可能大家最近都感覺到了，宿舍里6臺電腦同時工作一切ok，但是用一個小小的電吹風(fēng)，電表就跳閘了。電腦的電源都是250W～400W的，6臺電腦功率之和絕對在一個電吹風(fēng)之上，但為什么可以帶6臺電腦同時工作但不能接入一個300W的電吹風(fēng)呢？兩者有什么不同呢？
我們平時使用的最多的加熱裝置就是熱得快、電吹風(fēng)，它們的工作原理就是電流流過電阻絲，電阻絲發(fā)熱來燒水。對于220V電網(wǎng)來說，這類負(fù)載相當(dāng)于一個純電阻接到電網(wǎng)里，學(xué)過電路的同學(xué)都知道，交流220V加到電阻上，其兩端的電壓波形和流過電阻的電流波形是同相的，也就是說，兩者相位差是0。這類負(fù)載我們稱之為純電阻性負(fù)載。
計(jì)算機(jī)相當(dāng)于什么負(fù)載呢？計(jì)算機(jī)的電源對于電網(wǎng)來說，就是電網(wǎng)的一個負(fù)載。計(jì)算機(jī)的電源是開關(guān)電源（注意，這可不是有開關(guān)的電源哦），屬于非線性負(fù)載（也叫整流性負(fù)載）。開關(guān)電源的原理是先把220V/50hz交流電整流為高壓直流，再把高壓直流逆變?yōu)楦邏焊哳l交流，再通過高頻變壓器降為低壓高頻交流，再轉(zhuǎn)為低壓直流輸出，這種電源的效率要比傳統(tǒng)穩(wěn)壓器高得多。把計(jì)算機(jī)的開關(guān)電源當(dāng)做220V電網(wǎng)的一個負(fù)載，這種負(fù)載在220V市電輸入端看來等效于一個容性負(fù)載，雖然它的電壓波形還是正弦波，但是它的電流波形已經(jīng)畸變了，不再是規(guī)則的正弦波，而是接近脈沖波的波形（其實(shí)這種非線性負(fù)載才是對電網(wǎng)有危害的惡性負(fù)載，會給電網(wǎng)帶來高次諧波）。
據(jù)本人推測，由于飲水機(jī)是屬于純電阻性負(fù)載，而廣院的飲水機(jī)加熱功率通常是550W，學(xué)校為了保證飲水機(jī)使用，應(yīng)該是把純電阻性負(fù)載的功率限制在了550W上下。
那么電表如何識別這兩種負(fù)載呢？方法有很多種，但都是通過單片機(jī)+AD轉(zhuǎn)換器，對220V輸出端的電壓電流的波形實(shí)時采樣，然后編制相應(yīng)的程序，通過算法，判斷這兩種負(fù)載的功率各占多大的比例，僅僅限制純電阻性負(fù)載的接入，或者是檢測總電流，限制總功率。鑒于本文是發(fā)表在非專業(yè)論壇，就不詳細(xì)描述判斷過程了。
對于部分目前廣泛使用的監(jiān)視平均功率的電表，用一只整流二極管或快恢復(fù)二極管（反向耐壓值450V以上，最大電流6A以上，為安全起見，留有一定裕度）串 聯(lián)在熱得快上，相當(dāng)于半波整流，減少了一半的電壓，那么根據(jù)P=(U^2)/R,(1000W的熱得快電阻為50歐姆左右)?？梢郧蟮茫骄β室呀?jīng)減小 到了額定功率的1/4，也就是250W，但實(shí)際上瞬時功率與未改裝之前相同，只是改裝后只有改裝前一半的導(dǎo)通時間，平均到整個周期上，平均功率才下降了。 這種辦法只能騙過監(jiān)視平均功率的電表，對于監(jiān)視峰值電流的電表，還是逃不過它的眼睛。
采用二極管的方式比較簡便，但是，由于功率只有原來的1/4，加熱時間會變得很長。有沒有可以手動調(diào)節(jié)功率的呢？答案是：有。不過這種方案比二極管方案要復(fù)雜，這種方案是利用了晶閘管（又名可控硅），通過調(diào)節(jié)觸發(fā)脈沖，來改變晶閘管的導(dǎo)通角，從而控制一個周期內(nèi)的熱得快的導(dǎo)通時間。二極管的方案相當(dāng)于是固定的把導(dǎo)通時間減小到1/2，晶閘管的方案就是可以理解為可以手動調(diào)節(jié)這個導(dǎo)通時間，從而調(diào)節(jié)熱得快的平均功率。這樣，就可以最大限度的利用電表所設(shè)置的負(fù)載上限，只要把功率調(diào)的比跳閘的負(fù)載上限小那么一點(diǎn)點(diǎn)就可以了。這樣加熱的時間就比 二極管方案減少了。但是這種方案仍然有缺陷，那就是它也無法逃脫檢測峰值電流的電表的監(jiān)視。
為了防止違章使用熱得快等電器，減小火災(zāi)隱患，但又不影響同學(xué)們使用電腦等用電器，部分公寓安裝的電表經(jīng)過升級，加裝了智能負(fù)載識別器，可以根據(jù)電流和電壓波形和相位差來判斷是否有大功率純電阻性熱源負(fù)載的接入。所以就出現(xiàn)了宿舍可以帶多臺電腦同時工作但不能接入一個300W的電吹風(fēng)的現(xiàn)象。對于這種智能電表，光靠串連一個二極管已經(jīng)不行了，甚至是晶閘管調(diào)功裝置也不行，因?yàn)椴还苣阍趺锤淖儗?dǎo)通的時間，由于負(fù)載類型沒有變，所以導(dǎo)通時電流電壓波形依然是相位差為0，還是會被這種電表識別出來。
同時開6臺計(jì)算機(jī)卻不跳閘，這說明，宿舍電表并不限制這類負(fù)載的使用。前面已經(jīng)分析過，因?yàn)檫@類負(fù)載是屬于非線性整流性負(fù)載，它的電流波形與純電阻性負(fù)載是完全不同的。有的同學(xué)可能會問，為什么不同呢？不都是在用電么？理解這個問題需要電路的知識和電力電子的知識，這里就不詳細(xì)解釋了。一般來說，只要是輸入端有整流橋+電容+高頻逆變器（把直流電逆變?yōu)楦哳l交流電）結(jié)構(gòu)的用電器，都可以認(rèn)為是非線性整流負(fù)載。像電腦、節(jié)能燈等都是屬于這類負(fù)載。它們都可以不受電表的純電阻負(fù)載上限功率的限制（當(dāng)然功率不能太大了，一般電表還有個總功率限制）。
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