工业电力系统中的功率因数校正为何重要?

交流电源系统的功率因数 (PF) 是衡量电源使用效率的一个指标。它是负载吸收的实际功率（以瓦为单位）与流经电路的视在功率（以伏安为单位）之比。实际功率按电压和电流瞬时乘积的平均值计算，代表可用于做功的实际电能。相比之下，视在功率是以电压和电流均方根值的乘积计算的。当能量暂时储存在负载中并返回源时，或当非线性负载扭曲电流波形时，视在功率就会超过实际功率。这会导致流经电路的电流超过传输可用功率所需的电流。

完美的功率因数为 1，这意味着电压和电流同相，所有功率都在做有用功。功率因数小于 1 意味着电压和电流不同步，从而降低了有效功率传输。在交流电路中，电容性或电感性电抗会导致相移。对于电容性负载，电流领先于电压；对于电感性负载，电流滞后于电压。使用记忆符号 CIVIL：[电容（C），I 超前 [在 V 之前]；电感（L），I 滞后 [在 V 之后]]。

在工业环境中，电感负载占主导地位。大多数工业设备（如电机、变压器、电焊机和感应加热器）都依靠磁场运行，因此都是感性负载。因此，这些负载会导致功率因数滞后。

在电力系统中，与高功率因数负载相比，低功率因数负载在提供相同的有用功率时需要消耗更多的电流。这会导致更大的能量损耗，对配电基础设施造成更大的压力，并需要使用更大、更昂贵的组件。此外，低功率因数还会对电气设备本身造成不必要的压力，可能导致过早故障。

例如，功率为 300 W、PF 为 0.6 的电源装置（PSU）从电网中汲取 500VA 的电能，相当于仅提供 300 W 的可用电能就需要 500 W的基础设施压力。由于功率因数罚款和基于千伏安的计费方式，低 PF 会增加公用事业成本。这些罚款尤其影响到工厂、医院和数据中心等工业和商业设施。

在工业电源中实施 PFC 有以下几个优势：

• 降低能源成本（避免因功率因数过低而被电力公司处罚）
• 降低传输损耗（减少电缆和变压器中的能源浪费）
• 提高系统容量（为其他负载释放电力）
• 改善电压调节（更稳定的供电）
• 延长设备使用寿命（减少过热和对电气元件的压力）

我们最近推出了 RACPRO1 系列 DIN 导轨电源，以满足最苛刻的工业应用需求。RACPRO1-T240、-T480 和 -T960 的功率分别为 240、480 和 960 W。这些电源具有多种 PFC 优势，是工业自动化和关键任务应用的理想选择。其中一些 PFC 优势如下：

高功率因数实现最高效率

• RACPRO1 系列具有主动 PFC 功能，可确保高功率因数（通常大于 0.9）
• 这最大限度地减少了能源浪费，优化了电源使用，降低了不必要的电流消耗

降低能源成本和公用事业罚款

• 高功率因数意味着减少无功功率，从而降低传输损耗
• 许多公用事业公司会对低功率因数进行处罚，因此使用 RACPRO1 电源有助于避免额外费用

减少对电气基础设施的压力

• 通过提高功率因数，RACPRO1 电源可降低电流需求，从而使布线、变压器和断路器的体积更小
• 从而降低了安装成本，提高了电气系统的效率

增强系统稳定性和性能

• 由于系统中循环的无功功率减少，电压调节得到改善，从而使连接设备的运行更加稳定可靠
• 有助于防止电压骤降、闪烁和电气元件过热

符合行业标准

• 符合 IEC 61000-3-2 和其他有关 PFC 和减少谐波的国际标准，确保全球应用的兼容性

支持关键任务工业自动化

• 高效率和更高的电源质量使 RACPRO1 电源成为 PLC 系统、过程控制和自动化机械的理想之选，在这些应用中，稳定的性能至关重要

紧凑可靠的 DIN 导轨设计

• 尽管集成了 PFC，RACPRO1 电源仍保持紧凑，便于安装在空间有限的控制面板中
• 高平均无故障时间（MTBF）确保了在苛刻环境下的长期可靠性

此外，主动浪涌电流限制和大于 0.9 的 PFC 可减少对保险丝和断路器的压力。最先进的 PFC 技术只是 RACPRO1 系列为工业 PSU 树立新标准的方式之一。

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此外，RECOM 的 “交流/直流电源的能源效率”： 生态设计法规是由政府或监管机构制定的一套标准和指南，旨在确保产品在整个生命周期内最大限度地减少对环境的影响。这些法规主要侧重于通过减少浪费、排放和资源消耗来提高能源效率和促进可持续发展。

RACPRO1 网页提供了有关这一令人振奋的全新 DIN 导轨安装式电源系列的更多信息。