Passive Leistungsfaktorkorrektur (PPFC) und aktive Leistungsfaktorkorrektur (APFC)

April 24 , 2025

Beide Passive Leistungsfaktorkorrektur (PPFC) Und Aktive Leistungsfaktorkorrektur (APFC) werden verwendet, um den Leistungsfaktor zu verbessern und die Blindleistung zu reduzieren, sie unterscheiden sich jedoch in Komplexität, Kosten und Leistung.

Passive Leistungsfaktorkorrektur (PPFC)

Methode: Verwendet passive Komponenten (Kondensatoren, Reaktoren oder Filter), um Blindleistung zu kompensieren.

Arten von passivem PFC:

A. Kondensatorbänke (am häufigsten)

Wird verwendet, um den nacheilenden (induktiven) Leistungsfaktor zu kompensieren (häufig bei Motoren und Transformatoren).
Festkondensatoren: Manuell geschaltet, am besten für stabile Lasten.
Automatische Kondensatorbänke:Schützgeschaltete/TSC-Bänke (Thyristor-Switched Capacitor) passen sich an Laständerungen an.

B. Harmonische Filter (LC-Filter)

Wird verwendet, wenn nichtlineare Lasten (VFDs, SMPS) Oberwellen verursachen.
Abgestimmt, um bestimmte harmonische Frequenzen zu blockieren (z. B. 5., 7.).

C. Synchronkondensatoren

Rotierende Maschinen, die als variable Kondensatoren/Induktoren fungieren.
Wird in Hochspannungsübertragungssystemen verwendet.

Vorteile der passiven PFC:

Niedrige Kosten (einfache Kondensatoren sind preiswert).
Hohe Zuverlässigkeit (keine aktive Elektronik).
Einfache Wartung (keine komplexen Steuerungssysteme).

Nachteile der passiven PFC:

Feste Kompensation (nicht ideal für schnell wechselnde Lasten).
Gefahr einer Überspannung/Resonanz (bei falscher Abstimmung).
Führender PF kann nicht korrigiert werden (kompensiert nur nacheilenden PF).

Aktive Leistungsfaktorkorrektur (APFC)

Methode: Verwendet Leistungselektronik (IGBTs, PWM-Steuerung) zur dynamischen Anpassung der Blindleistung.

Arten von aktivem PFC:

A. Aktive PFC in SMPS (Schaltnetzteilen)

Verwendet einen Aufwärtswandler, um den Eingangsstrom an die Spannung anzupassen (PF ≈ 0,99).
Häufig in Computern, LED-Treibern und industriellen Stromversorgungen.

B.Statischer VAR-Generator (SVG)

Verwenden Sie IGBT oder kombinieren Sie TSC (Thyristor-Switched Capacitors) und TCR (Thyristor-Controlled Reactors).
Passt die Kompensation für große Industrielasten in Echtzeit an.

C. STATCOM (Statischer Synchronkompensator)

Spannungsquellenumrichter (VSC) erzeugen Blindleistung dynamisch.
Schneller als SVC, wird in Windparks und intelligenten Stromnetzen verwendet.

Vorteile von Active PFC:

Dynamische Kompensation (passt sich sofort an Laständerungen an).
Größerer Korrekturbereich (kann sowohl nacheilende als auch voreilende PF korrigieren)
Reduziert Oberwellen (aktive Filterung möglich).

Nachteile von Active PFC:

Höhere Kosten (komplexe Elektronik, IGBTs, DSP-Steuerung).
Mehr Wartung (Kühlung, Firmware-Updates).
Geringere Effizienz bei geringer Last (Schaltverluste).

Welches soll ich wählen?

Verwenden Sie passives PFC, wenn:
- Die Last ist stabil (z. B. Motoren, Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik).
- Das Budget ist begrenzt.
- Keine schnellen Lastschwankungen.
Verwenden Sie Active PFC, wenn:
- Die Belastung schwankt schnell (z. B. Kräne, Schweißgeräte).
- Oberschwingungen sind ein Problem (Rechenzentren, VFDs).
- Es bedarf hoher Präzision (intelligente Netze, erneuerbare Energien).