电力电子学 - 积分周期控制

积分周期控制器是一种能够直接开关而无损耗的变换器。该过程直接将交流电转换为交流电，无需进行交流电到直流电再到交流电的中间过程。

基本的积分周期控制是正弦波形的。它的工作原理是组合和消除交流输入中的较高频率半周期。控制器通常在电压输入为零的半周期内接通或断开，因为只利用全周期或半周期。因此，积分周期电路无需谐振电路即可实现零电压开关。

下图显示了一个简单的积分周期控制器。它包含一个负载和一个电源开关，该开关执行直接转换。该图显示了将源频率从三倍转换为一倍的转换。

功率因数控制

功率因数控制，也称为功率因数校正，是减少无功功率的过程。在这种情况下使用的电力电子器件称为功率因数控制器 (PFC)。从功率三角形（包括无功功率、有功功率和视在功率）来看，无功功率与有功功率成 90° 角，用于激励磁场。虽然无功功率在电子设备中没有实际值，但电费包括有功功率和无功功率的成本。这使得在电子设备中必须使用功率因数控制器。

功率因数 (k) 定义为有功功率 (kW) 与无功功率 (kVAr) 的比率。其值范围为 0 到 1。如果设备的功率因数为 0.8 或更高，则表示该设备正在高效地使用电力。采用 PFC 可确保功率因数范围为 0.95 到 0.99。功率因数控制器主要用于工业设备，以最大限度地减少荧光灯和电动机产生的无功功率。

为确保提高功率因数而不引起谐波失真，不应使用传统的电容器。相反，使用谐波抑制滤波器（电容和电抗器的组合）。下图显示了一个谐波滤波器。

上述类型的谐波滤波器称为单调谐滤波器。该滤波器的品质因数 Q 定义为其在 Q（调谐频率）处的电抗 (X_L) 的品质因数，其中 Q 由 (nX_L/R) 给出。