Kompenzace účiníku
Kompenzace účiníku (zkr. PFC z angl. power factor correction) je proces, který posouvá fázi vstupního proudu vzhledem k napětí. Upravuje se účiník cosφ, který je u zařízení bez PFC obvodu obvykle 0,75. PFC ho upravuje na 0,95–0,98 tak, aby nedošlo k překompenzování. PFC může být aktivní, nebo pasivní. Účiník je cosinus fázového posunu mezi napětím a proudem (tento úhel se obvykle označuje φ).
Spotřebiče v obvodu se střídavým proudem mají většinou tzv. odporově induktivní charakter. Pro jejich činnost je nutno vytvořit elektromagnetické pole. Z tohoto důvodu je třeba, aby kromě činného proudu Ič byla dodána také složka jalová Ij. Spotřebič pak odebírá celkový proud I, který je oproti napětí U opožděn o úhel φ. Z toho plyne, že kromě činného výkonu P je vytvářen ještě jalový výkon Q, jež se společně skládají do zdánlivého výkonu S, viz elektrický výkon. Vysoký podíl složky Q pak zbytečně přetěžuje elektrické zdroje. Z tohoto důvodu je ho třeba snižovat. Jelikož se v obvodech vyskytuje převážně nežádoucí indukčnost (např. všechny motory jsou vlastně indukčnosti), kompenzuje se dodatečně připojenými kondenzátory, protože jalový výkon indukčnosti je přesně opačný kapacitnímu jalovému výkonu a tyto výkony se od sebe odčítají.
Činný výkon spotřebiče je daný čistě jenom činným proudem, ale celkový výkon je jalovým proudem navyšován, což vede k nadbytečnému zatěžování zdrojů a vyšším ztrátám ve vedení. Velcí spotřebitelé elektřiny jsou povinni účiník sledovat a kompenzovat ho na požadovanou hodnotu nebo platit pokuty. Problém kompenzace účiníku se netýká malých spotřebitelů, kteří platí pouze za činný výkon.
Pasivní PFC
Je nejpoužívanější typ kompenzace účiníku. Je levnější. Bývá realizován připojováním bloků kondenzátorů stykači k síti. Je to jednoduchý kapacitní filtr. Stupňovitě kompenzuje fázový posun vyvolaný zátěží, tj. kompenzuje účiník na požadovanou hodnotu, obvykle na 0,95.
Aktivní PFC
Dražší typ. Je realizovaný spínanými elektronickými silovými obvody. Kompenzuje účiník (cos φ) na nastavenou hodnotu, která se může blížit 1. Ideální účiník, který je roven jedné (tedy cosinu úhlu 0, nulový fázový posun mezi napětím a proudem), představuje odporovou zátěž, která neodebírá žádnou složku kapacitního nebo indukčního proudu (například na vytvoření elektromagnetického nebo elektrostatického pole). Tedy obvod neodebírá žádný jalový proud.
Kompenzace příběhem
Pro laiky je přípustná i následující podoba vysvětlení kompenzace účiníku:
Předpoklad: Kompenzace = vyrovnání
Představte si rovnou silnici, kde jedete autem rovně vpřed. Veškerý výkon motoru je užitečně spotřebováván.
V tom vám začne foukat silný vítr z boku, který vás vychyluje. Abyste si udrželi přímý směr, musíte natočit volant. Motor ale musí zvýšit výkon (pro odvalování a tření pneumatik), pokud ho nemá, tak zpomalíte.
Nyní nastává proces kompenzace: Nejlepší by bylo, kdyby z druhé strany začal foukat druhý vítr, stejné síly a na silnici by se vyrovnal, čili bezvětří a opět jedete v pohodě rovně.
A teď:
Výkon potřebný pro přímý směr při bezvětří jsou kW.
Výkon potřebný při udržení přímého směru při větru jsou kVA.
Případné vychýlení od přímého směru je účiník.
Vítr z boku jsou indukčnosti motorů, traf, spotřebičů a vedení.
Opačný vítr jsou kondenzátory pro kompenzaci účiníku.
Na závěr: Pokud vám bude foukat vítr z boku, a chcete pokračovat stejnou rychlostí vpřed, pak musíte:
1. přišlápnout plyn, tzn. více dimenzovat zdroj nebo
2. zařídit si opačný vítr (protivítr), tj. nasadit kompenzaci.
3. Pokud to neuděláte, více zatížíte zdroj a někdy ho můžete dokonce přetížit (pokles napětí, přetížení vedení jalovým proudem=bočním větrem) a ten "boční vítr" si rozvodné závody hlídají a nechají si ho zaplatit.
