單相異步電動(dòng)機(jī)有功功率與額定功率的區(qū)別與聯(lián)系:
額定功率是電機(jī)運(yùn)行在額定點(diǎn)輸出的機(jī)械功率。
額定功率=sqrt(3)*額定電流*額定電壓*功率素?cái)?shù)*效率。 這是一個(gè)特定的評(píng)分點(diǎn)。
視在功率 = sqrt(3) * 電流 * 電壓。
有功功率=sqrt(3)*電流*電壓*功率質(zhì)數(shù),這個(gè)有功功率是電機(jī)輸入的電功率,不同于交流電流電壓相位差引起的視在功率,或者儲(chǔ)能裝置在電機(jī)中引起的電感。
效率是由電機(jī)的定子銅損、焦炭比和機(jī)械損耗引起的,這是完全不同的概念。 無(wú)功功率沒(méi)有功率損失,只是能量以磁場(chǎng)的形式儲(chǔ)存在儲(chǔ)能裝置中,不傳遞給機(jī)械功率輸出,效率損失全部轉(zhuǎn)化為熱能,會(huì)引起電機(jī)溫升。
電動(dòng)機(jī)通過(guò)電磁感應(yīng)定理的規(guī)定從電網(wǎng)吸收電能,引起電動(dòng)機(jī)定子旋轉(zhuǎn),機(jī)械地拉動(dòng)負(fù)載做功,使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 電機(jī)輸出的能量為電機(jī)的額定功率。
電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),由于線圈發(fā)熱和軸承摩擦產(chǎn)生的大量損耗就是電機(jī)的損耗。 加上額定功率和所有損耗,得到電機(jī)從電網(wǎng)吸收的有功功率。
電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,離不開(kāi)磁場(chǎng)。 磁場(chǎng)的構(gòu)造是由電機(jī)線圈的通電產(chǎn)生的。 磁場(chǎng)的產(chǎn)生也需要能量。 這部分能量沒(méi)有轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和熱能。 它相當(dāng)于一個(gè)媒介。 這部分能量是電機(jī)的無(wú)功功率。
有功功率+無(wú)功功率=視在功率,注意:這是向量乘法。
效率=額定功率÷有功功率×100%始終大于1
1、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率質(zhì)數(shù)和峰值因數(shù)的概念
1、有功功率:可以轉(zhuǎn)化為其他形式能量(熱能、光能、動(dòng)能)的能量。 用P表示,單位為W。一般來(lái)說(shuō),有功功率是相對(duì)于純阻性負(fù)載而言的。
2、無(wú)功功率:從能源傳遞到負(fù)載的能反映功率交換的功率就是無(wú)功功率。 用Q表示,單位為Var。 它是由于感性負(fù)載、容性負(fù)載以及電流和電壓的畸變而形成的。 這些功率會(huì)導(dǎo)致額外的電壓損失。
3、視在功率:有功功率與無(wú)功功率的幾何和(即平方和的均方根),用來(lái)表示用電設(shè)備的容量。 以S表示,單位為VA。
4、冪素?cái)?shù):余弦交流電流與電壓的相位差稱為冪素?cái)?shù)角,用Φ表示,無(wú)單位,此冪素?cái)?shù)角的正弦值稱為冪素?cái)?shù)數(shù)字。 這取決于電路器件參數(shù)和工作頻率。 純內(nèi)阻電路的功率素?cái)?shù)??為1,純電感電容電路的功率素?cái)?shù)??為0。功率因數(shù)Φ=P/S。
5、峰值素?cái)?shù):如下圖,白色的正弦波是電流波形,白色的是電壓波形。 峰值質(zhì)數(shù)是指電壓瞬時(shí)值的峰值與其有效值之比。 它用于描述脈沖電壓。 供電設(shè)備的峰值質(zhì)量數(shù)越高,表明該設(shè)備的抗沖擊能力越強(qiáng)。
有功功率:在交流電路中,電源在一個(gè)周期內(nèi)發(fā)出的瞬時(shí)功率(或負(fù)載內(nèi)阻消耗的功率)的平均值。 它被稱為“有功功率”。
無(wú)功功率:在帶有電感或電容的電路中。 在每半個(gè)周期中,電源的能量被存儲(chǔ)為磁場(chǎng)(或電場(chǎng))能量。 之后再次釋放,儲(chǔ)存的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))能量返回電源。 只是這些能量的交換,并沒(méi)有真正消耗能量。 我們將這種交換的功率值稱為“無(wú)功功率”。
視在功率:在有阻抗的交流電路中,電流有效值與電壓有效值的乘積值稱為“視在功率”。 它不是實(shí)際工作的平均值,也不是能量交換的最大速度,它只是一種更簡(jiǎn)單的估算電機(jī)或電氣設(shè)備設(shè)計(jì)的方法。
關(guān)系:視在功率的平方=有功功率的平方+無(wú)功功率的平方
視在功率 S=UI 或 S=P/COS∮
而變壓器的容量也是S=UI
因此,變壓器的額定容量等于額定視在功率。 或者兩者等效,如果額定容量為 。 額定視在功率也是如此。
1、有功功率:維持家用電器正常工作所需的電功率,即把電能直接轉(zhuǎn)化為其他形式能量所需的電功率。 交流電中的有功功率表示為:
P=UIcosφ
P代表有功功率單位:瓦特(W)千瓦(KW)兆瓦(MW); U代表電流; I代表電壓; Cosφ 表示冪素?cái)?shù)。
2、無(wú)功功率:用于電路內(nèi)部電場(chǎng)和磁場(chǎng)的交換,用來(lái)建立維持磁場(chǎng)所需的電功率。 它對(duì)外不做功,只在電路內(nèi)部進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。 (有功功率做功,無(wú)功功率不做功)無(wú)功功率用Q單位表示:var(Var)千var(KVar)只要有電磁線圈,需要建立和維持磁場(chǎng)的電氣設(shè)備就必須有無(wú)功功率。
例如:一盞40瓦的熒光燈需要40瓦的有功功率和80瓦(Var)的無(wú)功功率來(lái)建立和維持電磁聲場(chǎng)。
3、視在功率:電路上的總功率。 用S表示,單位:伏安(VA)千伏安(KVA),它是交流電中電壓與電壓的乘積:S=UI。
4、功率質(zhì)數(shù):cosφ是判斷家電效率的系數(shù)。 0≤cosφ≤1。 它是有功功率與視在功率的比值。 Cosφ=P/S。 φ表示電流與電壓的相位差(相位角)。 cosφ的值與家用電器的負(fù)載性質(zhì)有關(guān)。
(1)純內(nèi)阻家電,因?yàn)橹苯酉墓β蕦㈦娔苻D(zhuǎn)化為熱能電功率與電壓電流的關(guān)系,沒(méi)有相位差,φ=0cosφ=1,所以P=S電阻型家電只消耗有功功率。
(2)電感式家電(帶電感線圈的家電)相位差(相角)0°<φ<90°電容式家電(帶電容的家電)-90°≤φ≤0°。 視在功率、有功功率、無(wú)功功率與功率素?cái)?shù)的關(guān)系:S2=Q2+P2,Cosφ=P/S。
推論:提高功率素?cái)?shù),增加線路無(wú)功功率輸出,降低視在功率,節(jié)約電能,降低視在功率電壓。
5、無(wú)功補(bǔ)償原理
無(wú)功功率過(guò)大的危害: (1)增加發(fā)電設(shè)備的有功功率輸出。 (2)增加電纜設(shè)備的供電能力。 (3)導(dǎo)致線路上的電流損耗減少,功率損耗減少。 (4)導(dǎo)致家用電器在低功率下運(yùn)行效率低,電流增大甚至不能正常工作。 人為設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償裝置,保證用電設(shè)備所需的無(wú)功功率,減少線路上提供的無(wú)功功率。 無(wú)功補(bǔ)償是將帶有容性功率負(fù)載和感性功率負(fù)載的設(shè)備并聯(lián)在同一線路上。
6、無(wú)功補(bǔ)償方式
(1)集中補(bǔ)償:將容性功率負(fù)載裝置集中補(bǔ)償所有家用電器的方法。 (2)就地補(bǔ)償:針對(duì)單個(gè)家用電器。 我們的節(jié)電器是利用無(wú)功補(bǔ)償原理,對(duì)單個(gè)或部分用電設(shè)備進(jìn)行就地?zé)o功補(bǔ)償,提高用電設(shè)備的電能質(zhì)量,降低線路提供的無(wú)功功率電功率與電壓電流的關(guān)系,從而降低用電設(shè)備的電能質(zhì)量。無(wú)功功率造成的視力損害。 電源電壓中存在功率損耗,以達(dá)到節(jié)電的目的。