在我国的焊管界中,一般都采用传统的可控硅调压控制方式。在感应加热装置中,整流器的负载是逆变器,整流器的作用是把交流电能转换成直流电能,并兼有调压调功的作用。
可控硅是相控器件,在整流工作时必须要有移相控制,否则无法履行稳压或调功的职能。这样一来就会使网侧电压电流发生相位偏移,导致功率因数下降。大家知道三相有功功率为:
P=×U×I×COSΦ=S×COSΦ
(其中S表示视在功率,功率因数PF=COSΦ)
P是我们需要的有功功率,S是消耗电网的“视在功率”,它们的转换因子就是功率因数COSΦ。如果COSΦ低就表示电网能量和设备容量利用率低,因此电力部门总是想方设法提高功率因数。比如消耗100KVA电力的设备,如果COSΦ=0.8时输出有功功率只有80KW,提高到0.9时就输出有功功率就有90KW,提高了电源利用率和能源效率。
通常整流电源容量按80%左右配置,电压、电流极限都要留有余量。可控硅电源必然在降压的同时也降低了COSΦ,使无功损耗增加,造成了视在功率虚高、效率的下降。
为了改善功率因数,工厂一般都配备无功补偿设备。如果在变电所进行无功补偿,只是提高了电业局网线的功率因数,减少了高压电网的无功损耗;而对企业设备因功率因数低所产生的无功损耗以及无功电流的较大不会有任何改善作用。也就是说尽管在变电所进行了无功补偿,企业内电网线及设备的无功损耗依然存在!只有设备就近补偿才会达到理想效果,高功率因数的设备就有相当于就近补偿的节能效果。对于三相桥式整流器而言,如果整流元件采用不控整流(二极管整流),理论上是不产生电压电流相位差的,功率因数近似等于1。还有一个特点是:不控整流输出的300Hz纹波成分很小,而且与负载轻重无关。对比以下两种波形图可见300Hz的包络面积和直流成分比例。