ตัวเก็บประจุไฟฟ้าแรงดันต่ำที่ใช้ในอุปกรณ์ชดเชยในปัจจุบันล้วนเป็นตัวเก็บประจุแบบเมทัลไลซ์ ตัวเก็บประจุแบบเมทัลไลซ์มีขนาดเล็ก ราคาประหยัด และมีคุณสมบัติในการฟื้นตัวเอง จึงได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลาย
แผ่นขั้วของตัวเก็บประจุแบบเมทัลไลซ์ประกอบด้วยฟิล์มอลูมิเนียมที่ถูกเคลือบด้วยกระบวนการระเหยในสุญญากาศ มีความหนานาโนเมตร เมื่อฟิล์มอลูมิเนียมมีความบางมาก หากระบบฟิล์มฉนวนเกิดการทะลุในท้องที่เนื่องจากข้อบกพร่อง ฟิล์มอลูมิเนียมรอบจุดบกพร่องจะถูกระเหย จึงป้องกันการเกิดข้อผิดพลาดลัดวงจร ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าคุณสมบัติฟื้นตัวเอง
กระบวนการนำไฟฟ้าออกของตัวเก็บประจุแบบโลหะเคลือบ ประกอบด้วยขั้นตอนการพ่นชั้นโลหะที่นำไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองด้านขององค์ประกอบหลักหลังจากทำการพันแล้ว จากนั้นจึงเชื่อมสายนำไฟฟ้าเข้ากับชั้นที่นำไฟฟ้า เนื่องจากกระแสไฟฟ้าของแผ่นขั้วไฟฟ้าไหลจากศูนย์กลางขององค์ประกอบไปยังปลายทั้งสองด้าน และฟิล์มอลูมิเนียมของแผ่นขั้วไฟฟ้ามีความบางมาก จึงมีการสูญเสียพลังงานเนื่องจากความต้านทานค่อนข้างสูง ดังนั้นจึงควรออกแบบองค์ประกอบหลักให้มีลักษณะสั้นและหนา เพื่อลดการสูญเสียพลังงานจากความต้านทานให้น้อยที่สุด ในทางกลับกัน เนื่องจากแผ่นขั้วไฟฟ้าแบบฟิล์มอลูมิเนียมที่บางมาก มีความแข็งแรงเชิงกลจำกัด จึงไม่สามารถสร้างการเชื่อมต่อที่มั่นคงระหว่างชั้นที่นำไฟฟ้าที่ปลายกับแผ่นขั้วไฟฟ้าได้ เมื่อองค์ประกอบหลักเกิดการบิดงอไม่สม่ำเสมอเนื่องจากความร้อน ก็อาจทำให้ชั้นที่นำไฟฟ้าที่ปลายและแผ่นขั้วไฟฟ้าหลุดออกจากกันในบางจุด จนเกิดข้อผิดพลาดได้ง่าย ด้วยเหตุนี้ในแง่นี้จึงเหมาะสมกว่าที่จะออกแบบองค์ประกอบหลักให้มีลักษณะยาวและเรียว
ตัวเก็บประจุไฟฟ้าแบบเมทัลไลซ์มีสองโครงสร้างประเภท ได้แก่ สี่เหลี่ยมผืนผ้าและทรงกระบอก องค์ประกอบหลักภายในตัวเก็บประจุแบบสี่เหลี่ยมผืนผ้ามีลักษณะเรียวยาวและจัดเรียงแบบขนานกัน ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานทั่วไป องค์ประกอบหลักภายในตัวเก็บประจุแบบทรงกระบอกมีลักษณะสั้นและหนา เชื่อมต่อกันแบบอนุกรม ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีฮาร์โมนิกส์รุนแรง
ปัญหาหลักที่พบในการใช้งานตัวเก็บประจุแบบโลหะเคลือบคือการลดลงของค่าความจุไฟฟ้า ตัวเก็บประจุแบบโลหะเคลือบทุกชนิดจะมีการลดลงของค่าความจุไฟฟ้าตามระยะเวลาที่ใช้งานไป เนื่องจากกระบวนการฟื้นตัวเอง (self-healing) แม้ว่าระดับของการลดลงจะแตกต่างกันไป ตัวเก็บประจุที่มีคุณภาพต่ำกว่าอาจมีปัญหาล้มเหลวเพิ่มเติมได้ เช่น ชั้นตัวนำไฟฟ้าด้านปลายหลุดออกจากแผ่นขั้วไฟฟ้า ส่งผลให้ค่าความจุไฟฟ้าลดลงเหลือเพียงครึ่งหนึ่ง หนึ่งในสาม หรือแม้กระทั่งศูนย์ของค่าที่กำหนดไว้ สำหรับตัวเก็บประจุของแบรนด์เดียวกัน ยิ่งหน่วยเดี่ยวมีความจุมาก แกนกลางก็จะยิ่งยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางยิ่งหนาขึ้น แกนที่ยาวขึ้นจะทำให้เกิดการสูญเสียจากความต้านทานมากขึ้น ในขณะที่แกนที่หนาขึ้นจะทำให้พื้นที่ชั้นตัวนำไฟฟ้าที่หน้าตัดปลายมีขนาดใหญ่ขึ้น และอุณหภูมิระหว่างภายในและภายนอกของแกนต่างกันมากขึ้น ทำให้ชั้นตัวนำไฟฟ้าหลุดออกจากแผ่นขั้วไฟฟ้าได้ง่ายขึ้น ดังนั้นการใช้ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่เพียงตัวเดียวจึงมีความน่าเชื่อถือต่ำกว่าการใช้ตัวเก็บประจุขนาดเล็กหลายตัวต่อกันแบบขนานกัน ตัวเก็บประจุแบบโลหะเคลือบมีปัญหาล้มเหลวแบบลัดวงจรหรือระเบิดน้อยกว่า
ตัวควบคุมการชดเชยกำลังไฟฟ้าปฏิกิริยาตัวแรกๆ ใช้หลักการควบคุมจากค่าแฟคเตอร์กำลังไฟฟ้า (power factor) ซึ่งตัวควบคุมประเภทนี้ยังคงถูกใช้งานอยู่ในปัจจุบันเนื่องจากมีต้นทุนต่ำ อย่างไรก็ตาม การควบคุมโดยใช้ค่าแฟคเตอร์กำลังไฟฟ้า อาจนำไปสู่ปัญหาเกี่ยวกับการสั่นตัวในขณะที่โหลดเบา (light load oscillation) ตัวอย่างเช่น ในอุปกรณ์ชดเชย ค่าความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ (capacitor) ที่เล็กที่สุดคือ 10 Kvar ขณะที่กำลังไฟฟ้าปฏิกิริยาแบบเหนี่ยวนำ (inductive reactive power) ของโหลดคือ 5 Kvar และค่าแฟคเตอร์กำลังไฟฟ้ามีค่าล้าหลัง (lagging) ที่ 0.5 ในจุดนี้ การตัด-ต่อตัวเก็บประจุจะทำให้ค่าแฟคเตอร์กำลังไฟฟ้ากลายเป็นนำ (leading) ที่ 0.5 และการตัดตัวเก็บประจุออกจะทำให้ค่าแฟคเตอร์กำลังไฟฟ้ากลับมาล้าหลังที่ 0.5 อีกครั้ง ดังนั้น กระบวนการสั่นตัวนี้จะเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องไม่มีที่สิ้นสุด
ตัวควบคุมการชดเชยกำลังไฟฟ้าปฏิกิริยาในปัจจุบันทำงานโดยใช้หลักการควบคุมจากปริมาณกำลังไฟฟ้าปฏิกิริยา ซึ่งจำเป็นต้องมีฟังก์ชันการตั้งค่าที่สามารถกำหนดค่าความจุของตัวเก็บประจุภายในอุปกรณ์ชดเชยได้ วิธีนี้ช่วยให้สามารถตัด-ต่อตัวเก็บประจุตามปริมาณกำลังไฟฟ้าปฏิกิรยาของโหลด จึงสามารถกำจัดปรากฏการณ์การสั่นตัวในขณะที่โหลดเบานั้นออกไปได้
ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยี ฟังก์ชันเพิ่มเติมของตัวควบคุมการชดเชยกำลังไฟฟ้าแบบปฏิกิริยาได้ขยายตัวมากขึ้นเรื่อย ๆ รวมถึงการจัดเก็บข้อมูล การสื่อสารข้อมูล การตรวจจับฮาร์โมนิก การวัดกำลังไฟฟ้า และอื่น ๆ อีกมากมาย ส่วนประกอบในการควบคุมได้พัฒนามาจากวงจรแบบบูรณาการขนาดเล็กในช่วงแรก ไปเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์แบบ 8 บิต จากนั้นพัฒนาเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์แบบ 16 บิต ตามด้วย DSP แบบ 16 บิต และในที่สุดก็เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์แบบ 32 บิต ในปัจจุบัน ราคาของไมโครคอนโทรลเลอร์แบบ 32 บิตได้ลดลงมาเหลือเพียงประมาณ 30 หยวนต่อชิ้น ซึ่งมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อต้นทุนของฮาร์ดแวร์ตัวควบคุม ประสิทธิภาพของมันสูงกว่าไมโครคอนโทรลเลอร์แบบ 8 บิตมากกว่า 100 เท่า ปัจจัยหลักที่เป็นอุปสรรคต่อการนำไปใช้โดยทั่วถึงคือความซับซ้อนทางเทคนิคในการพัฒนาที่สูง
ด้วยการขยายตัวอย่างต่อเนื่องของอุปกรณ์ชดเชยกำลังไฟฟ้าปฏิกิริยา การผนวกรวมอุปกรณ์ชดเชยเข้ากับอุปกรณ์อื่นๆ กลายเป็นแนวโน้มที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ตัวอย่างเช่น การผนวกรวมอุปกรณ์ชดเชยกับกล่องมิเตอร์ กล่องสวิตช์ และอุปกรณ์ที่คล้ายกัน อุปกรณ์แบบผนวกรวมสามารถลดต้นทุน ประหยัดพื้นที่ ลดการเดินสายไฟ และลดภาระงานบำรุงรักษา การออกแบบและผลิตอุปกรณ์แบบผนวกรวมไม่ได้มีปัญหาทางด้านเทคนิค แต่เนื่องจากยังไม่มีมาตรฐานที่เป็นเอกภาพ ผู้ผลิตจึงสามารถจัดการผลิตได้เฉพาะตามคำสั่งซื้อเท่านั้น
สงวนลิขสิทธิ์ © บริษัท หนานทง จื้อเฟิง เอเล็คทริค พาวเวอร์ เทคโนโลยี จำกัด สงวนลิขสิทธิ์ทั้งหมด - นโยบายความเป็นส่วนตัว- ฉันอยากไปบล็อก
