INFORMAZIONI TECNICHE

PFC
Cos phi non è PF


Da tutto questo consegue che 

cos phi e fattore di potenza, inteso come fattore di alimentazione, non sono obbligatoriamente la stessa cosa.

E questa realtà è la principale causa di incomprensione del problema.

Lo studio delle grandezze non sinusoidali è materia universitaria , complessa e richiede conoscenze matematiche rilevanti e mezzi di indagine (strumentazione, software, modelli, ecc) consistenti.
Ci si può chiedere, allora, quando si verifica in realtà la necessità di considerare una simile situazione di difficile comprensione ed interpretazione.

In effetti non si tratta di casi rari, ma della maggior parte dei casi in cui sono in gioco situazioni complesse che deformano la corrente. Abbiamo già citato circuiti classici in cui induttori avvolti su ferro, per effetto della saturazione del nucleo, assorbono correnti fortemente deformate.
Questo è ancora più notevole se il carico è costituito non da una macchina rotante o da un trasformatore, entrambi "passivi", ma da circuiti che contengano elettronica, come switching e regolazioni di potenza con diodi, transistor, TRIAC, SCR e simili : i cicli di commutazione on-off creano carichi fortemente non lineari e forme di corrente ricchissime di armoniche, irregolari e perfino non periodiche. 

Il problema di valutare correttamente il Fattore di Potenza di un carico del genere è particolarmente significativo se si fa riferimento a strumentazione di misura : la misura del cos phi è la misura dell' angolo tra corrente e tensione (realizzato ad esempio misurando il tempo tra il passaggio per lo zero dei due valori) mentre il fattore di potenza vero e proprio dovrà essere valutato come il rapporto tra Potenza Attiva (P) e Potenza Apparente (S). E queste potenze vanno calcolate con metodi che tengano conto della presenza di armoniche.

Questa operazione (valutazione delle di armoniche e loro quantificazione) richiede circuiterie più complesse dei semplici multimetri da banco.
Strumenti del genere dispongono di convertitori AD veloci e processori DSP ed eseguono la misura della distanza temporale del passaggio per lo zero per l' angolo di fase, ma calcolano il fattore di potenza come il rapporto sopra indicato. Uno strumento che valuti il Fattore di Potenza come angolo di fase avrebbe campo di impiego limitato a forme d' onda in cui la presenza di armoniche è trascurabile e quindi sarebbe uno strumento fallace in moltissime applicazioni. Questo va valutato se si intende equipaggiarsi di strumentazione per questo genere di misure.

Si può ora riportare l' attenzione su quanto si era inizialmente detto riguardo alle funzioni che deve avere il circuito PFC.

Se nel carico la presenza armonica che distorce la forma d' onda è limitata, la creazione di Potenza Reattiva dipende essenzialmente dall' angolo di fase e quindi ogni sforzo dovrà tendere alla sua riduzione, operando un rifasamento "classico", sia con metodi passivi, ovvero con l' aggiunta di componenti reattive di segno opposto, sia con metodi attivi che riducano in modo dinamico la differenza di fase. In tal caso, la definizione di "correzione del fattore di potenza - PFC" sarà quella di un metodo che, controllando il flusso di corrente verso il carico, tenda a farle seguire la fase della tensione applicata. Questo è il caso più generale del rifasamento industriale.

Se, però, il carico è anche afflitto da assorbimenti di corrente non sinusoidali, come un alimentatore switch mode, una riduzione del fattore di alimentazione potrà richiedere non solo di intervenire tanto sull' angolo di fase, ma anche sulla correzione della forma d' onda. In tal caso, una definizione più esatta di correzione del fattore di potenza sarà quella di un metodo che, controllando il flusso di corrente verso il carico, tenda a farle seguire la forma d’onda della tensione applicata, sia come fase che come forma.  Il PFC richiederebbe al controller di forzare l' alimentatore ad assorbire una corrente in fase e con la stessa forma della tensione alternata.

Quando il PFC è progettato per svolgere questa duplice funzione, solo allora si può affermare che i risultati della sua azione non sono solo l' aumento del rendimento elettrico di alimentazione, ma anche la riduzione delle armoniche, darà quei benefici di miglioramento del rendimento complessivo. In questa direzione ha senso pure l' affermazione che il "PFC" prolunghi la vita dei componenti e migliori la stabilità del sistema.

Quindi, ripetiamo, non è l' etichetta "PFC" a dare particolare rilievo ad un prodotto, ma come è stata inteso ed implementato PFC.

Va puntualizzato che PFC perfettamente valido e tecnicamente corretto è tanto quello passivo che si ottiene applicando in serie ad un vecchio progetto una semplice ed economica bobina, quanto un moderno circuito , elaborato e costoso, che faccia uso dei più recenti componenti dedicati al controllo di fase e forma.
La stessa differenza che c' è tra un' auto Euro-2 a cui applichiamo la marmitta catalitica e un' altra di progettazione Euro-5 !   Entrambe possono circolare, perchè le Leggi attuali lo permettono; diverso però è il loro impatto ambientale.


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Aggiornato il 19/06/06 .