在电力电子领域，PFC（功率因数校正）是提高电气系统性能和一般效率的重要机制。PFC 具有一组提高电路功率因数系数的技术。这反过来又最大限度地利用了能源并减少了浪费。承认 PFC 及其作用是保证电力基础设施平稳运行和耐用性的最重要问题。那么在电气工程中的功率因数校正是什么及其重要性。

一、什么是功率因数校正 （PFC）：

功率因数校正 （PFC） 是指电源系统中用于提高功率因数 （PF） 的技术。PF 通常用于计算机电源中以提高 PF。PF 决定了功耗效率，PF 值越高表示使用效率越高。

二、功率因数的类型：

电路中的功率因数可以表现为三种类型：超前、滞后或 1 型，具体取决于电路。

1．超前功率因数：当电路中的电流领先于电压指针或纯电容电路时，就会出现这种现象。先进的功率因数导致电流和电压之间产生正相位角，值为 -1 到 0。

2．滞后功率因数：滞后功率因数概述了电流滞后于电压的情况，通常在纯感应电路中观察到。这里，电流和电压之间的相位角为负，额定功率因数从 0 到 1。

3．单位功率因数：在具有同相电流和电压的电路中，功率因数等于 1。这种情况发生在电路上没有无功功率负载的理想情况下。

三、为什么需要功率因数校正：

采用 PFC（功率因数校正）的目的是提高电气系统的性能。这个公式为企业和组织提供了基本的好处。以下是 PFC 不可或缺的原因：

1．减少碳排放：PFC 可以在本地执行无功功率;因此，没有大量的系统需求。该物因素促进了能源效率和环境可持续性。此外，PFC 减少了对主电源的依赖，从而延长了电网的使用寿命，从而实现了低碳足迹和良好的企业生态属性。

2．增加负载能力：PFC 模块消除了无功功率，可以更广泛地使用有功功率 （KW），而不会产生通常相关的浪涌，而只是过载风险。这种灵活性使企业能够以更实惠的成本增加运营能力，因为它不涉及昂贵的基础设施升级，因此，作为满足不断增长的能源需求的一种手段，在财务上是可行的。

3．避免处罚：此外，尽管保持高功率因数，但使用耗电设备的人通常会收取更高的电费。PFC 解决了这个问题，使功率因数提高到超过罚值阈值，从而显著降低了大量能源成本，并实现了有组织的电力使用。

4．增强的电压稳定性：功率因数低于最佳值引起的电压降可能会导致设备损坏和维护成本增加。消除了 PFC 的压降挑战，从而实现了稳定的电压水平以及整个电气系统的整体高效率和安全性。

5．降低最大可用性要求：因此，基于 PCF 的部署降低了整个系统的峰值功耗，这有助于避免对电源施加的压力，并减少系统因电气故障或中断而中断的情况。这种先发制人的措施最大限度地减少了停机时间，进而最大限度地减少了这方面的成本，从而确保正常的业务程序不会中断。

功率因数校正成为开发有效能源管理的关键因素，该能源管理具有各种优势，例如节省资金、提高运营弹性和环境责任。企业主应采用促进可持续性和运营效率的做法，以全面整合 PFC 解决方案，帮助他们改善电力基础设施。

四、如何计算功率因数校正：

选择合适的 PFC 设备涉及一种系统的方法，需要以下步骤方面的专业知识：

第 1 步：使用有源和无源功率因数校正技术：

第一步是根据其无功功率 （cos φ） 和视在功率 （S） 计算所需的 （Qc in kvar）。

Qc 可以使用公式 Qc = P （tan φ – tan φ'） 计算，公式从图中得出，其中：

Qc=电容器组功率 （KVAr）。

P = 活动模式下的功率 （KW）

tan φ = 考虑未补偿相移的推力角的 tan。

φ̂ ' = tan φ ' = 补偿后相移角的正切值。

φ 和 tan φ参数可以从会议计费数据或在安装现场进行的直接测量中获得。

第 2 步：补偿制度的选择：

接口电容可以根据位置（整个电网）或扇区（逐节）进行设置。

影响选址的因素包括：

●总体目标（例如，避免对无功电能的处罚，减轻变压器的压力）。

●操作模式（一致或变化）。

●电容器对网络特性的影响是可预测的。

●安装成本。

第 3 步：决定薪酬形式：

●根据性能要求和控制复杂性使用不同的补偿类型：

●固定：以固定阀的形式互连可变电容器组。

●自动：链接步骤，使系统灵活并具有控制能量输出的能力。

●动态： 非常适合平衡块状装载机。

第 4 步：转换器和 FRA 的设计必须适应工作条件和谐波的变化：

●工作条件会显著影响电容器的使用寿命，因此需要考虑以下参数。

●环境温度 （°C）。

●通过电压干扰的影响感应预期的过电流。

●每年最大开关操作数；

●期望寿命。

某些负载会导致电网中普遍存在谐波，这对电容器不利。在这种情况下，应评估谐波效应，因为它可以确保电容器的最佳性能和使用寿命。

结论：在一个每一瓦特都很重要的世界里，功率因数校正成为将能源浪费转化为效率的重要工具。PFC 能够优化电力使用并减少不必要的损失，已成为可持续电气系统的支柱。调整 PFC 并照亮通往更绿色、更高效未来的道路。