Il fattore di potenza (di seguito denominato PF) è un parametro di input importante di tutte le apparecchiature di alimentazione CA. Quando la caratteristica dell'impedenza di ingresso delle apparecchiature elettriche CA è resistiva, capacitiva o induttiva, la chiamiamo carico lineare. Il fattore di potenza in ingresso di questo tipo di carico lineare è definito come la variazione totale della differenza di fase tra la corrente e la tensione all'estremità di ingresso, ovvero pf = COSO. Il fattore di potenza generato dalla differenza di fase tra la corrente e la tensione è chiamato fattore di potenza sfasato PF.

Compensazione del fattore di potenza del raddrizzatore switching ad alta frequenza

Quando l'alimentatore CA fornisce alimentazione al carico lineare, quanta potenza attiva può ottenere il carico lineare è solo correlata al fattore di potenza PF di sfasamento in ingresso. Questo fattore di potenza di sfasamento è facile da compensare. In generale, la compensazione reciproca di induttanza e capacità può migliorare il fattore di velocità di sfasamento in ingresso delle apparecchiature di alimentazione CA.

La caratteristica della reattanza di ingresso del raddrizzatore a commutazione ad alta frequenza utilizzato nei moderni alimentatori di comunicazione non è lineare. Il suo schema elettrico principale. La tensione pulsante CC rettificata carica il condensatore del filtro. Ogni volta che viene caricato per mezzo periodo pulsante, la tensione su entrambe le estremità del condensatore C viene caricata al valore di picco V della tensione pulsante. Quindi, il diodo raddrizzatore D. o D viene spento e il condensatore C si scarica sul resistore di carico R. quando la tensione su entrambe le estremità del condensatore C scende al transistor raddrizzatore di estensione D. o D.

Durante la conduzione, l'alimentatore CA carica momentaneamente il condensatore C. Poiché il tempo di carica è molto breve, circa 2-4 ms, la forma d'onda della corrente è un picco di corrente molto stretto. Secondo l'analisi di Fourier, questa forma d'onda della corrente di picco è composta da una corrente d'onda fondamentale di 50 Hz e da una corrente armonica multipla e la frequenza di ciascuna corrente armonica è un multiplo intero della frequenza dell'onda fondamentale.

Poiché la forma d'onda di tensione è un'onda sinusoidale senza componenti armoniche, solo il prodotto del valore efficace della corrente fondamentale e del valore efficace della tensione sinusoidale è la potenza attiva consumata dal resistore di carico R. Pertanto, la corrente armonica non può generare attiva potenza. La corrente armonica scambia solo potenza reattiva tra l'alimentazione e il terminale di ingresso dell'apparecchiatura elettrica CA. Sebbene la corrente armonica non lavori sul carico R, occupa una parte della corrente in ingresso, ovvero aumenta la potenza apparente in ingresso.

In questo carico rettificato non lineare, la quantità di potenza attiva ottenuta sul carico r dipende solo dal fattore di potenza di distorsione pfxx e il fattore di potenza di distorsione è definito come.

PF ★ = in = (2k-1), k = 1,2,3,4... (3-11) dove 1 è la corrente d'onda fondamentale dell'onda di distorsione; Ia，Is，•…，I。， È la 3a, 5a e Na corrente armonica della corrente d'onda di distorsione. Non c'è nemmeno un'armonica nella corrente di distorsione.

Si può vedere dall'equazione (3-11) che quando la corrente armonica di più di 3 volte (di cui 3 volte) nella corrente di ingresso è zero, il fattore di potenza di distorsione ha il valore massimo, cioè pf * a = 1. A questa volta, la potenza apparente in ingresso viene tutta convertita nella potenza attiva del resistore di carico R. Fattore di potenza in ingresso totale PF delle apparecchiature elettriche. La relazione con il fattore di potenza a sfasamento PFM e il fattore di potenza di distorsione pf * è:

PFa=PFFXPF (3-12)

La differenza di fase tra la forma d'onda della corrente distorta e la forma d'onda della tensione dell'onda sinusoidale è molto piccola. Secondo i risultati del test, PF * g = 0,98 ~ 0,99. Secondo l'equazione (3-12), è possibile vedere il fattore di potenza di ingresso totale PF del raddrizzatore a commutazione ad alta frequenza. Che dipende principalmente dal fattore di potenza di distorsione PF.

Il fattore di potenza PFS del raddrizzatore di commutazione ad alta frequenza in ingresso monofase senza compensazione del fattore di potenza può generalmente raggiungere circa 0,7 e il fattore di potenza PFA dell'ingresso trifase può generalmente raggiungere 0,8 ~ 0,85. A causa del basso fattore di potenza della distorsione in ingresso, la rete elettrica deve fornire una grande corrente armonica per soddisfare i requisiti della potenza apparente in ingresso delle apparecchiature elettriche. Per misurare il contenuto relativo della corrente armonica, durante l'analisi della corrente armonica viene introdotto il contenuto relativo della corrente armonica totale, cioè THDi (distorsione armonica totale, I rappresenta l'armonica di corrente).

Quanto sopra è la compensazione del fattore di potenza del raddrizzatore di commutazione ad alta frequenza e tutto il contenuto che il fattore di potenza della distorsione ha il valore massimo.

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