Optimisez votre facteur de puissance avec le Clean Power VFD de SmartD Technologies : Réduire les harmoniques et augmenter l'efficacité
UN MAUVAIS FACTEUR DE PUISSANCE PEUT PESER SUR LE RÉSEAU ÉLECTRIQUE ET AUGMENTER LES COÛTS DE L’ÉNERGIE
Les variateurs conventionnels sont des charges non linéaires qui créent des harmoniques dans le système électrique, ce qui conduit directement à un mauvais facteur de puissance et à des distorsions dans le système électrique.
Sollicitation du réseau électrique :
Augmentation de la demande en courant :
Un mauvais facteur de puissance signifie qu’il faut plus de courant pour fournir la même quantité de puissance utile.
Ce flux de courant accru peut mettre à rude épreuve le réseau électrique et le système de distribution.
Chutes de tension et problèmes de régulation:
Des courants plus élevés peuvent provoquer des chutes de tension importantes dans les conducteurs, entraînant des problèmes de régulation de la tension.
Cela affecte la stabilité et la fiabilité de l’alimentation électrique.
Coûts énergétiques plus élevés:
Augmentation des coûts opérationnels:
Un facteur de puissance faible peut entraîner des coûts opérationnels plus élevés en raison de la nécessité d’utiliser des transformateurs, des générateurs et d’autres infrastructures de plus grande capacité pour gérer les courants plus élevés.
Sanctions des fournisseurs d’électricité:
De nombreuses compagnies d’électricité facturent des frais supplémentaires pour un faible facteur de puissance, car cela les oblige à produire et gérer plus d’énergie pour fournir la même quantité de puissance réelle aux clients. .
Ces pénalités visent à compenser les coûts supplémentaires associés à la gestion des charges à faible facteur de puissance
Surchauffe et dommages des équipements:
Surchauffe:
Un faible facteur de puissance persistant peut amener les équipements électriques à fonctionner avec des courants plus élevés que prévu, ce qui peut entraîner une surchauffe et des dommages potentiels.
Réduction de la durée de vie:
La surchauffe peut raccourcir la durée de vie des équipements, entraînant des besoins de maintenance et de remplacement plus fréquents, ce qui augmente les coûts opérationnels.
CORRECTION ACTIVE DU FACTEUR DE PUISSANCE ET RÉDUCTION DE LA PUISSANCE RÉACTIVE
Le Clean Power VFD utilise un convertisseur actif (AFE) pour réduire la distorsion harmonique par rapport aux redresseurs traditionnels. Cet AFE corrige activement le facteur de puissance en temps réel et empêche la
création de puissance réactive supplémentaire, ce qui pourrait nuire au facteur de puissance.
En produisant trois signaux sinusoïdaux avec des harmoniques minimales, le Clean Power VFD veille à ce que la forme d’onde du courant soit étroitement alignée avec celle de la tension. Cet alignement réduit la différence de phase entre la tension et le courant, diminuant ainsi la puissance réactive et obtenant un facteur de
puissance plus proche de l’unité. Cela indique une utilisation plus efficace de l’énergie électrique.
INSTALLATION DE TEST EN LABORATOIRE EXTERNE
Un autotransformateur avec une impédance inférieure à 2% est utilisé pour alimenter les systèmes testés avec une tension de 480V. En outre, 500 pieds de câble VFD sont utilisés pour connecter un moteur de 25HP aux systèmes. En outre, un générateur électrique (non représenté) est utilisé pour fournir la charge mécanique du moteur. La charge est contrôlée en modifiant le courant de champ du générateur.
Systèmes Sous Test
Les mêmes tests ont été effectués sur trois (3) systèmes:
1. Clean Power VFD
2. Un VFD conventionnel (6-impulsions) sans filtre
3. Un VFD conventionnel (6-impulsions) avec filtres harmonique et sinusoïdal
Résultats: comparaison des performances
Tension et Courants de l’Alimentation
La Figure 1 montre les formes d’onde de tension et de courant capturées pour le Clean Power VFD fonctionnant à 60 Hz sous une condition de charge complète. Elle montre clairement que la tension d’alimentation et le courant du Clean Power VFD sont alignés, minimisant ainsi la différence de phase, réduisant la
puissance réactive et entraînant un facteur de puissance proche de l’unité (de 0,992 à 0,996).
La Figure 2 montre le facteur de puissance du côté de la ligne pour le VFD conventionnel. Elle illustre que les harmoniques déforment le courant, entraînant un désalignement entre les formes d’onde de tension et de courant, ce qui crée un facteur de puissance plus bas (de 0,94 à 0,95).
La Figure 3 montre le facteur de puissance du côté de la ligne pour le VFD conventionnel avec filtre harmonique passif. Elle démontre que le filtre harmonique aide à réaligner la tension et le courant, ce qui contribue à améliorer le facteur de puissance.
Comparaison du Facteur de Puissance
La Figure 4 montre le facteur de puissance du côté de la ligne pour les systèmes testés. Comme prévu, lorsque la charge augmente, le facteur de puissance du VFD conventionnel devient supérieur, atteignant près de 0,95 à pleine charge.
En ajoutant le filtre harmonique passif au VFD conventionnel, le facteur de puissance est amélioré, se rapprochant de l’unité. La diminution du facteur de puissance pourrait être causée par la puissance réactive des condensateurs du filtre harmonique passif.
Le Clean Power VFD offre de meilleures performances en termes de facteur de puissance proche de l’unité, allant de 0,992 à 0,996.
Conclusion
Le rapport de test compare les performances du Clean Power VFD avec un VFD conventionnel et une combinaison de VFD conventionnel et de filtres, en se concentrant sur les formes d’onde de tension et de courant d’entrée et les résultats du facteur de puissance.
Le Clean Power VFD démontre une performance supérieure en matière de facteur de puissance grâce à sa haute fréquence de commutation, son entrée active et ses filtres intégrés. Ces caractéristiques lui permettent de générer des signaux d’entrée et de sortie propres, réduisant ainsi la distorsion harmonique.
En minimisant l’impact des harmoniques sur les formes d’onde de tension et de courant, le Clean Power VFD atteint un facteur de puissance proche de l’unité. Cela se traduit par une efficacité énergétique optimale et une réduction des coûts énergétiques
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