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无功功率

  • 浏览次数:79833次
  • 颁布功夫:2013/11/12 14:25:47
  • 作者:AnyWay中国

  正弦电流电路中的有功功率无功功率、和视在功率三者之间是一个直角三角形的关系,,,,,能够通过“复功率”来暗示 。。。。。。。 。若用视在功率S暗示复功率,,,,,则有功功率P为复功率的实部,,,,,而无功功率Q为复功率的虚部 。。。。。。。 。在非正弦电路中,,,,,无功功率的界说产生了扭转,,,,,为了与正弦电路的界说相统一,,,,,补充了位移无功功率和畸变无功功率的概想,,,,,两者的方和根称为广义无功功率 。。。。。。。 。

无功功率的界说

  在拥有电感和电容等储能元件的电路中,,,,,储能元件在半周期的功夫里把电源能量造成磁 。。。。。。。 。ɑ虻绯 。。。。。。。 。┑哪芰恐嫫鹄,,,,,在另半周期的功夫里对已存的磁 。。。。。。。 。ɑ虻绯 。。。。。。。 。┠芰糠祷馗缭,,,,,由于这部门能量只是在储能元件与电源之间进行能量互换,,,,,并没有真正被亏损,,,,,我们把单元功夫内互换能量的振幅值称为无功功率 。。。。。。。 。

  无功功率用符号Q暗示 。。。。。。。 。

  在《GB/T 2900.1-2008 电工术语 根基术语》中,,,,,对无功功率(reactive power)界说如下:

  对于正弦状态下线性二端元件或二端电路,,,,,其量值蹬宗视在功率S和(端子间电压对电流的)相位移角φ的正弦之乘积的量 。。。。。。。 。

无功功率的单元

  在国际单元造(SI)中,,,,,无功功率的单元为伏安(VA) 。。。。。。。 。在IEC60027-1中给出了无功功率的专用单元名称“乏”和符号Var 。。。。。。。 。

  无功功率的常用单元还有毫乏(mvar)、千乏(kvar)、兆乏(Mvar)等 。。。。。。。 。

正弦稳态电路中的无功功率

  如果互换电周期为T,,,,,电压、电流的瞬时价表白式别离为u(t)、i(t),,,,,正弦电路中,,,,,电压、电流及瞬时功率的表白式为:

正弦稳态电路的瞬时功率表白式

正弦稳态电路的瞬时功率表白式

  式中:U、I为电压、电流的有效值,,,,,ω为角速度,,,,,φu为电压的初始相位,,,,,φu为电流的初始相位,,,,,φ为电压与电流的相位差,,,,,即:电流滞后于电压的相位移 。。。。。。。 。

  因而,,,,,正弦稳态电路中,,,,,如下图,,,,,只有φ≠0°,,,,,瞬时功率就会出现负数,,,,,批注该电路既会亏损功率,,,,,也能发出功率 。。。。。。。 。

正弦稳态电路中的瞬时功率波形图

正弦稳态电路中的瞬时功率波形图

  式中前半部门为常数; ;;;;;后半部门在-2UI和2UI之间变动,,,,,且在一个周期内的均匀值为零 。。。。。。。 。

  瞬时功率p(t)在一个周期内的均匀值为2UIcosφ 。。。。。。。 。我们称P=2UIcosφ为有功功率 。。。。。。。 。

  正弦稳态中,,,,,储能元件电感或电容的均匀功率蹬宗零,,,,,不亏损能量,,,,,但和电源之间存在能量的互换作用,,,,,即在前半个周期吸收电源的功率并贮存起来,,,,,后半个周期又将其全数开释,,,,,这种能量互换的幅杜酌另表一种功率——无功功率来描述 。。。。。。。 。

  若将电压相量与电流相量的共轭复数的乘积用复功率暗示,,,,,其表白式为:

有功功率、无功功率、视在功率及复功率

有功功率、无功功率、视在功率及复功率

  复功率的实部为有功功率,,,,,虚部为无功功率,,,,,复功率的模为视在功率,,,,,这样,,,,,有功功率、无功功率、和视在功率三者之间是一个直角三角形的关系 。。。。。。。 。

有功功率和无功功率及视在功率组成的复功率三角形

有功功率和无功功率及视在功率组成的复功率三角形

非正弦电路中的无功功率

  在非正弦电路中,,,,,有功功率和视在功率的界说不变,,,,,然而,,,,,此时,,,,,电压、电流相位差已经没有明确的物理意思,,,,,此时,,,,,Q依照下述公式界说:

  位移无功功率推算公式

  式中,,,,,Un、In为n次谐波的有效值,,,,,当n=1时,,,,,U1、I1称为基波有效值 。。。。。。。 。

  然而,,,,,此时,,,,,

  非正弦电路中有功功率、无功功率及视在功率之间不存在直角三角型关系

  为此,,,,,引入畸变无功功率D,,,,,使下式成立:

  非正弦电路中的有功功率和无功功率

  Q是一样频率的电压分量与电流分量相位移分歧产生的无功,,,,,称为位移无功功率 。。。。。。。 。而畸变无功功率则是分歧频率电压及电流分量之间产生的无功,,,,,畸变无功功率推算式如下:

  畸变无功功率推算公式

  某些文件中也将Q称为无功功率,,,,,而将Q和D的方和根称为广义无功功率 。。。。。。。 。

无功功率的正负

  如下图所示,,,,,凭据电压与电流的相位差,,,,,在0~360°四个象限内,,,,,无功功率和无功功率的正负号分歧,,,,,寓意也分歧 。。。。。。。 。

四象限无功功率示意图

四象限无功功率示意图

  第一象限为感性负载,,,,,输入无功功率为正,,,,,输入有功功率为正,,,,,可用L+暗示; ;;;;;

  第二象限为容性电源,,,,,输入无功功率为正,,,,,输入有功功率为负,,,,,可用C+暗示; ;;;;;

  第三象限为感性电源,,,,,输入无功功率为负,,,,,输入有功功率为负,,,,,可用L-暗示; ;;;;;

  第四象限为容性负载,,,,,输入无功功率为负,,,,,输入有功功率为正,,,,,可用C-暗示 。。。。。。。 。

无功功率的丈量

  依照变频电量的界说,,,,,非正弦电量属于变频电量,,,,,全面、正确的丈量变频电量的各类特点值,,,,,应选取变频功率传感器(或独立的电压、电流传感器)及变频功率分析仪 。。。。。。。 。

  由于无功功率的界说存在肯定的吩扃,,,,,AnyWay的WP4000变频功率分析仪等仪器在丈量非正弦电量时,,,,,仪表自身只显示有功功率,,,,,无功功率可则通过上位机扩大软件推算显示,,,,,用户可凭据分歧的界说式选择必要的无功功率 。。。。。。。 。

可丈量位移无功功率、畸变无功功率的WP4000变频功率分析仪

可丈量位移无功功率、畸变无功功率的WP4000变频功率分析仪

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