diese Schaltung macht kein "Hmmmm"-Geräusch.

Lösung Nr. 3: Valley-Fill-Kreislauf. Durchsuche das Web. Es ist kein Wunder, aber manchmal funktioniert es.

NACHTEILE (an die ich mich vor 15 Jahren erinnere): Leistungsfaktor nahe 0,92, Stromharmonische etwa 25 bis 30 %. Seltsame DC-Ausgangsspannung. Um zu wissen, ob Ihr Treiber die DC-Wellenform ohne Stroboskopeffekt oder Überhitzung verarbeiten kann, müssen Sie die Eingangsschaltung im Treiber ändern (oh mein Gott ...).

VORTEILE: niedrige Kosten.

Mit freundlichen Grüßen

Hallo, ich habe noch einmal festgestellt, dass wir bei linearer Last eine Verzögerung oder einen führenden Leistungsfaktor haben, und weil die meisten Lasten nacheilen, verwenden wir Kondensatorbänke in Verteilungssystemen. Meine Frage ist jedoch, dass unsere Last nicht linear ist (z. B. LED-Treiber). der treiber hat kein pfc, also wie kompensiert das verteilungssystem in diesem fall diesen niedrigen pf und wie sollte das system den für den treiber benötigten quellenstrom erzeugen?
Wie kann man den führenden Leistungsfaktor kompensieren?
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