談UPS“輸出功率因數(shù)”之誤稱

一、“輸出功率因數(shù)”稱呼的來源1.聯(lián)想對UPS而言，在其說明書上有兩個功率因數(shù)值，一個是在“輸入”欄目中，一個在“輸出”欄目中。對應(yīng)“輸入”欄目的稱作輸入功率因數(shù)，比如6脈沖輸入的UPS的輸入功率因數(shù)是0.8，12脈沖輸入的UPS的輸入功率因數(shù)是0.9等。那么UPS的另外一個對應(yīng)“輸出”欄目的功率因數(shù)有的人就當(dāng)然稱為“輸出功率因數(shù)”。2.復(fù)制有些人并沒有想這些問題，人云亦云，按照人家的叫法叫就是了。這樣一來，“輸出功率因數(shù)”這個詞就叫開了。不但用戶這么稱呼、廠家這么稱呼，甚至連參加制定標(biāo)準(zhǔn)的起草者也這么稱呼。于是這個稱呼又進一步成為官稱。實際上我國在二十年以前電子部標(biāo)準(zhǔn)化所關(guān)于電源中的詞匯就出過一本中英文對照的標(biāo)準(zhǔn)小冊子。在電源輸出端所標(biāo)注的功率因數(shù)定義為“負(fù)載功率因數(shù)”，英文對照詞是“Load

Power

Factor”，這個詞是從國際標(biāo)準(zhǔn)上接受過來的。就目前國際上也沒有“輸出功率因數(shù)”（Output

PowerFactor）這個詞?？磥怼拜敵龉β室驍?shù)”一詞純屬國產(chǎn)。二、“輸出功率因數(shù)”稱呼的誤區(qū)功率因數(shù)從來就是表示負(fù)載性質(zhì)程度的一個詞。一般用F或PF表示，其數(shù)值是從0到1。比如功率因數(shù)是1，就表示這個負(fù)載是純線性的；如果功率因數(shù)是0，就表示這個負(fù)載是純非線性的；如果功率因數(shù)是0?F?1，就表示這個負(fù)載是非線性的，負(fù)載內(nèi)既有線性成分又有非線性成分。功率因數(shù)既然表示的是負(fù)載性質(zhì)，那嘛就是輸入端的數(shù)值。因為從輸入端看進去負(fù)載的性質(zhì)是唯一的，決不會出來兩個值。UPS的性質(zhì)也是唯一的，表征它性質(zhì)的那就是輸入功率因數(shù)。比如對高頻機型UPS9395來說，它的輸入功率因數(shù)是0.99，它的負(fù)載功率因數(shù)是0.9，不能說9395的功率因數(shù)既是0.99又是0.9。對人來說也是一樣，男孩就是男孩，女孩就是女孩。不能說又是男孩又是老頭。比如UPS的輸入功率因數(shù)是0.99，顧名思義，這個功率因數(shù)是屬于UPS，從理論上說在任何情況下在輸入端測量都是0.99，這就是它的唯一性。那么說UPS的“輸出功率因數(shù)”是0.9，顧名思義，這個值當(dāng)然也是屬于UPS的，也應(yīng)該在任何情況下在輸出端測量都是0.9。然而，又有誰能做得到呢。后面接上電阻負(fù)載時功率因數(shù)就是1，接上單相整流濾波負(fù)載時功率因數(shù)就是0.7，只有接上輸入功率因數(shù)為0.9的負(fù)載時才會出現(xiàn)0.9的讀數(shù)。這是為什么呢？原因很簡單，原來測得的都是負(fù)載的功率因數(shù)。難道輸出功率因數(shù)就真地側(cè)不出來嗎？如果非要測，可以測得出來，那必須空載測。因為一帶載，測出的就是負(fù)載的功率因數(shù)。功率因數(shù)的公式為：這是一個毫無疑義的數(shù)據(jù)，這更從側(cè)面證明了所謂“輸出功率因數(shù)”不存在的事實。那么UPS逆變器后面的這個功率因數(shù)又是做什么的呢？為什么會出現(xiàn)這樣一個數(shù)值呢？這不得不從社會發(fā)展說起，在早些年的裁縫都是為顧客量體裁衣，一件一件地做。以為那時花錢讓人做衣服的人少，但到了現(xiàn)代，人口增多，需求量大增，個人裁縫已不適應(yīng)社會的發(fā)展需要，所以做衣服也必須走工業(yè)化和批量化的道路。這就提出一個問題：需要的人群有男有女有胖有瘦，按照什么尺寸做呢？于是就根據(jù)一般人群的衣服尺寸分成男裝和女裝，每一類又分成幾個號碼。對UPS而言這個男女就是功率因數(shù)，性質(zhì)定下來了。尺寸號碼就是規(guī)格。因為眾多的電子產(chǎn)品性質(zhì)是不同的，一臺UPS不能滿足所有產(chǎn)品性質(zhì)和規(guī)格的要求，于是就根據(jù)一般電子產(chǎn)品的性質(zhì)（輸入功率因數(shù)）規(guī)定一些生產(chǎn)的產(chǎn)品類型與規(guī)格。換言之，UPS的這個功率因數(shù)是根據(jù)一般負(fù)載的普遍性質(zhì)而定的一個大概的范圍，這個功率因數(shù)是不是和實際負(fù)載的輸入功率因數(shù)一樣（匹配），誰也說不定。但以匹配為最佳，只有UPS的負(fù)載功率因數(shù)與實際負(fù)載的輸入功率因數(shù)匹配時才能發(fā)揮它最好的性能。比如負(fù)載功率因數(shù)為0.8的10kVA容量的UPS只有帶輸入功率因數(shù)為0.8的負(fù)載時，才能給出8kW的有功功率和6kvar的無功功率。如圖1所示，就是負(fù)載與“源”的關(guān)系。電源是市電的負(fù)載，IT又是電源的負(fù)載。三、“輸出功率因數(shù)”誤稱的危害有的人就不理解，不就是個名詞嘛，能有什么危害！其實不然，問題并不如此簡單，并已經(jīng)產(chǎn)生了不良后果，危害了別人的利益。原因是，如果按照正確的叫法：負(fù)載功率因數(shù)，人們決不會想到電源上去，很自然地會想到負(fù)載的需要。換言之，既然是負(fù)載功率因數(shù)，UPS的輸出功率自然是按照負(fù)載的需要當(dāng)然這是一個理論值，因為實際中逆變器IGBT管的標(biāo)稱值和計算值是不一樣的，比如計算出來的IGBT電流是851A，但IGBT沒有這一檔規(guī)格，相鄰的規(guī)格是800A和1000A，那只有選標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，電容器也同樣選標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，而標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格還有誤差，所以實際輸出就有差異?？偟姆较蚴沁@樣。這就帶來了一個問題，比如產(chǎn)品認(rèn)證檢測人員就認(rèn)準(zhǔn)了“輸出功率因數(shù)”這個概念，在上述情況下，如果廠家的產(chǎn)品給不出320kW就不給認(rèn)證，加之廠家對此概念也不清楚，就只好乖乖地照辦。這時逆變器的容量就只好加大至400kW。增加了80kW，增加了成本。但這樣一來，如果電容器C不改變，負(fù)載功率因數(shù)就不是0.8了。是多少呢？根據(jù)公式（1），可計算出：所以這是按倒葫蘆起了瓢，越搞越亂！再如何調(diào)整！一般就到此為止，只要輸出有功功率達到要求，其他一概不管了。于是“輸出功率因數(shù)”這個指標(biāo)也就不了了之。本來這個值就測不出來嘛。四、功率因數(shù)不是百分?jǐn)?shù)這又是一個基本概念問題。有的人將功率因數(shù)0.8說成是80%，這就不對了，這就是不清楚視在功率、有功功率和無功功率三者之間的關(guān)系，這個關(guān)系在式（8）的分母中一表示的很清楚，三者是直角三角形勾股弦的關(guān)