梁开心|什么是功率因数？一文讲透( 二 )
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【梁开心|什么是功率因数？一文讲透】这个结果就是一个无理数 。 功率因数表测试根本就测不出任何值 。 也就是说所谓的“输出功率因数”没有任何操作性 。
2.负载功率因数的确定因素
那么负载功率因数为0.8的100kVAUPS在带线性负载时 ， 为什么给不出80kW呢？一般这种情况下的工频机UPS设计是根据额定的有功功率选择逆变器 ， 而无功功率部分由逆变器后面的电容器C来承担 ， 如图3所示 。 在图中的逆变器功率选择就是根据负载功率因数设定的 。 这里是以负载功率因数为0.8的100kVAUPS为例的数字 。 逆变器是根据80kW选择的功率管 ， 电容器C的容量是根据输出的无功功率60kvar选定的(当然还需另外加上滤波时所需的容量) 。 因为在全匹配负载时电容C的输出无功功率QC和负载上的容性无功功率负载上的感性无功功率QL绝对值相等而符号相反 ， 完全互补(直接相减) ， 即：QC-QL=0
而且C和L形成的回路电流并不流经逆变器 ， 即无功电流不流经逆变器 ， UPS就是在这种设定条件下制造的 。
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图3一般工频机UPS与负载匹配情况下的主电路结构
所以在全匹配的条件下 ， 负载功率因数为0.8的100kVAUPS能将80kW的有功功率和60kvar的无功功率全部输送给负载 。 即在UPS的负载功率因数与负载的输入功率因数完全匹配时 ， 负载上得到的功率就是：
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如果负载的输入功率因数与UPS的负载功率因数不相等 ， 情形又会怎样呢？比如后面的负载是线性负载 ， 即负载的输入功率因数=1 ， 这种情况经常出现在UPS带假负载考机情况 ， 如图4所示 。 在这里有一个很大的区别 ， 负载中的电感部分没有了 。 这就造成了逆变器后面电容器C的无功功率再也不能向负载端提供的局面 。 由于60kvar的容抗XC是：
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从上式可以看出 ， 逆变器输出首先并联了一个小于1W的电抗 ， 如果让逆变器输出端建立起220V的电压 ， 首先要向电容C提供一个电流IC ， 其值的大小为：
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而原来逆变器可以提供的电流IINV为：
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很显然 ， 必须从逆变器输出电流中减去上述的容性电流 ， 余下的才是负载应得的电流Ir ， 即：
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那么此时负载上能够得到的功率Pr就只有：Pr=241A′220V?53kW(8)
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图4一般工频机UPS与线性负载不匹配情况下的主电路结构
或者用功率计算式得出同样的结果：
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因此负载功率因数为0.8的100kVAUPS在带线性负载时 ， 只能给出53kW的功率 ， 在以往的机器中不止一次地证明了这个结论 。 也就是说当负载的输入功率因数不等于UPS的负载功率因数时 ， UPS就必须降额使用 。 这是一般规律 ， 当然对不同负载功率因数的UPS有着不同的降额值 。
3.对UPS功率因数的误解危害
正是由于有的用户将负载功率因数误认为是UPS的“输出功率因数” ， 不但将归属关系搞错了 ， 而且还引出了一个根本不存在的概念 。 既然是“UPS的输出功率因数” ， 那么UPS的输出功率就必须服从这个功率因数值 ， 也就是说“功率因数为0.8的100kVAUPS在带线性负载时也应给出80kW的输出功率” 。 如果这种误解仅仅是个别用户 ， 最多导致用户和供应商方面的矛盾 。 但如果是制定标准者陷入这个误区 ， 危害就是全国的UPS制造商 。
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