ضریب توان خود را اصلاح کنید!
اصلاح ضریب توان یا در انگلیسی Power factor correction که اختصارا با علامت PFC نشان داده می‌شود، راهکاری است برای تعدیل ضریب توان! این عمل معمولا به منظور رساندن ضریب توان از مقادیر کوچک‌تر از یک به مقادیر نزدیک یک انجام می‌شود.
ضریب توان در واقع نسبت توان حقیقی به توان ظاهری مصرفی در یک وسیله الکترونیکی است. به عبارت دیگر، ضریب توان کمیتی عددی بین صفر تا یک است که تبدیل توان مفید به کار را در هر وسیله نشان می‌دهد.
ضریب توان کم در یک وسیله می‌تواند تلفات را در انتقال و تولید انرژی بالا ببرد و باعث کاهش بازده شود. برای تمام افرادی که از وسایل الکتریکی با ضریب توان استفاده می‌کنند، لازم است تا درباره ضریب توان وسایل خودآگاهی لازم را داشته باشند. همچنین راهکارهایی وجود دارد که با استفاده از آن‌ها می‌توان ضریب توان را اصلاح کرد و آن را به عدد یک نزدیک کرد تا تلفان انرژی کاهش و به تبع آن بازده کار افزایش یابد.
آسیب‌های ضریب توان کم:
همان‌طور که به طور خلاصه اشاره کردیم ضریب توان کم می‌تواند بازده را کاهش دهد و موجب هدررفت انرژی شود. البته این موضوع به همین سادگی نیست. ضریب توان کم می‌تواند با ایجاد اختلال در جریان‌های مدار باعث اختلال در شکل موج جریان شود. این اتفاق می‌تواند مشکلات بسیاری را برای شرکت‌های تولیدکننده و همچنین مصرف‌کنندگان به وجود آورد. مشکلاتی مانند:
- افزایش هزینه
- افزایش قطر کابل‌ها
- افت ولتاژ
- پایین آمدن راندمان
- نیاز به مولدهایی با توان بیشتر
- افزایش جریان شبکه
- تولید حرارت
- اتلاف توان
روش‌هایی برای اصلاح ضریب توان در وسایل الکترونیکی:
به طور کلی چهار روش برای اصلاح ضریب توان وجود دارد. روش‌هایی مانند اصلاح ضریب توان انفرادی، مرکزی و گروهی و مختلط. در ادامه درباره این چهار روش بیشتر سخن خواهیم گفت:
اصلاح ضریب توان به صورت انفرادی:
این روش بیشتر برای مواردی مانند بی‌باری ترانسفورماتورها، تجهیزات جوشکاری، موتورهای کم‌بار، دستگاه‌های با کابل طولانی و موتورهای دائم کار و بزرگ مورداستفاده قرار می‌گیرد. در این حالت برای هریک از مصرف‌کننده‌ها به طور مستقیم یا با استفاده از سوئیچ گرها، خازن محاسبه و نصب می‌شود. در این روش که از لحاظ اقتصادی روشی اقتصادی محسوب می‌شود، توان داخلی از شبکه رادیواکتیو حذف می‌شود. همچنین هزینه هر کیلووار خازن نیز در این روش کاهش می‌یابد. ایراد اصلی این روش افزایش مقادیر خازن نصب شده در شبکه است که موجب افزایش هزینهمی‌شود.این مشکل به این دلیل است که توجهی به ضریب هم‌زمانی استفاده از مصرف‌کننده‌های مختلف نشده است. همچنین این روش نصب پیچیده‌ای دارد که از معایب دیگر آن محسوب می‌شود.
اصلاح ضریب توان مرکزی:
روش دوم که روش اصلاح ضریب توان مرکزی یا متمرکز است، مشابه روش اول است. این روش اقتصادی‌تر است و نصب ساده‌ای دارد. همچنین می‌توان آن را به‌سادگی و به صورت دستی یا اتوماتیک کنترل کرد و در همه‌جا از آن بهره برد. البته لازم به ذکر است که در این روش، خازن در ورودی سیستم نصب می‌شود و به وسیله یک رگولاتور، ضریب قدرت شبکه را کنترل می‌کند. پس از آن خازن موردنیاز را محاسبه می‌کند. سپس این جریان وارد شبکه می‌شود.
البته در این روش مخارجی برای تنظیم اتوماتیک سیستم نیاز است که جز معایب این روش محسوب می‌شود. همچنین بار داخلی شبکه در این روش کم نمی‌شود.
اصلاح ضریب توان گروهی
جبران‌سازی ضریب توان به صورت گروهی معمولا در تاسیسات بسیار برگ صنعتی و کارخانه‌ها صورت می‌گیرد. این روش برای مصارف سنگین سلفی است که با هم به کار گرفته می‌شوند. در واقع در کارخانه‌های صنعتی که دارای موتورخانه مرکزی هستند، خازن‌ها به صورت گروهی نصب می‌شوند. رگولاتورهای اصلاح ضریب توان این کنترل را انجام می‌دهند.
این روش، روشی شبیه به اولین روش یعنی اصلاح ضریب توان به صورت انفرادی است در حالی که مقرون به صرفه‌تر و اقتصادی‌تر است. البته این روش فقط در صورتی قابل‌استفاده است که مصرف‌کننده‌های گروهی با هم کار کنند.
اصلاح ضریب توان مختلط
جبران‌سازییا اصلاح ضریب توان مختلط روشی است که هر سه روش فوق را با یکدیگر به کار می‌گیرند. این روش به دلیل اقتصادی بودن اغلب مقرون به صرفه‌تر از روش‌های دیگر است.
تجهیزاتی برای اصلاح ضریب توان
البته روش‌های دیگری مانند استفاده از دستگاه‌ها و تجهیزات نیز می‌تواند موجب بهبود و اصلاح ضریب توان شود. این تجهیزات عبارت‌اند از:
خازناستاتیکی (Static Capacitors)
این وسیله با استفاده از تامین جریان پیش فاز و کاهش جریان پس فاز، به اصلاح ضریب توان می‌پردازد.
کندانسور سنکرون (Synchronous Condenser)
اتصال موازی این دستگاه به بار می‌تواند موجب اصلاح ضریب توان شود. این دستگاه که به صورت موازی با بار نصب می‌شود، در صورتی که بیش تحریک شود و بدون بار کار کند، می‌تواند مانند یک خازن توان راکتیو را به شبکه تزریق کند.
پیش‌انداز فاز (Phase Advancers)
این وسیله یک تحریک‌کنندهAC محسوب می‌شود که به منظور اصلاح توان در موتورهای القایی استفاده می‌شود. این وسیله به منظور اصلاح ضریب توان به محور موتور متصل می‌شود.
خلاصه نکات پایانی مقاله:
اگر با مهندسی برق آشنایی داشته باشید، به خوبی می‌دانید که ضریب توان مناسب اهمیت بسیاری در کارکرد و بازده یک وسیله دارد. این ضریب توان هرچه به عدد یک نزدیک‌تر باشد، نشان‌دهنده کیفیت بالاتر آن محصول است. در صورتی که می‌خواهید ضریب توان بیشتری را تجربه کنید، لازم است که راه‌های اصلاح ضریب توان را بشناسید و از آن‌ها بهره ببرید. این راه‌ها می‌تواند استفاده از تجهیزات الکتریکی باشد و یا می‌تواند تغییری در شکل جریان باشد. به هرحال، شما پیش از انتخاب روش خود برای اصلاح ضریب توان، باید به خوبی از هدف خودآگاهی داشته باشید تا بتوانید انتخاب بهتری را از بین گزینه‌ها داشته باشید. هر یک از این روش‌ها مزایا و معایب خاص خود را دارد که پیش از استفاده از آن باید به خوبی درباره آن آگاه باشید و اطلاعات لازم را کسب کنید.
در این مقاله تلاش بر آن بود که شما را با این روش‌ها و تجهیزات آشنا سازیم تا در صورت نیاز بتوانید انتخاب خوبی را برای اصلاح و بهینه‌سازی ضریب توان خود داشته باشید.
