¿Cómo compensar el factor de potencia principal?

El condensador en una fuente de alimentación siguiendo el puente rectificador no está causando un cambio de fase en la corriente. En su lugar, está contribuyendo a la distorsión armónica de la forma de onda actual, que es un método diferente para crear un factor de potencia pobre.

Cuando retira el condensador, la conducción a través del rectificador es más continua. Cuando agrega el capacitor, la conducción ahora ocurre solo en pulsos cortos en el pico de la forma de onda de voltaje.

Poner un inductor en paralelo con tal carga no resolvería nada: ahora tendría un componente de corriente retardada MÁS un componente de distorsión armónica.

Sin embargo, poner un inductor en serie con tal carga puede tener beneficios. Filtrará los componentes de frecuencia más alta de la distorsión armónica forzando a los diodos rectificadores a encenderse y apagarse más lentamente. Tenga en cuenta que seguirá causando un retraso en la corriente en relación con el voltaje, pero probablemente pueda encontrar un valor de "punto dulce" para la inductancia que equilibra los dos efectos para crear el mejor factor de potencia general.

Tradicionalmente, los grandes consumidores de energía eléctrica (fábricas) "gastan" la mayor parte de su consumo de energía conduciendo grandes cargas inductivas (como motores).
Las cargas inductivas causan un factor de potencia rezagado (ya que la corriente en el circuito se retrasa detrás de la tensión). Para compensar estas cargas inductivas, estas fábricas pueden instalar equipos de corrección del factor de potencia que, en su forma más simple, son un banco de condensadores conectados a las líneas eléctricas en paralelo con sus cargas inductivas existentes con el tamaño del banco de Los condensadores calculados para compensar aproximadamente el 'retraso' causado por las cargas inductivas.

Como ha notado, los controladores LED (y la mayoría de los otros dispositivos electrónicos que se ejecutan desde la red eléctrica) tienen capacitores de suavizado grandes y sí, es correcto. Esto causa un factor de potencia líder (frente a cargas inductivas).

Entonces, ¿por qué no necesitamos bancos inductores para compensar esto?
Un par de razones:

• La iluminación es un consumidor de energía mucho más pequeño que la mayoría de los otros procesos industriales, por lo que el factor de potencia principal que podría introducir se ve afectado fácilmente por el factor de potencia de retardo mucho más grande causado por todas las cargas inductivas
• La mayoría de los controladores LED decentes que se encuentran a mitad de camino en el mercado incluyen circuitos de corrección del factor de potencia en su diseño (conozco todos los controladores fabricados por la compañía para la que trabajo). Verá que el suministro de entrada de red en estos controladores no se ejecuta simplemente desde un puente-rectificador a un condensador grande: existe un sistema mucho más complicado para rectificar & suavizar la oferta. Esto automáticamente "corrige" el factor de potencia efectivo del dispositivo a 0.9 o mejor, por lo que cualquier corrección externa generalmente no es necesaria.

Supongo que es más barato comprar controladores de alto factor de potencia que tratar de arreglar muchos controladores de bajo factor de potencia, pero si tiene un gran problema (ya compró, instaló y recibió quejas), pensemos. No estoy pensando en controladores regulables.

Solución # 1: hace aproximadamente 23 años tuve problemas con el bajo factor de potencia y los armónicos al diseñar un balasto electrónico de 2x32W 220V para lámparas fluorescentes. Como la carga podía considerarse casi constante, la solución fue agregar un filtro elíptico LC pasivo a la entrada sintonizada en los 4tos armónicos (240Hz en una red de 60Hz) para atenuar fuertemente los armónicos de 3er y 5to orden; 7, 9 y superior no tanto.

Contras: necesita que encuentre el cálculo, no es útil para pequeñas cantidades (muchos de ellos con sus entradas unidas entre sí serían mejores para reducir la cantidad de filtros), el voltaje de CC sobre el electrolítico Condensador en el interior del controlador caerá alrededor del 20%, necesita alguien que haga el inductor. Inductor si no se construye correctamente generará "ruido hummmm".

Pros: el PF aumentará cerca de 0.96 y los armónicos disminuirán.

Solución # 2 : funcionará solo si los componentes del circuito del controlador (condensador electrolítico, mosfet, circuito integrado y otros) pueden manejar 400VDC (si su red eléctrica es de aproximadamente 220VAC). Si su red eléctrica es de aproximadamente 120 VCA, puede trabajar con voltajes de salida cercanos a 300 VCC, pero siempre tenga cuidado con los otros componentes internos del controlador.

1) Unir las entradas de los conductores de CA de una habitación (en dos o más conjuntos); 2) Conocer la potencia de entrada de ellos juntos; 3) Construya un circuito (o pídale a alguien que lo haga por usted) usando un circuito integrado de alto factor de potencia (más otros componentes: mosfet, inductor, etc.). L6562, FAN7527B son algunos de los buenos ejemplos de circuitos integrados y tienen algunos circuitos sugeridos en sus hojas de datos. 4) La salida del circuito (factor de potencia con salida de voltaje de CC) se conectará a las entradas de los controladores de led. No se preocupe de dónde conectar lo positivo o lo negativo: hay un puente rectificador dentro de los controladores que puede manejar este problema.

CONTRAS: encuentre a alguien que lo haga por usted si no lo hace, distribuya DC a los controladores, el interruptor de pared debe encender / apagar el circuito PFC (no la salida de CC de su equipo) !), cuando el mantenimiento de CC es más peligroso que el de CA con el mismo valor de voltaje.

PROS: factor de potencia cercano a 0.98 y armónicos extremadamente bajos. Este circuito no hace ningún ruido "hummm".

Solución # 3: circuito de relleno de valle. Busca en la web. No es milagroso, pero a veces funciona.

CONS (que recuerdo de hace 15 años): factor de potencia cercano a 0,92, armónicos actuales de 25 a 30%. Extraña tensión de salida CC. Necesario para saber si su controlador manejará la forma de onda de CC sin efecto estroboscópico o sobrecalentamiento, debe cambiar el circuito de entrada dentro del controlador (oh my ...).

PROS: bajo costo.

Saludos cordiales