Regulátory účinníka

Regulátory účinníka, nazývané aj regulátory kompenzácie jalového výkonu,

sú zariadenia, ktoré sa používajú na meranie a následnú kompenzáciu účinníka. Občas označované aj skratkou PFC = power factor correction (anglicky))

Vznik jalového výkonu možno zjednodušene zadefinovať nasledovne:
Indukčné spotrebiče pre svoj výkon potrebujú magnetizačný prúd na výrobu magnetického poľa. Tento spotrebovaný výkon na výrobu magnetického poľa sa teda nepremení na užitočnú energiu (mechanickú či inú). Tento jalový výkon ale musí byť vyrobený a jeho energia prenesená na miesto spotreby.
Jalovú energiu spotrebiče buď odoberajú zo siete spolu s činnou energiou (induktívna jalová energia), alebo ju samy vyrábajú a dodávajú do siete (kapacitná jalová energia).

Spotrebičom indiktívnej jalovej energie sú zariadenia, ktoré potrebujú energiu na vytvorenie magnetického poľa v indukčných zariadeniach ako napr. motory, transformátory, zváračky.
Zdrojom kapacitnej jalovej energie sú zariadenia, ktoré vytvárajú elektrické pole v kapacitných záťažiach ako napr. LED svetlá, kondenzátory napr. v meničoch, PC zdroje a pod.

Účinná kompenzácia jalového výkonu tak zlepšuje účinnosť elektrickej siete, znížuje straty v sieti a zlepšuje kapacitu siete. Kompenzáciu účinníka vyžaduje a meria distribučná spoločnosť. Ak spotrebiteľ nedodržuje účinník v povolených medziach (>0,95), distribučná spoločnosť odchýlku od povolených hodnôt spoplatňuje poplatkom za zhoršenie účinníka a dodávku jalovej energie.

Najčastejšie vlastnosti regulátorov kompenzácie jalového výkonu:
Kompenzácia: Regulátor meria, vyhodnocuje a pripája zariadenia (kondenzátory, tlmivky a ich kombinácie), ktoré kompenzujú jalový výkon v elektrickej sieti. Pri meraní a vyhodnocovaní je dôležitá nielen presnosť, ale aj rýchlosť pripojenia kompenzačných prvkov bez toho, aby kompenzácia spôsobovala neželanú nestabilitu siete. Pre rýchle pripájanie kompenzačných prvkov sa používajú polovodičové stýkače s vysokou rýchlosťou zopnutia.

Typy regulátorov kompenzácie jalového výkonu:
Regulátory so statickou kompenzáciou: Kompenzujú jalový výkon na základe statických údajov o zaťažení. Tiež označované ako pasívne PFC = pasívna regulácia účinníka pomocou pripájania jednoduchého kapacitného filtra. Takáto regulácia obvykle stačí na kompenzáciu účinníka na 0,95 čo je obvykle hodnota, pri poklese pod ktorú začínajú poplatky distribučných spoločnosti.

Regulátory s dynamickou kompenzáciou: Kompenzujú jalový výkon na základe dynamických údajov o zaťažení. Tiež označované ako aktívne PFC = aktívna regulácia účinníka, ktorá je realizovaná zložitejším pripájaním viacerých pomocných obvodov s kombináciou L a C prvkov. Kompenzuje účinník na viac ako 0,95. Ideálny účinník = 1 (teda cosinus uhla 0, žiaden posun medzi napätím a prúdom, napätie a prúd sú vo fáze) čisto odporová záťaž,
ktorá neodoberá žiaden kapacitný alebo magnetizačný (na vytvorenie mag. poľa) prúd. Teda žiaden jalový prúd.

Regulátory s prediktívnou kompenzáciou: Na základe minulých udalostí predpovedajú budúce hodnoty jalového výkonu a kompenzujú ich ihneď.

Príklady použitia regulátorov kompenzácie jalového výkonu:
- v priemyselných podnikoch: regulátor kompenzuje jalový výkon, ktorý je vyrábaný motormi, transformátormi a iným induktívnym a kapacitívnym zaťažením.
- v elektrických sieťach: regulátor kompenzuje jalový výkon, ktorý je vyrábaný spotrebiteľmi v sieti, domácimi aj komerčnými zariadeniami.
- kompenzácia prebieha v elektrických sieťach rôznych úrovní napätia, od nízkeho napätia až po vysoké napätie.
- spôsob regulácie kompenzácie je závislé od rôznych typov zaťaženia, ako sú induktívne zaťaženia, kapacitívne zaťaženia a zmiešané zaťaženia,
čo musí vedieť regulátor kompenzácie vyhodnotiť a pripojiť správny regulačný prvok
- preto regulátor musí pracovať v rôznych režimoch prevádzky elektrických sietí, ako sú stojaté režimy a dynamické režimy.

Výber vhodného regulátora kompenzácie jalového výkonu závisí od konkrétnych požiadaviek na kompenzáciu jalového výkonu.