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功率因數

發布時間:2013/10/30 20:54:22 訪問次數:1019

    回憶一下,功率因數等于口的余弦(PF—cos0)。當信號源電壓與總電流之間的相角增加時,功率因數降低,表示有更多的無功電流。較小的功率因數表示有較少的有效功率和較多的無功功率。OM8370PS/N3/2/1565感性負載的功率因數稱為滯后功率因數,因為電流滯后于信號源電壓。
    正如在第10章學過的,功率因數(PF)在確定有多少有效功率傳輸到一個負載方面是非常重要的。功率兇數最高為1,它表示流到負載的總電流與電壓(電阻)同相。當功率因數為O時,表示流過負載的總電流與電壓(電感性)存在90。的相位差。
    通常,我們希望功率因數盡可能接近于1,因為那樣從信號源傳輸到負載的大部分功率就都是有用的或者是有效功率。有效功率只沿一個方向(從信號源到負載)在負載上做功,也就是能量消耗。無功功率簡單地在負載與信號源之間往復,不做凈功。為了做功必須要消耗能量。
    許多實際負載都由于其特殊功能而具有電感,這是它們正確工作所不可缺少的。這樣的例子有變壓器、電動機和揚聲器,這不過是舉了幾個例子。所以,感性(容性)負載是重要的考慮因素。
    為了了解功率兇數對系統要求的影響,請參考圖12.36。該圖給出了一個典型的由電感和電阻有效地并聯而構成的感性負載的表示方法。圖12.36(a)中給出了一個具有比較低的功率因數(0.75)的負載,圖12.36(b)中給出了一個具有比較大的功率因數(0.95)的負載。如功率計所指示,兩個負載消耗的功率是相同的。因此兩個負載做功的大小相同。

          
    盡管兩個負載在做功(有效功率)方面是等效的,但是圖12.36(a)中的低功率因數負載比圖12.36(b)中的高功率負載從倍號源吸收更多的電流,如電流表所示。因此,圖12.36(a)中的信號源必須比圖12.36(b)中的信號源具有更高的V-A額定值。還有,圖12.36(a)中連接信號源到負載的導線必須要比圖(b)的導線具有更大的線規號,在要求有非常長的傳輸線時,如在配電系統中,這個條件就變得很重要。
    圖12.36已經表明,在更有效地為負載提供功率方面,較高的功率因數占有優勢。另外,因為電力公司按視在功率收費,高功率因數還可以花更少的錢。
    圖12. 36  功率因數對系統要求(如電源額定(V.A)值和導線尺寸)方面的影響
    通過增加一個并聯電容,可以提高感性負載的功率兇數,如圖12.37所示。電容通過產生一個與感性分量存在180。的相位差的容性電流分量,對總電流的相位滯后進行補償。該做法具有一個抵消作用并減小了相角,這樣就增加了功率因數和總電流,如圖所示。

                   

    回憶一下,功率因數等于口的余弦(PF—cos0)。當信號源電壓與總電流之間的相角增加時,功率因數降低,表示有更多的無功電流。較小的功率因數表示有較少的有效功率和較多的無功功率。OM8370PS/N3/2/1565感性負載的功率因數稱為滯后功率因數,因為電流滯后于信號源電壓。
    正如在第10章學過的,功率因數(PF)在確定有多少有效功率傳輸到一個負載方面是非常重要的。功率兇數最高為1,它表示流到負載的總電流與電壓(電阻)同相。當功率因數為O時,表示流過負載的總電流與電壓(電感性)存在90。的相位差。
    通常,我們希望功率因數盡可能接近于1,因為那樣從信號源傳輸到負載的大部分功率就都是有用的或者是有效功率。有效功率只沿一個方向(從信號源到負載)在負載上做功,也就是能量消耗。無功功率簡單地在負載與信號源之間往復,不做凈功。為了做功必須要消耗能量。
    許多實際負載都由于其特殊功能而具有電感,這是它們正確工作所不可缺少的。這樣的例子有變壓器、電動機和揚聲器,這不過是舉了幾個例子。所以,感性(容性)負載是重要的考慮因素。
    為了了解功率兇數對系統要求的影響,請參考圖12.36。該圖給出了一個典型的由電感和電阻有效地并聯而構成的感性負載的表示方法。圖12.36(a)中給出了一個具有比較低的功率因數(0.75)的負載,圖12.36(b)中給出了一個具有比較大的功率因數(0.95)的負載。如功率計所指示,兩個負載消耗的功率是相同的。因此兩個負載做功的大小相同。

          
    盡管兩個負載在做功(有效功率)方面是等效的,但是圖12.36(a)中的低功率因數負載比圖12.36(b)中的高功率負載從倍號源吸收更多的電流,如電流表所示。因此,圖12.36(a)中的信號源必須比圖12.36(b)中的信號源具有更高的V-A額定值。還有,圖12.36(a)中連接信號源到負載的導線必須要比圖(b)的導線具有更大的線規號,在要求有非常長的傳輸線時,如在配電系統中,這個條件就變得很重要。
    圖12.36已經表明,在更有效地為負載提供功率方面,較高的功率因數占有優勢。另外,因為電力公司按視在功率收費,高功率因數還可以花更少的錢。
    圖12. 36  功率因數對系統要求(如電源額定(V.A)值和導線尺寸)方面的影響
    通過增加一個并聯電容,可以提高感性負載的功率兇數,如圖12.37所示。電容通過產生一個與感性分量存在180。的相位差的容性電流分量,對總電流的相位滯后進行補償。該做法具有一個抵消作用并減小了相角,這樣就增加了功率因數和總電流,如圖所示。

                   

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