什么是功率因数? 因数是什么(2)
2023-03-16 来源:你乐谷
功率因数的定义是:
在电阻负载上的有功功率就是视在功率,即二者相等,所以功率因数F=1。而在纯电容和纯电感负载上的电流和电压相位差90,所以所以功率因数F=cosq = cos90=0,即在纯电容和纯电感负载上的有功功率为零。
从这里可以看出一个问题,同样是一个电源,对于不同性质的负载其输出的功率的大小和性质也不同,因此可以说负载的性质决定着电源的输出。换言之,电源的输出不取决于电源的本身,就像一座水塔的供水水流取决于水龙头的开启程度。
从上面的讨论可以看出,功率因数是表征负载性质和大小的一个参数。而且一般说一个负载只有一种性质,就像一个人只有一个身份证号码一样。这种性质的确定是从负载的输入端看进去,称为负载的输入功率因数。一个负载电路完成了,它的输入功率因数也就定了。
比如UPS作为前面市电或发电机的负载而言,比如六脉冲整流输入的UPS,其输入功率因数就是0.8,不论前面是市电电网还是发电机,比如要求输入100kVA的视在功率,都需要向前面的电源索取80kW的有功功率和60kvar的无功功率。如果UPS的输入功率因数是0.6,就需要向前面的电源索取60kW的有功功率和80kvar的无功功率。像这样的输出分配,前面电源是“无权”决定的。
2.负载功率因数是什么,有什么区别
那么负载功率因数为0.8的100kVA UPS在带线性负载时,为什么给不出80kW呢?一般这种情况下的工频机UPS设计是根据额定的有功功率选择逆变器,而无功功率部分由逆变器后面的电容器C来承担。在图中的逆变器功率选择就是根据负载功率因数设定的。这里是以负载功率因数为0.8的100kVA UPS为例的数字。逆变器是根据80kW选择的功率管,电容器C的容量是根据输出的无功功率60kvar选定的 当然还需另外加上滤波时所需的容量。
交流电路中,负载的功率因数主要取决于负载性质。 当负载是纯电阻性质时,负载电流和负载电压是同方向的,功率因数为1; 当负载是感性 电动机,空载变压器等电流滞后电压一个角度,而容性负载 电容器,空载线路、电缆电流则领先电压一个角度。
很多不懂的人仍认为功率因数是百分数,常听到有人问:你的UPS的输入功率因数是百分值多少?这从上面的计算就可清楚地看到,有功功率和无功功率是正交关系。从向量图也可看到视在功率、有功功率和无功功率三者之间的关系是直角三角形勾股弦的关系。
所以有功功率和无功功率是不能直接加减的。比如上面的例子,如果将80kW看做80%,那么60kvar就是60%,这样一来有功功率和无功功率加在一起就是140%,显然是不对的。这个最基本的基本概念如果搞不清楚,其他概念就很难去理解了!
三相负荷中,任何时候有功功率,无功功率,实在功率这三种功率总是同时存在:
附功率因数相关计算公式:
视在功率S=1.732UI
有功功率P=1.732UIcos
无功功率Q=1.732UIsin
功率因数cos=P/S
sin=Q/S
在电阻负载上的有功功率就是视在功率,即二者相等,所以功率因数F=1。而在纯电容和纯电感负载上的电流和电压相位差90,所以所以功率因数F=cosq = cos90=0,即在纯电容和纯电感负载上的有功功率为零。
从这里可以看出一个问题,同样是一个电源,对于不同性质的负载其输出的功率的大小和性质也不同,因此可以说负载的性质决定着电源的输出。换言之,电源的输出不取决于电源的本身,就像一座水塔的供水水流取决于水龙头的开启程度。
从上面的讨论可以看出,功率因数是表征负载性质和大小的一个参数。而且一般说一个负载只有一种性质,就像一个人只有一个身份证号码一样。这种性质的确定是从负载的输入端看进去,称为负载的输入功率因数。一个负载电路完成了,它的输入功率因数也就定了。
比如UPS作为前面市电或发电机的负载而言,比如六脉冲整流输入的UPS,其输入功率因数就是0.8,不论前面是市电电网还是发电机,比如要求输入100kVA的视在功率,都需要向前面的电源索取80kW的有功功率和60kvar的无功功率。如果UPS的输入功率因数是0.6,就需要向前面的电源索取60kW的有功功率和80kvar的无功功率。像这样的输出分配,前面电源是“无权”决定的。
2.负载功率因数是什么,有什么区别
那么负载功率因数为0.8的100kVA UPS在带线性负载时,为什么给不出80kW呢?一般这种情况下的工频机UPS设计是根据额定的有功功率选择逆变器,而无功功率部分由逆变器后面的电容器C来承担。在图中的逆变器功率选择就是根据负载功率因数设定的。这里是以负载功率因数为0.8的100kVA UPS为例的数字。逆变器是根据80kW选择的功率管,电容器C的容量是根据输出的无功功率60kvar选定的 当然还需另外加上滤波时所需的容量。
交流电路中,负载的功率因数主要取决于负载性质。 当负载是纯电阻性质时,负载电流和负载电压是同方向的,功率因数为1; 当负载是感性 电动机,空载变压器等电流滞后电压一个角度,而容性负载 电容器,空载线路、电缆电流则领先电压一个角度。
很多不懂的人仍认为功率因数是百分数,常听到有人问:你的UPS的输入功率因数是百分值多少?这从上面的计算就可清楚地看到,有功功率和无功功率是正交关系。从向量图也可看到视在功率、有功功率和无功功率三者之间的关系是直角三角形勾股弦的关系。
所以有功功率和无功功率是不能直接加减的。比如上面的例子,如果将80kW看做80%,那么60kvar就是60%,这样一来有功功率和无功功率加在一起就是140%,显然是不对的。这个最基本的基本概念如果搞不清楚,其他概念就很难去理解了!
三相负荷中,任何时候有功功率,无功功率,实在功率这三种功率总是同时存在:
附功率因数相关计算公式:
视在功率S=1.732UI
有功功率P=1.732UIcos
无功功率Q=1.732UIsin
功率因数cos=P/S
sin=Q/S