วิธีการสลับการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาของตัวเก็บประจุ

อุปกรณ์สวิตช์ชดเชยพลังงานรีแอกทีฟตัวเก็บประจุแบบแบ่งแรงดันไฟฟ้าต่ำ-มีประเภทต่อไปนี้:

(I) การสลับการควบคุมโดยตัวเก็บประจุ-เฉพาะเจาะจงคอนแทคไฟฟ้ากระแสสลับ
เนื่องจากคุณลักษณะของตัวเก็บประจุ แรงดันไฟฟ้าจึงไม่เปลี่ยนแปลงทันที ส่งผลให้เกิดกระแสพุ่งเข้าอย่างมีนัยสำคัญเมื่อมีการจ่ายไฟให้กับตัวเก็บประจุ กระแสพุ่งเข้านี้สามารถเป็นได้หลายเท่าของกระแสไฟที่กำหนดของตัวเก็บประจุ กระแสไหลเข้าดังกล่าวส่งผลเสียต่อโครงข่ายไฟฟ้าและลดอายุการใช้งานของตัวเก็บประจุ อุปกรณ์สวิตชิ่งประเภทนี้มีราคาไม่แพงและมีความน่าเชื่อถือสูง ทำให้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากคอนแทคเตอร์ AC มีอายุการใช้งานที่จำกัด จึงไม่เหมาะสำหรับการสลับสวิตช์บ่อยครั้ง ดังนั้นอุปกรณ์ชดเชยดังกล่าวจึงไม่เหมาะกับโหลดที่มีความแปรปรวนบ่อยครั้ง

(II) การสลับควบคุมโดยสวิตช์ไทริสเตอร์
ไทริสเตอร์มีความอ่อนไหวสูงต่อความเสียหายจากกระแสไหลเข้า ซึ่งจำเป็นต้องมี-การครอสทริกเกอร์เป็นศูนย์ การบรรลุเงื่อนไขสำหรับ-การทริกเกอร์ข้ามของไทริสเตอร์เป็นศูนย์นั้นค่อนข้างท้าทาย นอกจากนี้ อุปกรณ์ดังกล่าวยังมีโครงสร้างที่ซับซ้อน มีราคาแพง เชื่อถือได้น้อยกว่า และมีการสูญเสียพลังงานสูง ยกเว้นแอปพลิเคชันที่มีโหลดที่แตกต่างกันบ่อยครั้ง แอปพลิเคชันเหล่านี้มีคุณค่าในทางปฏิบัติที่จำกัดในสถานการณ์อื่นๆ

(III) การสลับควบคุมโดยสวิตช์คอมโพสิต
สวิตช์คอมโพสิตรวมข้อดีของทั้งคอนแทคเตอร์ AC และอุปกรณ์สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง พวกเขาไม่เพียงแต่ระงับกระแสไหลเข้าและหลีกเลี่ยงการเกิดประกายไฟ แต่ยังช่วยลดการสูญเสียพลังงานของไทริสเตอร์ได้อย่างมาก โดยไม่จำเป็นต้องใช้แผงระบายความร้อนและพัดลมระบายความร้อนขนาดใหญ่ กุญแจสำคัญในการรวมองค์ประกอบทั้งสองนี้เข้าด้วยกันคือการประสานงานด้านเวลาที่แม่นยำ สวิตช์ไทริสเตอร์มีหน้าที่ควบคุมการเพิ่มพลังงานและการลด-การเพิ่มพลังงานของตัวเก็บประจุ ในขณะที่คอนแทคเตอร์ AC จะรักษาการเชื่อมต่อไว้หลังจากที่ตัวเก็บประจุถูกจ่ายไฟแล้ว เมื่อคอนแทคเตอร์เข้าที่ สวิตช์ไทริสเตอร์จะปลดออกทันที หลีกเลี่ยงการสูญเสียพลังงานและการสร้างความร้อนจากส่วนประกอบของไทริสเตอร์

การดำเนินการข้ามศูนย์-ของสวิตช์คอมโพสิตถูกควบคุมโดยการตรวจจับออปโตคัปเปลอร์ข้ามแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์- จากมุมมองของกล้องจุลทรรศน์ นี่ไม่ใช่การสลับข้ามศูนย์-ที่แท้จริง แต่จะเกิดขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 16V–40V (เทียบเท่ากับมุมทางไฟฟ้า 2–5 องศา) ซึ่งยังคงส่งผลให้เกิดกระแสพุ่งเข้าบางส่วน ยิ่งไปกว่านั้น การรวมกันของไทริสเตอร์และรีเลย์ทำให้โครงสร้างค่อนข้างซับซ้อน และความไวของไทริสเตอร์ต่อ dv/dt ทำให้ไทริสเตอร์มีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหาย ดังนั้น อุปกรณ์สวิตชิ่งที่ใช้ในการติดตั้งการชดเชยแรงดันไฟฟ้าต่ำ-ในปัจจุบันจึงไม่มีข้อบกพร่องโดยสิ้นเชิง

(IV) การสลับควบคุมโดยสวิตช์แบบซิงโครนัส (หรือเรียกอีกอย่างว่าสวิตช์เลือกเฟส)
สวิตช์แบบซิงโครนัสเป็นอุปกรณ์สวิตช์ชนิดใหม่โดยเฉพาะสำหรับตัวเก็บประจุชดเชยพลังงานรีแอกทีฟที่พัฒนาขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา สิ่งเหล่านี้แสดงถึงการบูรณาการที่สมบูรณ์แบบของสวิตช์เชิงกลแบบดั้งเดิมและเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ การผสมผสานโครงสร้างการควบคุมที่เรียบง่ายของคอนแทคเตอร์ AC และการสลับแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์- และข้อดีในการตัดกระแสไฟเป็นศูนย์- ของสวิตช์คอมโพสิต ทำให้สามารถจำกัดกระแสไฟกระชากที่เกิดขึ้นทันทีระหว่างการเปลี่ยนตัวเก็บประจุให้อยู่ภายในสามเท่าของกระแสไฟที่ใช้งานที่กำหนดได้สำเร็จ ซึ่งช่วยแก้ไขปัญหาต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น ฮาร์โมนิคแรงดันไฟฟ้าสูง-และกระแสพุ่งเข้าขนาดใหญ่ระหว่างการดำเนินการเปลี่ยนตัวเก็บประจุ