千萬別誤解功率因數(shù)

　　經(jīng)常有人問電源逆變器的功率因數(shù)應(yīng)該是在怎么樣的負(fù)載條件下測量的，阻性、容性、還是感性?其實這里邊存在一個很大的理解誤區(qū)，忽視這種誤區(qū)可能會導(dǎo)致逆變器的生產(chǎn)廠家和使用廠家出現(xiàn)比較嚴(yán)重的分歧。

　　日常所用的交流電在純電阻負(fù)載上的電壓和電流是同相位的，即相位差q = 0°，如圖 1左圖所示;交流電在純電容負(fù)載上的電壓和電流關(guān)系是電流超前電壓90°(q =90°)，如圖 1中圖所示;交流電在純電感負(fù)載上的電壓和電流關(guān)系是電流滯后電壓90°(q = -90°)，如圖 1右圖所示。

　　圖 1 電壓電流關(guān)系

　　在電阻負(fù)載上的有功功率就是視在功率，即二者相等，所以功率因數(shù)λ=1。而在純電容和純電感負(fù)載上的電流和電壓相位差90°，所以所以功率因數(shù)λ = cos90°=0，即在純電容和純電感負(fù)載上的有功功率為零。

　　從這里可以看出一個問題，同樣是一個電源，對于不同性質(zhì)的負(fù)載其輸出地功率的大小和性質(zhì)也不同，因此可以說負(fù)載的性質(zhì)決定著電源的輸出。換言之，電源的輸出不取決于電源的本身，就像一座水塔的供水水流取決于水龍頭的開啟程度，如圖2。

　　圖 2 水塔與水龍頭

　　從上面的討論可以看出，功率因數(shù)是表征負(fù)載性質(zhì)和大小的一個參數(shù)。而且一般說一個負(fù)載只有一種性質(zhì)，就像一個人只有一個身份證號碼一樣。這種性質(zhì)的確定是從負(fù)載的輸入端看進去，稱為負(fù)載的輸入功率因數(shù)。一個負(fù)載電路完成了，它的輸入功率因數(shù)也就定了。

　　比如UPS作為前面市電或發(fā)電機的負(fù)載而言，比如六脈沖整流輸入的UPS，其輸入功率因數(shù)就是0.8，不論前面是市電電網(wǎng)還是發(fā)電機，比如要求輸入100kVA的視在功率，都需要向前面的電源索取80kW的有功功率和60kvar的無功功率。如果UPS的輸入功率因數(shù)是0.6，就需要向前面的電源索取60kW的有功功率和80kvar的無功功率。像這樣的輸出分配，前面電源是“無權(quán)”決定的。

　　負(fù)載功率因數(shù)又如何表征?

　　眾所周知，在很早以前人們穿的衣服都是由裁縫按照每個人的尺寸一對一制作的，到了現(xiàn)代由于社會的發(fā)展和分工，出現(xiàn)了很多工業(yè)。比如服裝工業(yè)需要預(yù)先做出各種各樣的衣服以供社會需要，問題是做多大的衣服?什么顏色的衣服?這就需要事先有個規(guī)劃，這個規(guī)劃就來自于社會人群，多數(shù)人的尺碼是多大，喜歡的款式是怎么樣的?于是就制定出各種大小，也就是多少多少碼。電源行業(yè)中的UPS電源也是這樣，這也是逆變器的一種，總不能一對一地制造，也要事先根據(jù)當(dāng)前用電器的形式和規(guī)模預(yù)先制造出一批或幾批不同功率因數(shù)和功率規(guī)格的機器，以備市場現(xiàn)貨銷售。預(yù)先制造出一批或幾批UPS的根據(jù)就是負(fù)載功率因數(shù)。當(dāng)UPS的負(fù)載功率因數(shù)與負(fù)載的輸入功率因數(shù)相等時，就稱為完全匹配，UPS就可輸出全部功率。圖 3顯示出了UPS負(fù)載功率因數(shù)與負(fù)載輸入功率因數(shù)的關(guān)系。

　　圖 3 UPS負(fù)載功率因數(shù)與輸出功率因

　　正是由于有的用戶將負(fù)載功率因數(shù)誤認(rèn)為是設(shè)備的“輸出功率因數(shù)”，不但將歸屬關(guān)系搞錯了，而且還引出了一個根本不存在的概念。既然是“設(shè)備的輸出功率因數(shù)”，那么設(shè)備的輸出功率就必須服從這個功率因數(shù)值，也就是說“功率因數(shù)為0.8的100kVA 設(shè)備在帶線性負(fù)載時也應(yīng)給出80kW的輸出功率”。如果這種誤解僅僅是個別用戶，最多導(dǎo)致用戶和供應(yīng)商方面的矛盾。但如果是制定標(biāo)準(zhǔn)者陷入這個誤區(qū)，危害就是全國的設(shè)備制造商。國內(nèi)ZLG致遠(yuǎn)電子的PA8000功率分析儀可同步測量各類電力設(shè)備(如UPS、逆變器、整流器等)的輸入功率因數(shù)和負(fù)載功率因數(shù)。避免誤解再次發(fā)生。