Correção do Fator de Potência (PFC) – Uma visão clara

rau · 21 de março de 2008

Muito obrigado pelas explicações!

Em sua casa você faz o uso apenas de lâmpadas enconômicas ou a maior parte delas são incadescentes ainda? Aqui to pensando em tirar dos banheiros e alguns comodos em que elas são ligadas e desligadas em poucos minutos várias vezes ao dia.

Por muito tempo eu não ligava pra isso, mas nesses cômodos raramete a lampada passa de 1 ano e meio de uso, teve caso de durar apenas 6 meses. Pra um lampada q diz durar 8000 horas... De qualquer forma, atualmente essas lampadas não tá durando mais de 2 anos aqui em casa, mesmo onde elas ficam muito tempo ligadas. Antigamente, quando elas eram mais caras, pareciam ser melhores... Pelo menos ainda tão durando mais que uma incadescente nas mesmas condições.

t+

faller · 21 de março de 2008

Há uns 4 ou 5 anos atrás tomei a decisão de que cada lâmpada que queimasse eu a substuiria por uma eletrônica, daquelas de 2700º C, luz amarelada... Assim de há muito tempo já uso somente eletrônicas e das amarelas pois detesto aquelas de cor branca hospital... O fator de potência aqui da minha casa deve ser uma b.osta.. Só as fontes de PC as tenho com PFC ativo..

Abraço...

rau · 21 de março de 2008

Aqui em casa só usamos nos quartos essas tipo amarelada. No escritório dos computadores, área, garagem, cozinha, salas e um quarto, só usamos a branca, mas pretendo assim q queimar colocar mais amarelas, elas deixam o ambiente mais aconchegante, melhor pra descansar...

obrigado por responder!

hlds · 12 de abril de 2008

faller, parabens, muito bom o seu topico, muito bem escrito, numa linguagem tecnica quando necessario, mas de fácil entendimento, me fez relembrar epocas de faculdade onde viamos a forma senoide da corrente e tal, bem legal...

mas me tire uma duvida, pelo q entendi, em termos de consumo p sua conta de luz em curto prazo, o pfc n contribui em nd, ele deixa mais folgado os componentes antes deles como no break, estabilizadores, etc, alem de aumentar vida util da fonte...so q faz com q a rede eletrica (em geral) tenha menos perdas e isso pode diminuir o preco da energia a longo prazo, é isso mesmo?

independente do custo da energia cair a curto ou longo prazo, sou totalmente a favor da adocao, pois ira diminuir a perda e c isso contibuir contra futuros "apagoes", e espero q essa diminuicao seja repassada pro consumidor, o que infelizmente no nosso pais nem sempre ocorre devido ao "olho gordo" e a falta de honestidade, é 1 pena...

faller · 12 de abril de 2008

mas me tire uma duvida, pelo q entendi, em termos de consumo p sua conta de luz em curto prazo, o pfc n contribui em nd, ele deixa mais folgado os componentes antes deles como no break, estabilizadores, etc, alem de aumentar vida util da fonte...so q faz com q a rede eletrica (em geral) tenha menos perdas e isso pode diminuir o preco da energia a longo prazo, é isso mesmo?

Você entendeu de modo correto sim. O PFC não barateia a energia, mas trata a mesma com mito mais "carinho" e não ao solavancos como uma retificação tradicional, e essa é a razão da sobrevida, da maior durabilidade de uma fonte com PFC. Fontes sem PFC, felizmente, tem os dias contados e/ou vão ser reservadas às potência bem baixas, é uma questão de tempo...

Deverá acontecer com o PFC ativo o mesmo que aconteceu com a tecnologia da injeção eletrônica ou o catalizador, nos automóveis, resguardadas as proporções. Lá no início esses diferenciais eram muito caros, reservados para carros de primeira linha. Atualmente, com o maior desenvolvimento dessas tecnologias, e com seu conseqüente barateamento, praticamente não existe substituto. É obrigação. Você não imaginaria um automóvel atualmente vir com carburador novamente, seria um retrocesso..

Abraço...

adunlucas · 18 de abril de 2008

Cara, este, aqui em São luís-MA estão instalando "Medidores Eletrônicos de Energia Elétrica", eles medem até o fp da residência. No caso é a companhia energética local, a CEMAR. Mas eles não cobram o baixo fator de potência em residências monofásicas (como o apto onde moro), cobram apenas de consumidores trifásicos (quer sejam residenciais ou não). Minha casa em Timon teve o medidor de indução trocado por um eletrônico (um raio caiu no poste e torrou o medidor... ele ficou pretinho. felizmente o bom aterramento lá em casa evitou que qq equipamento fosse queimado \o/\o/, e olhe que o aterramento é de antes de termos computador) e eles ameaçam cobrar o KVArh excedente se não resolvermos após 3 meses.

Neste caso é muito interessante pra quem é daqui usar uma fonte com PFC ativo ou não.

Se desejarem posso escanear a parte de minha conta que mostra o fator de potência da residência e postar aqui!

rau · 24 de abril de 2008

Ixi, se virar moda...

Lâmpadas fluorescente, especialmente as compactas, têm baixo fator de potencia, algo em torno de 0,5. Então quem tem lampada de 15watts vai pagar 30watts se essa moda pegar. Ainda assim mais barato que uma lampada de 60watts incandescente, mas inevitavelmente o valor do consumo na iluminação vai aumentar e no uso de eletronicos tb. Vamos ter que instalar bancos de capacitores corretores de fator de potencia no quadro geral da casa! Mais essa!

faller · 24 de abril de 2008

Vamos ter que instalar bancos de capacitores corretores de fator de potencia no quadro geral da casa! Mais essa!

Amigo _rau_. Bancos de capacitores não servem para corrigir fator de potência derivado de distorção por fator de forma, típico de equipamentos eletrônicos e lâmpadas fluorescentes eletrônicas. O desvio do fator de potência derivado da retificação não linear só se resolve com correção ativa do FP, ou correção passiva desse FP, com arranjos diodo/capacitor.

Abraço...

rau · 4 de maio de 2008

Ah ta, é que sempre ouvi a frase parecida com isso: "Em industrias devem usados bancos de capacitores pra diminuir os custos relacionados com a redução do fator de potencia causada pelos tipo s de equipamentos utilizados..."

faller · 4 de maio de 2008

É que o baixo fator de potência na indústria é tipicamente derivado da boa quantidade de motores a indução, que fazem com que a carga, na média, apresente um comportamento indutivo, o qual se corrige com a adoção de bancos de capacitores. Fontes dos mais diversos equipamentos tem seu fator de potência baixo em função da retificação ter um comportamento anômalo, não linear (o diodo conduz somente parte pequena do tempo), fazendo com que a forma de onda da corrente de entrada não case jamais com a forma de onda da tensão.. Como casar duas formas de onda distintas... Resultado baixo fator de potência...

Abraço...

Saulo_GPU · 14 de maio de 2008

Ótimo tópico faller.

Opa faller, tanto é que nas industrias baixo FP paga multa né ?

Muita energia reativa.

Depois tenho mais perguntas.

Mas vai uma aí, alguém me poderia explicar o que é de verdade True RMS ?

É medição para cargas não lineares que não fazem uma senóide com 0° grau ?

É isso ?

faller · 14 de maio de 2008

Medição True RMS se destina a ler determinada variável elétrica (tensão, corrente, potência, etc..) aonde o fator de forma possa a vir atrapalhar a leitura do equipamento que deduz o valor RMS a partir de uma outra medida que pode ser a tensão de pio ou a tensão média. Se você recortar uma senóide, suprimindo parte do ciclo, é bem possível que sua tensão de pico se mantenha a mesma, mas seu valor RMS alterará. Medidores que deduzem o valor RMS pelo valor do pico, nessa hora, não mostrarão alteração na leitura, quando na verdade existe.

Elementos não lineares como diodos, tiristores, triacs são aqueles responsáveis pela geração da maioria das formas de onda não lineares. Existem outros elementos que também podem oferecer alta distorção harmônica em uma forma de onda tornando inadequada a sua medida por instrumentos simples, que não operam em True RMS, cito como exemplo a saída de um no-break quando gerando tensão a partir da bateria. Se esse no-break for senoidal puro, a distorção harmônica será da ordem de 1% a 5%. Se esse no-break for do tipo que gera tensão quasi-senoidal, ou pseudo senoidal ou senoidal por aproximação, todos nomes bonitinhos para forma de onda retangular, sua distorção harmônica pode beirar 20% ou muito mais. Leituras de variáveis elétricas RMS ai nessa forma de onda somente com instrumentos capazes de operar em True RMS.

Abraço...

Saulo_GPU · 17 de maio de 2008

Eu vi que capacitores aguem como se fosse um no-break, carregam e descarregam quando está em corrente alternada, e na continua tem que ter um sistema para isso, para dar a saída.

É verdade ?

faller · 17 de maio de 2008

Eu vi que capacitores aguem como se fosse um no-break, carregam e descarregam quando está em corrente alternada

Você deve estar falando do processo de retificação, ou seja de transformação da corrente alternada senoidal em corrente contínua. Sim cada semi ciclo da tensão de rede, retificada, carrega o capacitor de entrada e, quando o valor da tensão da senóide de entrada fica menor do que a tensão do capacitor, esse "segura" o fornecimento de corrente para o consumidor, até o próximo semi ciclo da tensão de entrada. É o princípio da retificação tradicional.

Veja ai um retificador em ação:

http://www.ipes.ethz.ch/ipes/Diodenbruecke/e_B2_3.html

Arraste a linha vermelha no gráfico e você verá quando é que a rede estará alimentando a carga e carregando o capacitor e quando o capacitor estará ele próprio alimentando a carga com a energia armazenada....

Abraço...

Saulo_GPU · 17 de maio de 2008

Você deve estar falando do processo de retificação, ou seja de transformação da corrente alternada senoidal em corrente contínua. Sim cada semi ciclo da tensão de rede, retificada, carrega o capacitor de entrada e, quando o valor da tensão da senóide de entrada fica menor do que a tensão do capacitor, esse "segura" o fornecimento de corrente para o consumidor, até o próximo semi ciclo da tensão de entrada. É o princípio da retificação tradicional.
Veja ai um retificador em ação:

http://www.ipes.ethz.ch/ipes/Diodenbruecke/e_B2_3.html

Arraste a linha vermelha no gráfico e você verá quando é que a rede estará alimentando a carga e carregando o capacitor e quando o capacitor estará ele próprio alimentando a carga com a energia armazenada....

Abraço...

Que legal faller, mostra direitinho a retificação e tudo mais.

Bem legal, mas deixa eu perguntar, o capacitor trata de abaixas aqueles "morrinhos" que a retificação colocou a corrente alternada tudo "para cima"

Aí vem o capacitor e abaixa, e nesse lugar aí que aparece o ripple ?

Por exemplo, fontes que não tem capacitores bons que aparecem mais ripples pois o capacitor é pior e deixou mais ondas como a corrente continua não é perfeita.

faller · 17 de maio de 2008

Que legal faller, mostra direitinho a retificação e tudo mais.
Bem legal, mas deixa eu perguntar, o capacitor trata de abaixas aqueles "morrinhos" que a retificação colocou a corrente alternada tudo "para cima"

Aí vem o capacitor e abaixa, e nesse lugar aí que aparece o ripple ?

Por exemplo, fontes que não tem capacitores bons que aparecem mais ripples pois o capacitor é pior e deixou mais ondas como a corrente continua não é perfeita.

A função do capacitor com relação a tensão é a mesma de um amortecedor com relação aos movimentos verticais (saltos, pulos) de um carro.

O capacitor trata de manter a tensão em uma valor com a menor variação possível. Quando falas do ripple podes estar falando do ripple que a fonte apresenta a carga, que é o seu PC. Ai a coisa é um pouquinho mais complicada.

O ripple apresentado na tensão do capacitor de entrada está mais ou menos na faixa dos 310 Volts (não de ripple, mas sobreposto a essa tensão).

Essa tensão(310 VCC) será aplicada, via transistores de comutação, numa frequência bem elevada (cerca de 50 KHz até uns 400 KHz) em um transformador que de seu secundário tirará as tensões necessárias a seu PC. Essas tensões também deverão ser retificadas nesse secundário do transformador, de modo a ficar completamente contínuas, ideais para uso.

Como esse processo não é ideal, ai restam pequenas tensões alternadas sobrepostas às tensões de trabalho de seu PC.. São as chamadas tensão de ripple da fonte..

Abraço...

Saulo_GPU · 17 de maio de 2008

A função do capacitor com relação a tensão é a mesma de um amortecedor com relação aos movimentos verticais (saltos, pulos) de um carro.
O capacitor trata de manter a tensão em uma valor com a menor variação possível. Quando falas do ripple podes estar falando do ripple que a fonte apresenta a carga, que é o seu PC. Ai a coisa é um pouquinho mais complicada.

O ripple apresentado na tensão do capacitor de entrada está mais ou menos na faixa dos 310 Volts (não de ripple, mas sobreposto a essa tensão).

Essa tensão(310 VCC) será aplicada, via transistores de comutação, numa frequência bem elevada (cerca de 50 KHz até uns 400 KHz) em um transformador que de seu secundário tirará as tensões necessárias a seu PC. Essas tensões também deverão ser retificadas nesse secundário do transformador, de modo a ficar completamente contínuas, ideais para uso.

Como esse processo não é ideal, ai restam pequenas tensões alternadas sobrepostas às tensões de trabalho de seu PC.. São as chamadas tensão de ripple da fonte..

Abraço...

Entendi, então o ripple seria um pouco da corrente alternada ?

Agora vai algumas formulas que preparei:

Vejam se dão certo.

FP= Potência ativa/Potência aparente

Potencia aparente=Potência ativa/FP

Potência ativa= FP*Potencia aparente

Potência reativa= Potência aparente* 1-FP

E para finalizar.

FP= 0,97

97% é ativa e 3% é reativa.

Veja se está certo.

Abraços.

PS: eu sei que essas formulas não levam a nada, é só esses trezninhos

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Naquele esquema, os pontinhos andando em azul querem dizer o que ?

Agradeço.

faller · 14 de junho de 2008

Naquele esquema, os pontinhos andando em azul querem dizer o que ?

Nesse simulador da retificação tradicional http://www.ipes.ethz.ch/ipes/Diodenbruecke/e_B2_3.html os pontinhos correndo são a base do entendimento. Representam efetivamente a corrente sendo suprida. Por um tempo curto essa corrente é suprida pela rede elétrica e, pelo tempo maior, é suprida pelos capacitores. A retificação tradicional funciona desse modo, aos solavancos, demandando desse modo, muita corrente, picos, da rede elétrica para alimentar a carga e carregar os capacitores o suficiente para que eles dêem conta de suprir de energia seu PC quando o semiciclo da rede elétrica estiver menor do que a tensão dos capacitores ( a maior parte do tempo).

Veja só a rede por pouco tempo (pequena parte do semiciclo) suprindo energia para o PC e também carregando o capacitor: Repare em que tempo se está analisando (linha vermelha) no momento que a rede fornece um pico de corrente na entrada. Pico esse que pode atingir 10 vezes a corrente média exigida pela carga. Dai o stress das fontes sem PFC. Trabalhar com picos de corrente por ter que trabalhar somente em parte do tempo disponível. Fontes com PFC ativo trabalham o tempo todo e, mais, drenam da entrada uma corrente senoidalmente variável, em fase com a tensão.

eja ai, na maior parte do tempo, o capacitor da fonte suprindo de energia a carga:

Abraço...

Saulo_GPU · 14 de junho de 2008

valeu de novo faller.

Deixa eu te falar.

Se a empresa pagasse por energia aparente a gente iria pagar mais barato se tivessemos PFC não seria, pois teria menos energia aparente.

E outra, a redução da energia reativa, qual é a vantagem para a rede elétrica ?

Tem outras vantagens do PFC faller quanto a eletricidade mesmo, tipo, harmônicas e coisas desse tipo ?

faller · 14 de junho de 2008

valeu de novo faller.
Deixa eu te falar.

Se a empresa pagasse por energia aparente a gente iria pagar mais barato se tivessemos PFC não seria, pois teria menos energia aparente.

E outra, a redução da energia reativa, qual é a vantagem para a rede elétrica ?

Tem outras vantagens do PFC faller quanto a eletricidade mesmo, tipo, harmônicas e coisas desse tipo ?

Se pagassemos baseados na energia aparente sim é verdade que com fontes com PFC seria a energia mais barata. Mas na prática não é assim. Não é ai que reside a vantagem de fontes com PFC ativo.

A redução da energia reativa é sim altamente vantajosa para a rede elétrica.Toda a potência aparente tem que ser gerada e transportada pela rede elétrica. Se eliminássemos toda a energia reativa poderíamos fazer menor investimento em geração, em redes de distribuição, teríamos menores perdas nas redes manipulando correntes e potências dissipadas que em nada ajudam em nada viram trabalho, mas tem que ser pagas, não diretamente, no valor do KWh ativo que lhe é cobrado, mas sim na formação desse valor do KWh que prevê aquela perda por potência reativa.

Numa economia séria o valor da energia poderia ser muito menor se as perdas reativas fossem abolidas.

Antigamente somente as indústrias eram potenciais ofensoras nessa área de distorção do fator de potência em função de grandes motores etc.

Atualmente a proliferação de dispositivos eletrônicos, os quais prevêem necessidade de retificação, está afetando em muito essa questão de energia reativa. Milhões de residências no Brasil estão adotando lâmpadas fluorescentes baseadas em reatores eletrônicos, o parque de PC´s e periféricos está aumentando numa progressão geométrica e o cuidado com a energia reativa ai tem que ser seriamente enfrentado, não pela potência individual de cada equipamento, mas sim pela sua enorme quantidade.

Fora a questão geração/distribuição de energia sim a questão de geração de harmônicos, ou a geração de interferência de radiofrequência ou eletromagnética são muito importantes e também devem ser consideradas...

Abraço...

Saulo_GPU · 14 de junho de 2008

Faller.

Quais equipamentos de casa que possuem o PFC ativo ?

Televisores tem não tem ?

Tudo que eu ver com uma chavinha seletora de tensão é sinal que não tem PFC ativo ?

Abraços...

faller · 14 de junho de 2008

Tudo que eu ver com uma chavinha seletora de tensão é sinal que não tem PFC ativo ?

Fontes com chave seletora podem até ter PFC passivo, mas ativo muito dificilmente..

Abraço...

Saulo_GPU · 14 de junho de 2008

Faller.

Eu vejo parece que aqueles reatores para lampadas de quadras de basquete e outras.

Tem a de baixo fator e a de alto fator.

Nessas lampadas no caso é PFC é Passivo não é ?

Usam capacitores eletrolíticos.

E vi que é cerca de 20 reais mais caro a com a correção.

Qual seria a vantagem de ter esse reator com alto fator ?

É isso aqui:

Abraços...

faller · 14 de junho de 2008

Nessas lampadas no caso é PFC é Passivo não é ?
Usam capacitores eletrolíticos.

E vi que é cerca de 20 reais mais caro a com a correção.

Qual seria a vantagem de ter esse reator com alto fator ?

A correção do fator de potência para reatores de lâmpadas tem sido aplicada de modo passivo.

De modo genérico, o PFC passivo pode ser representado pela filtragem da corrente de entrada de uma fonte, de modo a deixar passar somente a frequência fundamental da rede elétrica, que é de 60 Hz. Fazendo isso consegue-se eliminar ou minimizar as componentes de outras frequências, de modo a reduzir as emissões de EMI, etc.

É claro que a elaboração de um filtro que deixasse passar 60 Hz sem perda alguma ou com muito pouca perda e não deixasse passar suas harmônicas 120, 180, 240... e assim por diante não é nada fácil. Para a elaboração de um filtro desse tipo são utilizados componentes discretos do tipo L e C (indutor e Capacitor)

Na prática esses filtros LC não se mostraram muito eficazes em sua função, resultando uma correção do FP um pouco pobre, aliada ao volume/peso grande necessário para elaboração do filtro.

Mais recentemente esse tipo de filtro foi substituído por circuítos que se poderiam chamar de conformadores de corrente (current shapers). O mais conhecido deles recebeu o nome de circuito Valley-Fill criado lá pelos idos de 1990. Esse tipo de circuito, composto por diodos e capacitores se mostrou mais eficaz que o LC, com tamanho e volume menores e de custo mais baixo.

Voltando a tua pergunta, a maior vantagem do uso de reatores com correção do fator de potência, para lâmpadas fluorescentes é exatamente a mesma dessa correção no caso das fontes para PC. O reator eletrônico é um dispositivo que gera a tensão necessária para o correto funcionamento das lâmpadas, a partir de uma tensão DC retificada a partir da rede primária. Essa retificação é uma função não linear que introduz harmônicos e com isso distorção e energia reativa.

Abraço...