購買智能開關的時候我們會考慮能接多少W的功率,比如接家里客廳的燈帶100W,那我會考慮購買回路負載控制高于100W的開關。
設計開關回路通斷控制,在繼電器選型時,規格書在最大切換功率的規定常見卻都是以VA為單位(另外一個W為單位的數值一般又很小)。為什么?
“VA”即“伏安”,字面意義就是電壓與電流的乘積,“VA”和“W”直接重要的關系式是:W = VA * 功率因數 = 電壓 * 電流 * 功率因數
功率因素是衡量有功功率的一個重要參數,所謂有功功率指的是設備在消耗電能時用于目標功能所消耗的功率,而另外有一部分功率用于設備內電場與磁場能量交換所消耗的功率,即無功功率。而“VA”是視在功率的單位,視在功率=有功功率+無功功率。
打個比方,往杯中導入啤酒,杯子所裝的除了啤酒之外還有泡沫。這里面啤酒就好比有功功率,而泡沫則為無功功率,杯子所裝的總液體為視在功率。
圖片來自:《開關電源工程化實用設計指南-從研發到智造 》文天祥
由于功率因素取值是0-1之間,因此你會發現有功功率(W)永遠小于視在功率(VA)。
繼電器廠家在設計繼電器時不知道自己的用戶所接入設備的負載功率因素,而在繼電器通路上經過的功率確為用戶消耗的總功率,因此繼電器廠家只能用視在功率(VA)來標識繼電器的負載控制能力。
比如一款燈帶負載標識的最大功率為100W,功率因素為0.9,那么其實際上通過繼電器回路所消耗電網的功率為:100W ÷ 0.9 = 111.11W,這里由于功率因素較高,因此無功功率與有功功率差值不大;
比如辦公室中一圈筒燈20個,每個筒燈標識的最大功率為10W,功率因素為0.6,那么實際上單顆筒燈通過繼電器回路消耗電網的功率為:10W ÷ 0.6 = 16.66W,20個筒燈通過繼電器回路消耗電網的功率為:16.66W x 20 = 333.33W。這已經遠高于有功功率133.33W。
同樣,當我們在對智能開關進行容性或感性負載進行標識時,嚴格上來說我們需要用視在功率(VA)來進行標識,當然,由于智能開關產品的用戶行業范圍會比一個繼電器所應用的行業范圍要小的多,因此我們可以大致明確用戶所使用場景中最惡劣的設備功率因素,如智能開關用于家裝渠道時,我們可以用多個低功率因素(如PF=0.5)的燈并聯起來對繼電器進行測試(即把用戶可能存在的無功功率最大值考慮進來),最終把在最低功率因素設備所測得的有功功率標識出來。那么這時候你就可以用W來進行智能開關回路負載能力的標識了。