Corrección del factor de potencia en tiempo real y corrección del factor de potencia activa

Si bien a veces los términos se usan indistintamente, existe una diferencia conceptual clave entre Corrección del factor de potencia en tiempo real y Corrección del factor de potencia activa .

1. Corrección del factor de potencia (PFC) en tiempo real

Esta es una descripción funcional. Describe cualquier sistema de corrección del factor de potencia que puede ajustar dinámicamente su compensación en respuesta a cambios en la carga.

• Objetivo: Mantener una factor de potencia lo más cerca posible de 1.0 (unidad) en todo momento, independientemente de cómo cambie la carga eléctrica.

• Cómo funciona: Un controlador monitoriza continuamente el factor de potencia del sistema (o, más precisamente, la potencia reactiva, kVAr). A continuación, conecta y desconecta dispositivos de compensación (como bancos de condensadores) del circuito en tiempo real para ajustar la potencia reactiva requerida por la carga en ese momento.

• Tecnología clave: utiliza habitualmente Condensadores conmutados por tiristores (TSC) O, más comúnmente, bancos de condensadores con contactores. La capacidad de "tiempo real" se debe a la rápida conmutación de estos componentes según las órdenes del controlador.

• Analogía: Imagine un termostato y un aire acondicionado. El termostato (controlador) mide la temperatura (factor de potencia) y enciende o apaga el aire acondicionado (condensadores) según sea necesario para mantener la temperatura establecida. Es reactivo y discreto.

Ventajas:

• Altamente eficaz para cargas industriales grandes y variables (por ejemplo, fábricas con motores grandes que se encienden y apagan en ciclos).

• Más rentable que PFC activo Para aplicaciones de alta potencia.

• Preuces cargos por penalización del factor de potencia de las compañías de servicios públicos.

Contras:

• Sólo se puede proporcionar una corrección gradual, no perfectamente uniforme.

• Riesgo de introducir resonancia del sistema con distorsiones armónicas ya presentes en la red.

• Puede ser susceptible al desgaste por transitorios de conmutación.

2. Corrección activa del factor de potencia (PFC activo)

Esta es una descripción de diseño técnico. Se refiere a un método específico de corrección del factor de potencia utilizando electrónica activa de modo conmutado (como IGBT) en lugar de componentes pasivos (como condensadores) únicamente.

• Objetivo: Forzar una carga eléctrica (a menudo un solo dispositivo) a parecer resistiva a la red eléctrica, logrando así un factor de potencia cercano a la unidad.

• Cómo funciona: Un PFC activo El circuito está integrado en un dispositivo (por ejemplo, una fuente de alimentación). Utiliza un circuito convertidor elevador controlado por un microprocesador. Este circuito modela activamente la corriente de entrada para convertirla en una onda sinusoidal perfecta, en fase con la forma de onda del voltaje de entrada. Esto se logra mediante el consumo continuo de corriente durante todo el ciclo de CA.

• Tecnología clave: Un diseño de fuente de alimentación de modo conmutado (SMPS) que incluye:

  • IC controlador

  • Inductores

  • Semiconductores de potencia (MOSFET, IGBT)

  • Diodos de recuperación rápida

  • Condensadores

• Analogía: Imaginemos a un artista experto (el circuito PFC activo) capaz de redibujar a la perfección una imagen distorsionada (el consumo de corriente distorsionado) en una copia perfecta del original (la onda sinusoidal de voltaje). Es proactivo y continuo.

Ventajas:

• Proporciona un factor de potencia casi perfecto (a menudo > 0,99).

• Reduce drásticamente la distorsión armónica total (THDi) en la corriente.

• Proporciona voltaje de bus de CC estable para el dispositivo.

• Funciona en un amplio rango de voltajes de entrada.

• Inmune a problemas de resonancia porque no depende de redes LC pasivas.

Contras:

• Aumenta el costo y la complejidad de los dispositivos individuales.

• Implementado principalmente a nivel de dispositivo, no para edificios completos.

Cómo trabajan juntos

La belleza de los sistemas eléctricos modernos es que estas dos tecnologías trabajan juntas desde diferentes extremos:

1. Nivel del dispositivo (fuente del problema): Los dispositivos no lineales como servidores de computadora, VFD y luces LED tradicionalmente tenían factores de potencia deficientes y generaban armónicos. PFC activo Ahora es obligatorio en muchas regiones (p. ej., la norma EN 61000-3-2) para equipos nuevos. Esto soluciona el problema desde su origen.

2. Nivel del sistema (Limpiar el desorden): Incluso con PFC activo En algunos dispositivos, una gran instalación industrial aún cuenta con equipos antiguos, motores potentes y otras cargas que generan un factor de potencia bajo y variable. Se instala un sistema de PFC en tiempo real (un banco de condensadores) en la entrada principal de servicio para corregir el factor de potencia general de toda la instalación, minimizando así el desperdicio de energía y las penalizaciones de la compañía eléctrica.

Entonces,

• PFC activo Es una tecnología utilizada dentro de un equipo para hacerlo más eficiente.

• PFC en tiempo real es una función realizada por un sistema para hacer que todo un edificio o instalación sea eficiente.