额定功率、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数和峰值因数

小夏 科技 更新 2024-02-21

三相异步电动机有功功率与额定功率的区别及连接:

额定功率是电机在额定点运行的机械功率输出。

额定功率=sqrt(3)*额定电压*额定电流*功率因数*效率。 这特指额定点。

视在功率 = sqrt(3) * 电压 * 电流。

有功功率=sqrt(3)*电压*电流*功率因数,这个有功功率是电机的电功率输入,它不同于视在功率是由交流电压和电流的交叉差引起的,或者是由电机中储能元件的电感引起的。

效率是一个完全不同的概念,由电机中定子和转子的铜损、铁损和机械损引起。 无功功率没有功率损耗,但储能元件中储存的能量以磁场的形式存在,不传递到机械功率输出,效率损失全部转化为热能,会引起电机温升。

电动机通过电磁感应定律的规定从电网吸收电能,并成为电动机的转子旋转,带动负载机械做功,使电能转化为机械能。

电机的能量输出是电机的额定功率。

电机运行时,线圈发热、轴承摩擦等许多损耗都是电机损耗。

将额定功率和所有损耗与电机从电网吸收的有功功率相加。

电动机将电能转化为机械能与磁场是分不开的,磁场的建立是通过电动机线圈的通电而形成的,那么磁场的形成也需要能量,这部分能量没有转化为机械能和热能, 相当于介质,这部分能量就是电机的无功功率。

有功功率 无功功率 视在功率,注:这是矢量加法。

效率额定功率 有功功率 100 始终小于 1

1.有功功率、无功功率、视在功率、功率因数和峰值因数的概念。

1.有功功率:可以转化为其他形式的能量(热能、光能、动能)。 它用 p 表示,单位是 w。 通常,有功功率相对于纯电阻负载。

2.无功功率:从能源传输到负载并能反映功率交换的功率是无功功率。 它用 q 表示,用 var 表示。 它是由于感性负载、容性负载以及电压和电流的失真而产生的。 这种功率会导致额外的电流损耗。

3.视在功率:有功功率和无功功率的几何总和(即平方和的均方根),用于表示电气设备的容量。 它以 s 表示,以 va 表示。

4.功率因数:正弦交流电压与电流之间的相位差称为功率因数角,因此表示为没有单位,这个功率因数角的余弦值称为功率因数。 它是由电路元件的参数和工作频率决定的,纯电阻电路的功率因数为1,纯电感电容电路的功率因数为0。 功率因数余弦 = p s。

5.波峰因数:如右图所示,蓝色正弦波为电压波形,红色为电流波形。 波峰因数是电流瞬时值的峰值与其 RMS 的比值。 它用于描述浪涌电流。 如果电源设备的峰值因数较高,则表明设备更耐冲击。

有功功率:在交流电路中。 电源在一个周期内发出的瞬时功率(或负载电阻消耗的功率)的平均量。 它被称为“有功功率”。 无功功率:在带有电感器或电容器的电路中。 在每个半周期中。 电源的能量以磁能(或电场)能的形式存储。 然后。 重新发布。 然后将存储的磁场(或电场)能量返回到电源。 只要做这种能量交换。 而且它并不真正消耗能量。 让我们将其换成功率值。 它被称为“无功功率”。 视在功率:在具有阻抗的交流电路中。 均方根电压和均方根电流的乘积。 这称为“视在功率”。 它不是实际完成工作的平均值。 它也不是能量交换的最大速率。 它只是设计和计算电机或电气设备中的电气设备的一种更简单的方法。

关系:视在功率的平方=有功功率的平方+无功功率的平方视在功率s=ui或s=p cos,变压器的容量也是s=ui。 变压器的额定容量等于额定视在功率。 或者两者是等价的。 如果额定容量为100kva那么额定视在功率也是1000kva

1、有功功率:维持电气设备正常运行所需的电功率,即直接将电能转化为其他形式的能量所需的电能。 在交流电中,有功功率表示为:p=uicos p表示有功功率单位:瓦特(w)千瓦(kw)兆瓦(mw)u表示电压,i表示电流,cos表示功率因数。

2.无功功率:用于电路内部电场和磁场的交换,用于建立维持磁场所需的电功率。 它不做外部功,而只转换电路内部的能量。 无功功率用 q 表示 单位: 缺 (var) 千缺 (kvar) 所有具有电磁线圈并需要建立和维持磁场的电气设备都必须具有无功功率。 例如,一盏 40 瓦的荧光灯需要 40 瓦的有功功率和 80 瓦的无功功率来建立和维持电磁声场。

3、视在功率:即电路上的总功率。 用S表示,单位:伏安(va)千伏安(kva),是电压和电流在交流电中的乘积:s=ui4,功率因数:cos是衡量电气设备效率的系数。 0 ≤ cosφ ≤1 。是有功功率与视在功率之比。 cos φ =p/s 。表示电压和电流之间的相位差(相位角)。 COS值的大小与电气设备上负载的性质有关。

1)纯电阻式电气设备,由于它直接消耗功率将电能转化为热能,因此没有相位差,=0 cos=1所以p=s电阻式电器只消耗有功功率。

2)感应电器(带电感线圈的电器)的相位差(相位角)0°90° 电容式电器(带电容的电器)-90°0°视在功率、有功功率、无功功率和功率因数的关系(如图1所示):s 2 =q 2 +p 2cos =p s 结论:如果功率因数提高, 线路上无功功率的输出减少,视在功率降低,节省电能,视在功率电流减小。

5、无功补偿原理:无功功率过大的危害

1)降低发电设备有功功率的输出。

2)降低电线设备的供电能力。

3)造成线路上电压损耗和功率损耗的增加。

4)造成电气设备在低功率下运行效率低下,电压下降甚至无法正常工作。采用人工方法设置无功补偿装置,保证用电设备所需的无功功率,减少线路上提供的无功功率。 无功补偿是将具有容性功率的器件和感性功率负载并联在同一条线路上。

6、无功补偿方法:

1)集中补偿:通过集中容性电力负载装置对所有电气设备进行补偿的方法。

2)局部补偿:对于单个电气设备,我们的节电器是利用无功补偿原理,对单个或局部电气设备进行现场补偿,提高电气设备的功率因数,减少线路提供的无功功率,从而减少无功功率引起的视在功率电流造成的有功功率损耗, 并达到节约用电的目的。

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