浅谈紫外线消毒器的电子式镇流器的功率因数

    水处理行业越来越多的用到水消毒杀菌设备，而饮用水紫外线消毒器和污水紫外线消毒器作为安全环保无危害的水消毒杀菌设备越来越多的用于水处理行业中。紫外线消毒器就是利用紫外光对原水进行照射的一种物理消毒设备。紫外线消毒器主要元器件是紫外线杀菌灯管和紫外线专业镇流器，和日关灯一样，紫外线杀菌灯管的启动电源就是镇流器，镇流器分电感镇流器和电子式镇流器两种，由于电感镇流器功率大、耗电高，已经被电子式镇流器取代。要计算紫外线消毒器的功率就要了解电子式镇流器的功率因数和紫外线杀菌灯管的功率。紫外线消毒器厂家石家庄凌卓环保设备有限公司从紫外线消毒器的设计和应用中为您浅谈紫外线消毒器的电子式镇流器的功率因数。

    从电工理论中我们可以知道，交流电路里的电压有效值（U）跟电流有效值（I）的乘积叫视在功率，用S表示，S﹦UI，单位为VA（伏安），用电器在交流电路中实际消耗的功率叫有功功率，用P表示，单位是W（瓦），P﹦UI×cosΦ。我们通常所说某用电器是多少瓦，指的就是额定的有功功率（又称为平均功率，通常简称功率），而有功功率和视在功率的比值就叫功率因数（PF），即PF﹦cosΦ﹦P/S，式中Φ是电流与电压的相位角，当电压与电流相位一致时，既cosΦ﹦1（功率因数﹦1），这时的计算方式与直流电路是一样的。有人提到的“电感式镇流器功率因素只有0.4左右，就是说标称20W的灯具实际只发出8W左右的功率，普通电子镇流器功率因素也只有0.6左右，20W的也只有12W左右"，从数据上分析，紫外线消毒器厂家石家庄凌卓环保设备有限公司估计相关人员将额定的有功功率与功率因数相乘得到的，这样计算显然是错误的。紫外线消毒器所选用的电子式镇流器的功率因数基本都是0.99，也就是说紫外线杀菌灯管和紫外线消毒器的功率接近。

    那么紫外线消毒器的电子式镇流器的高功率因数有什么作用和意义呢？通常视在功率表示交流电源（交流发电机或变压器）的容量。交流电路中有电阻R、电感L和电容C，只有电阻消耗功率，而电感、电容属于储存能量的元件，不消耗功率，只在工作时与电源交换能量。当假设负载是纯电容或纯电感性质时，则Φ﹦90°，功率因数cosΦ﹦0。此时虽然电源输出一定的电压及电流，即供出一定的视在功率S﹦UI，但不会被负载所消耗，即有工功率P﹦0（忽略线路损耗）。如果负载同时具有R、C或R、L，那么功率因数在0到1之间，负载得到电源供出的视在功率的一部分，可见，功率因数表示电源功率被利用的程度。所以在电力系统中，提高用电器功率因数cosΦ，可使发电设备的容量得到充分利用。举一例子你就会更明白，例如：一台容量为150VA的发电设备（假设，实际没这么小的），供给两只30W灯架，如果灯架所接的镇流器功率因数为0.4时，两支灯架所需的视在功率为S﹦30*2/0.4﹦150VA，这时发电设备已满负荷了，这其中很大一部分为无功功率，这部分无功功率虽然不消耗能量，却虚占了发电设备的供电容量，但在民用电能表并不能反映用户的无功功率，因为它只计量用户消耗的有功功率；如果灯架所接的镇流器功率因数为0.9时，两支灯架所需的视在功率仅为S﹦30*2/0.9≈67VA，这时发电设备节省了150-67﹦83VA，释放的供电容量可以供给其它用电器使用。另外，低功率因数负荷使电网线路上总电流增加，其中相当一部分是无功电流，虽然这部分无功电流并没有消耗功率，仅在负载于与电源（变压器或发电机）之间作为能量交换，但实际供电网线路电阻不可能为零，故此无功电流流经电网线路时会产生一定损耗。所以，提高功率因数可很大程度释放电力系统的供电容量，提高电力系统的供电能力，减少电网线路损耗。对于紫外线消毒器来说，电子式镇流器的高功率因数会保证紫外线消毒器的运行功率，提高紫外线消毒器的杀菌消毒效果。

    功率因数（PF）是镇流器一项主要参数之一，传统的电感式镇流器属电感元件，交流纯电感电路中电压超前于电流90°，实际上用传统电感式镇流器的灯具属感性负载，因而功率因数很低，一般在0.3—0.5之间。我在很多年前购买的日生T8 15W水族灯就是用电感式镇流器，功率因数只有0.32。这类用电感镇流器的灯具如提高功率因数，一般在电路两端并联一只几微法的电容作功率因数补偿。普通电子镇流器的功率因数多在0.55—0.6左右，我之前发的《经济型电子镇流器剖析》一帖中介绍的电子镇流器除了欧普30W的功率因数在0.9以上，其余都在0.6或以下，这是因为欧普30W电子镇流器电路加有无源功率因数校正电路（PPFC），而一些中的电子镇流器则基本都加有有源功率因数校正电路（APFC），电路比常见的经济型电子镇流器复杂，故成本也增加了不少。提高功率因数的作用和意义前面已讲得很清楚了，灯管支架在我国用量很大，所以提高电子镇流器功率因数尽量减少电网中的无功消耗是一个方向，意义重大。提高电子镇流器功率因数并非是原帖作者所说的“只有高功率因素的电子镇流器才能发出标称的功率"， 功率因数高低并不会影响到灯具的有功功率。一般用电感镇流器的灯架其实际功耗会比标称功率还要高出4—8W，数值大小跟灯具功率和电感镇流器自身损耗有关。至于灯具有没有实际功率小于其标称功率的问题（指用电子镇流器的灯具），很早以前的确有，那时国内电子镇流器还不算成熟，一些电子镇流器故障率很高，有些厂家为提高电子镇流器的可靠性，设计时减少了它的输出功率，以减少功率管损坏率.现在这类镇流器估计还有,但相信不多.

    虽然提高紫外线消毒器的功率因数表面上看并没有减少多少电费，但是由于紫外线消毒器设备是长期运行，所以带来的电费节约还是非常可观的。在能源日趋紧缺的现况下，国家大力提倡节能减排，其意义特别深远。由于目前紫外线消毒器厂家鱼龙混杂，紫外线消毒器价格参差不齐，有些紫外线消毒器厂家只顾眼前利益，选用的紫外线杀菌灯管和电子式镇流器都达不到标准要求，紫外线消毒设备的杀菌消毒效果可想而知，从某种意义上可以说对紫外线消毒技术和知识严重匮乏，更不用提了解紫外线消毒器专业知识了。这些紫外线消毒器厂家对紫外线消毒器的电子式镇流器的功率因数更不会有深入的研究和了解了。