تصحيح معامل القدرة السلبي (PPFC) وتصحيح معامل القدرة النشط (APFC)

كلاهما تصحيح عامل القدرة السلبي (PPFC) و تصحيح عامل القدرة النشط (APFC) تُستخدم لتحسين معامل القدرة وتقليل القدرة التفاعلية، ولكنها تختلف في التعقيد والتكلفة والأداء.

تصحيح عامل القدرة السلبي (PPFC)

الطريقة: تستخدم مكونات سلبية (المكثفات، المفاعلات، أو المرشحات) للتعويض عن الطاقة التفاعلية.

أنواع PFC السلبية:

أ. بنوك المكثفات (الأكثر شيوعًا)

• يستخدم للتعويض عن عامل القدرة المتأخر (الحثّي) (شائع في المحركات والمحولات).

• المكثفات الثابتة: يتم التبديل يدويًا، وهو الأفضل للأحمال المستقرة.

• بنوك المكثفات التلقائية:يتم تعديل مجموعات المكثفات المحولة بالثايرستور/TSC بناءً على تغييرات الحمل.

ب. المرشحات التوافقية (مرشحات LC)

• يتم استخدامه عندما تؤدي الأحمال غير الخطية (VFDs، SMPS) إلى ظهور التوافقيات.

• تم ضبطها لمنع الترددات التوافقية المحددة (على سبيل المثال، الخامس، السابع).

ج. المكثفات المتزامنة

• آلات دوارة تعمل كمكثفات/محاثات متغيرة.

• تستخدم في أنظمة نقل الجهد العالي.

مزايا PFC السلبي:

• منخفضة التكلفة (المكثفات البسيطة غير مكلفة).
• موثوقية عالية (لا يوجد إلكترونيات نشطة).
• صيانة سهلة (لا يوجد أنظمة تحكم معقدة).

عيوب PFC السلبي:

• تعويض ثابت (ليس مثاليًا للأحمال المتغيرة بسرعة).
• خطر زيادة الجهد/الرنين (إذا لم يتم ضبطه بشكل صحيح).
• لا يمكن تصحيح PF الرائد (يعوض PF المتأخر فقط).

تصحيح عامل القدرة النشط (APFC)

الطريقة: استخدام إلكترونيات الطاقة (IGBTs، التحكم PWM) لضبط الطاقة التفاعلية بشكل ديناميكي.

أنواع PFC النشطة:

أ. PFC النشط في SMPS (إمدادات الطاقة ذات الوضع المتغير)

• يستخدم محول تعزيز لتشكيل تيار الإدخال ليتناسب مع الجهد (PF ≈ 0.99).

• شائع في أجهزة الكمبيوتر، وبرامج تشغيل LED، وإمدادات الطاقة الصناعية.

ب.مولد VAR الثابت (SVG)

• استخدم IGBT أو يجمع بين TSC (المكثفات ذات التبديل الثايرستوري) و TCR (المفاعلات التي يتم التحكم فيها بالثايرستور).

• ضبط التعويض في الوقت الحقيقي للأحمال الصناعية الكبيرة.

ج. STATCOM (المعوض المتزامن الثابت)

• يقوم محول الجهد المصدر (VSC) بتوليد الطاقة التفاعلية بشكل ديناميكي.

• أسرع من SVC، ويستخدم في مزارع الرياح والشبكات الذكية.

مزايا PFC النشط:

• تعويض ديناميكي (يتكيف مع تغييرات التحميل على الفور).
• نطاق تصحيح أوسع (يمكن تصحيح كل من PF المتأخر والمتقدم)
• يقلل التوافقيات (الترشيح النشط ممكن).

عيوب PFC النشط:

• تكلفة أعلى (إلكترونيات معقدة، IGBTs، التحكم DSP).
• مزيد من الصيانة (التبريد، تحديثات البرامج الثابتة).
• انخفاض الكفاءة عند الأحمال الخفيفة (خسائر التبديل).

أي واحد تختار؟

• استخدم PFC السلبي إذا:

  • الحمل مستقر (على سبيل المثال، المحركات، أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء).

  • الميزانية محدودة.

  • لا توجد تقلبات سريعة في الأحمال.

• استخدم PFC النشط إذا:

  • يختلف الحمل بسرعة (على سبيل المثال، الرافعات، وآلات اللحام).

  • التوافقيات هي مصدر قلق (مراكز البيانات، محركات الأقراص ذات التردد المتغير).

  • هناك حاجة إلى دقة عالية (الشبكات الذكية، والطاقة المتجددة).

تعتبر PFC السلبية بسيطة ورخيصة وموثوقة ولكنها تفتقر إلى المرونة.

يعتبر PFC النشط متقدمًا وسريعًا ومتعدد الاستخدامات ولكنه أكثر تكلفة.

المهندس شو