Elettronica di potenza - Controllo del ciclo integrale
I controllori di ciclo integrale sono convertitori con la capacità di eseguire la commutazione diretta senza perdite. Il processo converte direttamente CA in CA senza dover eseguire i processi intermedi da CA a CC, quindi da CC a CA.
Il ciclo di controllo integrale di base è di natura sinusoidale. Funziona combinando ed eliminando semicicli a frequenza più elevata dall'ingresso CA. I controllori sono normalmente accesi o spenti durante i mezzi cicli in cui l'ingresso di tensione è a zero poiché vengono utilizzati solo i cicli completi o mezzi cicli. Pertanto, i circuiti a ciclo integrale ottengono la commutazione a tensione zero senza richiedere un circuito risonante.
Lo schema seguente mostra un semplice controller di ciclo integrato. Contiene un carico e un interruttore di alimentazione, che esegue la conversione diretta. Questo diagramma mostra la conversione della frequenza sorgente da un fattore tre a uno.
Controllo del fattore di potenza
Il controllo del fattore di potenza, noto anche come correzione del fattore di potenza, è il processo di riduzione della quantità di potenza reattiva. Il dispositivo elettronico di potenza utilizzato in questo caso è chiamato controller del fattore di potenza (PFC). Dal triangolo di potenza (che comprende potenza reattiva, vera e apparente), la potenza reattiva è ad angolo retto (90 °) rispetto alla potenza reale e viene utilizzata per energizzare il campo magnetico. Sebbene la potenza reattiva non abbia un valore reale nelle apparecchiature elettroniche, la bolletta per l'elettricità comprende i costi di potenza reale e reattiva. Ciò rende necessario disporre di controllori del fattore di potenza nei dispositivi elettronici.
Il fattore di potenza (k) è definito come il rapporto tra la potenza reale (in kW) e la potenza reattiva (in kVAr). Il suo valore è compreso tra 0 e 1. Se un dispositivo ha un fattore di potenza di 0,8 e superiore, si dice che utilizzi l'alimentazione in modo efficiente. Incorporando un PFC si assicura che il fattore di potenza sia compreso tra 0,95 e 0,99. I controller del fattore di potenza si trovano principalmente in apparecchiature industriali per ridurre al minimo la potenza reattiva generata dall'illuminazione fluorescente e dai motori elettrici.
Per garantire che il fattore di potenza sia migliorato senza causare distorsioni armoniche, i condensatori convenzionali non dovrebbero essere usati. Vengono invece utilizzati filtri (combinazione di condensatori e reattori) per la soppressione delle armoniche. La figura seguente mostra un filtro armonico.
Il tipo di filtro per le armoniche sopra descritto viene indicato come un filtro sintonizzato singolo. Un fattore di qualità Q di questo filtro è definito come fattore di qualità della sua reattanza (X L ) a Q (frequenza di sintonizzazione) dove Q è dato da (nX L / R).