Correction du facteur de puissance en temps réel et correction du facteur de puissance active

Bien que les termes soient parfois utilisés de manière interchangeable, il existe une différence conceptuelle clé entre Correction du facteur de puissance en temps réel et Correction active du facteur de puissance .

1. Correction du facteur de puissance en temps réel (PFC)

Ceci est une description fonctionnelle. Elle décrit tout système de correction du facteur de puissance qui peut ajuster dynamiquement sa compensation en réponse aux changements de charge.

• Objectif : Maintenir un facteur de puissance aussi proche que possible de 1,0 (unité) à tout moment, quelle que soit la façon dont la charge électrique change.

• Fonctionnement : un contrôleur surveille en permanence le facteur de puissance du système (ou plus précisément, la puissance réactive (kVAr). Il active et désactive ensuite en temps réel des dispositifs de compensation (comme des batteries de condensateurs) pour adapter la puissance réactive requise par la charge à ce moment précis.

• Technologie clé : Utilisations typiques Condensateurs à commutation de thyristors (TSC) ou, plus communément, des batteries de condensateurs avec contacteurs. La capacité « temps réel » provient de la commutation rapide de ces composants en fonction des commandes du contrôleur.

• Analogie : Imaginez un thermostat et un climatiseur. Le thermostat (contrôleur) mesure la température (facteur de puissance) et active ou désactive le climatiseur (condensateurs) selon les besoins pour maintenir la température réglée. Il est réactif et discret.

Avantages :

• Très efficace pour les charges industrielles importantes et variables (par exemple, les usines équipées de gros moteurs qui s'allument et s'éteignent).

• Plus rentable que PFC actif pour les applications à haute puissance.

• Les pénalités de facteur de puissance sont facturées par les entreprises de services publics.

Inconvénients :

• Ne peut fournir qu'une correction progressive, pas parfaitement fluide.

• Risque d’introduire une résonance du système avec des distorsions harmoniques déjà présentes dans le réseau.

• Peut être sensible à l'usure due aux transitoires de commutation.

2. Correction active du facteur de puissance (PFC active)

Il s'agit d'une description de conception technique. Elle fait référence à une méthode spécifique de correction du facteur de puissance en utilisant une électronique active à découpage (comme les IGBT) au lieu de composants passifs (comme les condensateurs) seuls.

• Objectif : forcer une charge électrique (souvent un seul appareil) à apparaître résistive au réseau électrique, obtenant ainsi un facteur de puissance proche de l'unité.

• Comment ça marche : Un PFC actif Un circuit est intégré à un appareil (par exemple, une alimentation). Il utilise un circuit convertisseur élévateur contrôlé par un microprocesseur. Ce circuit transforme activement le courant d'entrée en une onde sinusoïdale parfaite, en phase avec la tension d'entrée. Pour ce faire, il prélève du courant en continu sur l'ensemble du cycle alternatif.

• Technologie clé : Une conception d'alimentation à découpage (SMPS) comprenant :

  • Circuit intégré de contrôleur

  • Inducteurs

  • Semi-conducteurs de puissance (MOSFET, IGBT)

  • Diodes à récupération rapide

  • Condensateurs

• Analogie : Imaginez un artiste talentueux (le circuit PFC actif) capable de redessiner parfaitement une image déformée (le courant consommé) en une copie parfaite de l'original (l'onde sinusoïdale de tension). C'est une technique proactive et continue.

Avantages :

• Fournit un facteur de puissance presque parfait (souvent > 0,99).

• Réduit considérablement la distorsion harmonique totale (THDi) dans le courant.

• Fournit une tension de bus CC stable pour l'appareil.

• Fonctionne sur une large gamme de tensions d'entrée.

• Immunisé contre les problèmes de résonance car il ne repose pas sur des réseaux LC passifs.

Inconvénients :

• Augmente le coût et la complexité des appareils individuels.

• Principalement mis en œuvre au niveau de l'appareil, et non pour des bâtiments entiers.

Comment ils travaillent ensemble

La beauté des systèmes électriques modernes réside dans le fait que ces deux technologies fonctionnent ensemble à partir de points de vue différents :

1. Niveau de l'appareil (source du problème) : les appareils non linéaires tels que les serveurs informatiques, les variateurs de fréquence et les lumières LED avaient traditionnellement de faibles facteurs de puissance et généraient des harmoniques. PFC actif est désormais obligatoire dans de nombreuses régions (par exemple, la norme EN 61000-3-2) pour les nouveaux équipements. Cela résout le problème à la source.

2. Niveau système (nettoyage du désordre) : même avec PFC actif Dans certains appareils, une grande installation industrielle est encore équipée d'équipements anciens, de moteurs imposants et d'autres charges qui génèrent un facteur de puissance variable et médiocre. Un système PFC en temps réel (une batterie de condensateurs) est installé à l'entrée de service principale pour corriger le facteur de puissance global de l'installation, minimisant ainsi le gaspillage d'énergie et les pénalités pour les services publics.

Donc,

• PFC actif est une technologie utilisée à l'intérieur d'un équipement pour le rendre efficace.

• PFC en temps réel est une fonction exécutée par un système pour rendre un bâtiment ou une installation entière efficace.