科士達(dá)YDC9106-RT配置方案介紹
做為現(xiàn)代通信系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要供電設(shè)備的不間斷電源UPS其輸出電氣指標(biāo)共有十余項(xiàng),本文就輸出功率因數(shù)(PF)一項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行較詳細(xì)的討論,并介紹此項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試方法。
UPS的輸出功率因數(shù)是多數(shù)用戶(hù)較為關(guān)照的技術(shù)指標(biāo)之一，因?yàn)閁PS輸出功率因數(shù)的高、低將直接影響對(duì)各種負(fù)載(如感性、容性及整流非線性負(fù)載)的驅(qū)動(dòng)能力。交流供電設(shè)備的輸出容量是以伏安(VA)為單位來(lái)表示的。即供電設(shè)備的輸出交流電壓的有效值與電流有效值的乘積，也就是我們所說(shuō)的視在功率PS。
UPS的輸出容量是以視在功率VA來(lái)表示的。所有的UPS在標(biāo)明輸出容量的還標(biāo)明了輸出功率因數(shù)。目前上銷(xiāo)售的進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)UPS的輸出功率因數(shù)一般在～之間。對(duì)UPS輸出功率因數(shù)的理解和評(píng)價(jià)在一些用戶(hù)和UPS銷(xiāo)售商中存在一些不全面的理解和不恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)。
一些UPS用戶(hù)或銷(xiāo)售人員認(rèn)為輸出容量PS與功率因數(shù)PF的乘積就是UPS的實(shí)際輸出功率或稱(chēng)輸出有功功率P，即P＝PS×PF。這樣理解和解釋輸出功率因數(shù)沒(méi)有錯(cuò)誤，但還很不全面。忽視了UPS輸出能力的另一方面即無(wú)功功率PQ的輸出能力。先代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的大部分交流用電負(fù)載為非線性負(fù)載，其中以整流非線性負(fù)載居**，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中也常有具有鐵芯的感性非線性負(fù)載，如變壓器、交流電動(dòng)機(jī)等。這些用電負(fù)載正常工作時(shí)不僅需要有功功率P，還須要UPS在輸出電壓波形無(wú)明顯失真狀態(tài)下能提供負(fù)載必須的無(wú)功功率PQ才能確保用電負(fù)載正常工作。UPS對(duì)負(fù)載所提供的無(wú)功功率PQ是由除基波電流以外的各次諧波電流提供的。
每個(gè)交流用電負(fù)載視其阻抗特性的不同功率因數(shù)的表達(dá)方式也不相同，功率因數(shù)有兩種表達(dá)方式即相移功率因數(shù)cosφ和失真功率因數(shù)PFD。
相移功率因數(shù)一般產(chǎn)生在線性負(fù)載上，如容性或無(wú)鐵芯電感負(fù)載等。由于負(fù)載上正弦電壓與正弦電流的相位不同而產(chǎn)生了相移功率因數(shù)，相位角φ的余弦值即為相移功率因數(shù)。如圖1所示。從圖中可看出電壓u與電流I有相位差，但兩者都是正弦波，電流波形中沒(méi)有由于負(fù)載所引起的附加諧波電流。
失真功率因數(shù)主要產(chǎn)生在二極管整流、可控硅整流和帶有鐵芯的感性非線性負(fù)載上。二極管整流及鐵芯感性非線性負(fù)載上的相移功率因數(shù)一般都比較高，如交流異步電動(dòng)機(jī)的相移功率因數(shù)一般在左右，二極管整流非線性負(fù)載的相移功率因數(shù)一般可達(dá)8～9。但由于這兩種負(fù)載工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的諧波電流，如圖2所示。由于負(fù)載中有諧波電流而沒(méi)有與之對(duì)應(yīng)的諧波電壓，諧波電流在輸入電壓的一個(gè)周期內(nèi)的平均功率為零，諧波電流只是在UPS輸出端與負(fù)載之間進(jìn)行無(wú)功交換。尤其是二極管整流非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流與基波電流幾乎相等。