Leistungselektronik - Integrale Zyklussteuerung
Integralzyklusregler sind Wandler mit der Fähigkeit, direkt und verlustfrei zu schalten. Der Prozess wandelt AC direkt in AC um, ohne die Zwischenprozesse AC in DC und dann DC in AC ausführen zu müssen.
Der grundlegende integrale Regelzyklus ist sinusförmiger Natur. Es arbeitet durch Kombinieren und Eliminieren von Halbfrequenzen mit höherer Frequenz vom Wechselstromeingang. Die Steuerungen werden normalerweise während halber Zyklen, in denen der Spannungseingang Null ist, ein- oder ausgeschaltet, da nur die vollen oder halben Zyklen verwendet werden. Integralzyklusschaltungen erreichen daher ein Schalten bei einer Spannung von Null, ohne dass ein Resonanzkreis erforderlich ist.
Das folgende Diagramm zeigt eine einfache integrierte Zyklussteuerung. Es enthält eine Last und einen Netzschalter, der die direkte Umwandlung durchführt. Dieses Diagramm zeigt die Umrechnung der Quellfrequenz von einem Faktor von drei auf eins.
Leistungsfaktorsteuerung
Die Leistungsfaktorsteuerung, auch als Korrektur des Leistungsfaktors bekannt, ist der Prozess der Reduzierung der Blindleistungsmenge. Das in diesem Fall verwendete leistungselektronische Gerät wird als Leistungsfaktorregler (PFC) bezeichnet. Vom Leistungsdreieck (das Blind-, Wirk- und Scheinleistung umfasst) steht die Blindleistung im rechten Winkel (90 °) zur Wirkleistung und wird zur Erregung des Magnetfelds verwendet. Obwohl Blindleistung in elektronischen Geräten keinen realen Wert hat, umfasst die Stromrechnung die tatsächlichen und Blindleistungskosten. Dies macht es erforderlich, Leistungsfaktorregler in elektronischen Geräten zu haben.
Der Leistungsfaktor (k) ist definiert als das Verhältnis der Wirkleistung (in kW) zur Blindleistung (in kVAr). Sein Wert reicht von 0 bis 1. Wenn ein Gerät einen Leistungsfaktor von 0,8 und höher hat, wird davon ausgegangen, dass es die Leistung effizient nutzt. Durch den Einbau eines PFC wird sichergestellt, dass der Leistungsfaktor zwischen 0,95 und 0,99 liegt. Leistungsfaktorregler werden hauptsächlich in Industrieanlagen eingesetzt, um die durch Leuchtstofflampen und Elektromotoren erzeugte Blindleistung zu minimieren.
Um sicherzustellen, dass der Leistungsfaktor verbessert wird, ohne harmonische Verzerrungen zu verursachen, sollten die herkömmlichen Kondensatoren nicht verwendet werden. Stattdessen werden Filter (Kombination von Kondensatoren und Drosseln) zur Unterdrückung von Oberschwingungen verwendet. Die folgende Abbildung zeigt einen Oberschwingungsfilter.
Der obige Typ eines Oberschwingungsfilters wird als einzeln abgestimmtes Filter bezeichnet. Ein Qualitätsfaktor Q dieses Filters ist als Qualitätsfaktor seiner Reaktanz (X L ) bei Q (Abstimmfrequenz) definiert, wobei Q durch (nX L / R) gegeben ist.