什么是功率因素:改进,公式和定义

一般来说,功率是做功的能力。在电子领域,电力是单位时间内转换成其他形式(热、光等)的电能总量。数学上它是电压降跨越元素和当前的流经它。考虑第一次直流线路s,只有直流电压源,电感器电容器在稳态下分别表现为短路和开路。

因此,整个电路表现为电阻电路和整个电力耗散形式的热。在这里,电压与电流同相,总电功率为:

现在来看看交流电路,这里电感和电容都提供一定数量的阻抗给出:

电感器以磁能的形式储存电能,电容器以静电能的形式储存电能。它们都没有驱散它。此外,电压和电流之间存在相移。

因此,当我们考虑整个电路由a电阻器源电压和源电流之间存在一定的相位差。

这个相位差的余弦叫做电机功率因数。这个因子(-1 < cosφ< 1)表示用于做有用工作的总功率的分数。电能的另一部分以磁能或静电能的形式储存在电感器中电容器分别。

这种情况下的总功率为:

这就是所谓的视在功率它的单位是VA(伏安),用S表示。做我们有用的功的总电能的一部分叫做有功功率。我们称它为“P”。

P =有功功率=总电功率。因为φ的单位是瓦特。

功率的另一部分称为无功功率。无功功率不做任何有用的功,但要做有功就必须有功。我们用“Q”表示它,数学上为:

Q =无功功率=总电功率。sinφ及其单位为VAR(伏安无功)。这种无功功率在源和负载之间振荡。为了更好地理解这一点,所有这些幂都用三角形的形式表示。

功率因数三角形

数学上,年代2= P2+问2电机功率因数是有功功率/视在功率。

功率因数的改善

功率因数这个术语只在交流电路中出现。从数学上讲,它是源电压和电流之间相位差的余弦。它是指用来做有功功的总功率(视在功率)的百分比。

需要改进功率因数

  • 实权由P = VIcosφ给出。电流与cosφ成反比,以传递一定的功率电压。因此,pf越高,流过的电流就越小。小电流需要更小的导体截面积,因此节省导体和金钱。
  • 从上面的关系可以看出,功率因数较低时,导线内流过的电流增加,因此铜损耗增加。一个大的电压降发生在交流发电机,电力变压器以及输电和配电线路,它们的电压调节能力非常差。
  • 功率因数越高,机器的KVA额定值也越万博实力品牌低,如公式:

因此,机器的尺寸和成本也降低了。

这就是为什么电力因数应该保持在接近统一-它是明显便宜。

提高功率因数的方法

提高功率因数的方法主要有三种:

  • 电容器银行
  • 同步冷凝器
  • 期上涨

电容器银行

提高功率因数意味着减小电压和电流之间的相位差。由于大多数负载是感应性的,它们需要一定的无功功率才能工作。

一个电容器或安装在负载平行的电容器组提供无功功率。它们作为局部无功功率的来源,因此通过线路的无功功率更少。

电容器组减少了相位差之间电压和电流。

同步冷凝器

同步凝汽器是轴系空载的三相同步电动机。

同步电动机具有任意功率因数超前、滞后或因励磁而统一运行的特性。对于感性负载,a同步调相机是连接到负载侧和过励。

同步电容器使它的行为像一个电容器。它从电源中引出滞后电流或提供无功功率。

期上涨

这是一种交流励磁机,主要用于改进有源滤波器的PF感应电动机

它们安装在电机的轴上,并连接到电机的转子电路。它通过提供激励安培匝数来提高功率因数,以产生所需的电流通量在给定的滑移频率。

此外,如果安匝增加,可以使其在领先功率因数下工作。

功率因数计算

功率因数计算,我们测量源电压和电流绘制使用电压表安培表分别。一个瓦特计是用来获得有功功率的。

现在,我们知道P = VIcosφwatt

因此,我们可以得到电功率因数。

现在我们可以计算无功功率Q = VIsinφVAR

这个无功功率现在可以从电容器安装在并联的负载在本地。a的无功功率电容器可以用以下公式计算:

重要的是:在功率因数的改善时,负荷的无功功率要求不改变。它只是由其他设备提供,从而减轻了电源提供所需无功功率的负担。

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