淺談紫外線消毒器的電子式鎮(zhèn)流器的功率因數

    水處理行業(yè)越來越多的用到水消毒殺菌設備，而飲用水紫外線消毒器和污水紫外線消毒器作為安全環(huán)保無危害的水消毒殺菌設備越來越多的用于水處理行業(yè)中。紫外線消毒器就是利用紫外光對原水進行照射的一種物理消毒設備。紫外線消毒器主要元器件是紫外線殺菌燈管和紫外線專業(yè)鎮(zhèn)流器，和日關燈一樣，紫外線殺菌燈管的啟動電源就是鎮(zhèn)流器，鎮(zhèn)流器分電感鎮(zhèn)流器和電子式鎮(zhèn)流器兩種，由于電感鎮(zhèn)流器功率大、耗電高，已經被電子式鎮(zhèn)流器取代。要計算紫外線消毒器的功率就要了解電子式鎮(zhèn)流器的功率因數和紫外線殺菌燈管的功率。紫外線消毒器廠家石家莊凌卓環(huán)保設備有限公司從紫外線消毒器的設計和應用中為您淺談紫外線消毒器的電子式鎮(zhèn)流器的功率因數。

    從電工理論中我們可以知道，交流電路里的電壓有效值（U）跟電流有效值（I）的乘積叫視在功率，用S表示，S﹦UI，單位為VA（伏安），用電器在交流電路中實際消耗的功率叫有功功率，用P表示，單位是W（瓦），P﹦UI×cosΦ。我們通常所說某用電器是多少瓦，指的就是額定的有功功率（又稱為平均功率，通常簡稱功率），而有功功率和視在功率的比值就叫功率因數（PF），即PF﹦cosΦ﹦P/S，式中Φ是電流與電壓的相位角，當電壓與電流相位一致時，既cosΦ﹦1（功率因數﹦1），這時的計算方式與直流電路是一樣的。有人提到的“電感式鎮(zhèn)流器功率因素只有0.4左右，就是說標稱20W的燈具實際只發(fā)出8W左右的功率，普通電子鎮(zhèn)流器功率因素也只有0.6左右，20W的也只有12W左右"，從數據上分析，紫外線消毒器廠家石家莊凌卓環(huán)保設備有限公司估計相關人員將額定的有功功率與功率因數相乘得到的，這樣計算顯然是錯誤的。紫外線消毒器所選用的電子式鎮(zhèn)流器的功率因數基本都是0.99，也就是說紫外線殺菌燈管和紫外線消毒器的功率接近。

    那么紫外線消毒器的電子式鎮(zhèn)流器的高功率因數有什么作用和意義呢？通常視在功率表示交流電源（交流發(fā)電機或變壓器）的容量。交流電路中有電阻R、電感L和電容C，只有電阻消耗功率，而電感、電容屬于儲存能量的元件，不消耗功率，只在工作時與電源交換能量。當假設負載是純電容或純電感性質時，則Φ﹦90°，功率因數cosΦ﹦0。此時雖然電源輸出一定的電壓及電流，即供出一定的視在功率S﹦UI，但不會被負載所消耗，即有工功率P﹦0（忽略線路損耗）。如果負載同時具有R、C或R、L，那么功率因數在0到1之間，負載得到電源供出的視在功率的一部分，可見，功率因數表示電源功率被利用的程度。所以在電力系統(tǒng)中，提高用電器功率因數cosΦ，可使發(fā)電設備的容量得到充分利用。舉一例子你就會更明白，例如：一臺容量為150VA的發(fā)電設備（假設，實際沒這么小的），供給兩只30W燈架，如果燈架所接的鎮(zhèn)流器功率因數為0.4時，兩支燈架所需的視在功率為S﹦30*2/0.4﹦150VA，這時發(fā)電設備已滿負荷了，這其中很大一部分為無功功率，這部分無功功率雖然不消耗能量，卻虛占了發(fā)電設備的供電容量，但在民用電能表并不能反映用戶的無功功率，因為它只計量用戶消耗的有功功率；如果燈架所接的鎮(zhèn)流器功率因數為0.9時，兩支燈架所需的視在功率僅為S﹦30*2/0.9≈67VA，這時發(fā)電設備節(jié)省了150-67﹦83VA，釋放的供電容量可以供給其它用電器使用。另外，低功率因數負荷使電網線路上總電流增加，其中相當一部分是無功電流，雖然這部分無功電流并沒有消耗功率，僅在負載于與電源（變壓器或發(fā)電機）之間作為能量交換，但實際供電網線路電阻不可能為零，故此無功電流流經電網線路時會產生一定損耗。所以，提高功率因數可很大程度釋放電力系統(tǒng)的供電容量，提高電力系統(tǒng)的供電能力，減少電網線路損耗。對于紫外線消毒器來說，電子式鎮(zhèn)流器的高功率因數會保證紫外線消毒器的運行功率，提高紫外線消毒器的殺菌消毒效果。

    功率因數（PF）是鎮(zhèn)流器一項主要參數之一，傳統(tǒng)的電感式鎮(zhèn)流器屬電感元件，交流純電感電路中電壓超前于電流90°，實際上用傳統(tǒng)電感式鎮(zhèn)流器的燈具屬感性負載，因而功率因數很低，一般在0.3—0.5之間。我在很多年前購買的日生T8 15W水族燈就是用電感式鎮(zhèn)流器，功率因數只有0.32。這類用電感鎮(zhèn)流器的燈具如提高功率因數，一般在電路兩端并聯(lián)一只幾微法的電容作功率因數補償。普通電子鎮(zhèn)流器的功率因數多在0.55—0.6左右，我之前發(fā)的《經濟型電子鎮(zhèn)流器剖析》一帖中介紹的電子鎮(zhèn)流器除了歐普30W的功率因數在0.9以上，其余都在0.6或以下，這是因為歐普30W電子鎮(zhèn)流器電路加有無源功率因數校正電路（PPFC），而一些中的電子鎮(zhèn)流器則基本都加有有源功率因數校正電路（APFC），電路比常見的經濟型電子鎮(zhèn)流器復雜，故成本也增加了不少。提高功率因數的作用和意義前面已講得很清楚了，燈管支架在我國用量很大，所以提高電子鎮(zhèn)流器功率因數盡量減少電網中的無功消耗是一個方向，意義重大。提高電子鎮(zhèn)流器功率因數并非是原帖作者所說的“只有高功率因素的電子鎮(zhèn)流器才能發(fā)出標稱的功率"， 功率因數高低并不會影響到燈具的有功功率。一般用電感鎮(zhèn)流器的燈架其實際功耗會比標稱功率還要高出4—8W，數值大小跟燈具功率和電感鎮(zhèn)流器自身損耗有關。至于燈具有沒有實際功率小于其標稱功率的問題（指用電子鎮(zhèn)流器的燈具），很早以前的確有，那時國內電子鎮(zhèn)流器還不算成熟，一些電子鎮(zhèn)流器故障率很高，有些廠家為提高電子鎮(zhèn)流器的可靠性，設計時減少了它的輸出功率，以減少功率管損壞率.現(xiàn)在這類鎮(zhèn)流器估計還有,但相信不多.

    雖然提高紫外線消毒器的功率因數表面上看并沒有減少多少電費，但是由于紫外線消毒器設備是長期運行，所以帶來的電費節(jié)約還是非常可觀的。在能源日趨緊缺的現(xiàn)況下，國家大力提倡節(jié)能減排，其意義特別深遠。由于目前紫外線消毒器廠家魚龍混雜，紫外線消毒器價格參差不齊，有些紫外線消毒器廠家只顧眼前利益，選用的紫外線殺菌燈管和電子式鎮(zhèn)流器都達不到標準要求，紫外線消毒設備的殺菌消毒效果可想而知，從某種意義上可以說對紫外線消毒技術和知識嚴重匱乏，更不用提了解紫外線消毒器專業(yè)知識了。這些紫外線消毒器廠家對紫外線消毒器的電子式鎮(zhèn)流器的功率因數更不會有深入的研究和了解了。