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1、有功功率、無(wú)功功率、視在功率及其計(jì)算
1、有功功率:在交流電路中,凡是消耗在電阻元件上、功率不可逆轉(zhuǎn)換的那部分功率(如轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、光能或機(jī)械能)稱為有功功率,簡(jiǎn)稱“有功”, 用“P”表示,單位是瓦(W)或千瓦(KW)。
它反映了交流電源在電阻元件上做功的能力大小,或單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌芰啃问降碾娔軘?shù)值。
實(shí)際上它是交流電在一個(gè)周期內(nèi)瞬時(shí)功率的平均值,故又稱平均功率。它的大小等于瞬時(shí)功率最大值的1/2,就是等于電阻元件兩端電壓有效值與通過(guò)電阻元件中電流有效值的乘積。
2、無(wú)功功率:為了反映以下事實(shí)并加以表示,將電感或電容元件與交流電源往復(fù)交換的功率稱之為無(wú)功功率。
簡(jiǎn)稱“無(wú)功”,用“
2、Q”表示。單位是乏(Var)或千乏(KVar)。
在交流電路中,凡是具有電感性或電容性的元件,在通電后便會(huì)建立起電感線圈的磁場(chǎng)或電容器極板間的電場(chǎng)。因此,在交流電每個(gè)周期內(nèi)的上半部分(瞬時(shí)功率為正值)時(shí)間內(nèi),它們將會(huì)從電源吸收能量用建立磁場(chǎng)或電場(chǎng);而下半部分(瞬時(shí)功率為負(fù)值)的時(shí)間內(nèi),其建立的磁場(chǎng)或電場(chǎng)能量又返回電源。因此,在整個(gè)周期內(nèi)這種功率的平均值等于零。就是說(shuō),電源的能量與磁場(chǎng)能量或電場(chǎng)能量在進(jìn)行著可逆的能量轉(zhuǎn)換,而并不消耗功率。
無(wú)功功率是交流電路中由于電抗性元件(指純電感或純電容)的存在,而進(jìn)行可逆性轉(zhuǎn)換的那部分電功率,它表達(dá)了交流電源能量與磁場(chǎng)或電場(chǎng)能量交換的最大速率。
實(shí)際
3、工作中,凡是有線圈和鐵芯的感性負(fù)載,它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)建立磁場(chǎng)所消耗的功率即為無(wú)功功率。如果沒(méi)有無(wú)功功率,電動(dòng)機(jī)和變壓器就不能建立工作磁場(chǎng)。
3、視在功率:交流電源所能提供的總功率,稱之為視在功率或表現(xiàn)功率,在數(shù)值上是交流電路中電壓與電流的乘積。
視在功率用S表示。單位為伏安(VA)或千伏安(KVA)。
它通常用來(lái)表示交流電源設(shè)備(如變壓器)的容量大小。
視在功率即不等于有功功率,又不等于無(wú)功功率,但它既包括有功功率,又包括無(wú)功功率。能否使視在功率100KVA的變壓器輸出100KW的有功功率,主要取決于負(fù)載的功率因數(shù)。
4、功率三角形
視在功率(S)、有功功率(P)及無(wú)功功率(Q)之間的
4、關(guān)系,可以用功率三角形來(lái)表示,如下圖所示。它是一個(gè)直角三角形,兩直角邊分別為Q與P,斜邊為S。S與P之間的夾角Ф為功率因數(shù)角,它反映了該交流電路中電壓與電流之間的相位差(角)。
電壓與電流之間的相位差(Φ)的余弦叫做功率因數(shù),用符號(hào)cosΦ表示,在數(shù)值上,功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值,即cosΦ=P/S
三相負(fù)荷中,任何時(shí)候這三種功率總是同時(shí)存在:功率因數(shù)cosΦ=P/S:sinΦ=Q/S
(1)當(dāng)三相負(fù)載平衡時(shí):對(duì)于三相對(duì)稱負(fù)載來(lái)說(shuō),不論是Y形接法還是△形接法,其功率的計(jì)算均可按下式進(jìn)行:
(2)當(dāng)三相負(fù)載不平衡時(shí):分別計(jì)算各相功率,再求和,
P=P1
5、+P2+P3=U1*I1*cosφ1+U2*I2*cosφ2+U3*I3*cosφ3
(3)如果三相電路的負(fù)載不對(duì)稱,則上述公式不能使用,這時(shí)必須用三個(gè)單相電路功率相加的方法計(jì)算三相總功率。
“功率三角形”是表示視在功率S、有功功率P和無(wú)功功率Q三者在數(shù)值上的關(guān)系,其中φ是u(t)與i(t)的相位差,也稱功率因數(shù)角。
由功率三角形可得:P=Scosφ,Q=Ssinφ=Ptgφ
對(duì)于三相電路:P=√3 UIcosφ,Q=√3 UIsinφ, S=√3 UI=√(P2+Q2)
KW是指有功功率,KVA是指視在功率或容量,
對(duì)于用電器來(lái)說(shuō),VA*功率系數(shù)=W
在電阻類
6、器件上,VA=W它的功率系數(shù)是1
在電動(dòng)機(jī)上,功率系數(shù)是0.7-0.9不到1
在發(fā)電機(jī)上,W指的應(yīng)該是主動(dòng)機(jī)的功率,比如說(shuō)汽油機(jī)或柴油機(jī)的輸出功率,VA應(yīng)該指的它的帶負(fù)載能力。(帶負(fù)載能力就是代表器件的輸出電流的大小。)
KW:有功功率(P)單位
KVA:視在功率(S)單位
VAR: 無(wú)功功率Q
S=(P平方+Q平方)的開(kāi)方
P=S*cos(φ)
φ是功率因數(shù)
S=UI=I*I*│Z│,Z為復(fù)數(shù)阻抗
有功功率(單位KW)與視在功率(單位KVA)差一個(gè)cos(φ)
序號(hào)
負(fù)荷名稱
設(shè)備容量
設(shè)備工作臺(tái)數(shù)
計(jì)算系數(shù)(kx)
計(jì)算負(fù)荷
有功功率p(
7、kw)
無(wú)功功率Q(kvar)
功率因數(shù)(COSФ)
視在功率S(kvA)
計(jì)算電流I(IJS)
1
攪拌機(jī)
5.5
2
0.7
7.7
8.3
0.68
11.32
17.2
2
噴射機(jī)
5.5
4
0.8
17.6
13.2
0.8
22
33.43
3
注漿機(jī)
4
2
0.7
5.6
5.71
0.7
8
12.16
4
電葫蘆
8.3
4
0.3
9.96
19.77
0.45
22.13
33.63
5
電焊機(jī)
25.5
8
0.35
71.4
163.6
0.4
178.5
271.2
6
合 計(jì)
241.95
367.6