2015-08-23 03:03:07

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电子物理学
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在交流电路中,有功功率是指一个周期内发出或负载消耗的瞬时功率积分的平均值(或负载电阻所消耗的功率),因此,也称平均功率

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基本信息

  • 中文名

    有功功率

  • 外文名

    Active

  • 别称

    平均功率

  • 单位

    瓦特

折叠 编辑本段 定义

记瞬时电压为u(t),瞬时电流为i(t),瞬时功率为p(t),则:

记有功功率为P,则:

对于交流电,T为交流电的周期,对于直流电,T可取任意值。

对于正弦交流电,经过积分运算可得:

上式中,U、I分别为正弦交流电的有效值,φ为电压与电流信号的相位差。

折叠 编辑本段 三相电

对于单相正弦交流电而言,其瞬时功率是变化的,因此,对于单相电机,其输出转矩有脉动。

对于三相电机,其三相电的瞬时功率之和却是恒定值,因此,对于三相电机,其输出转矩无脉动。

证明如下:

假设:

Ua=Um*sin(ωt+120°)

Ia=Im*sin(ωt+120°-θ)

那么,

Pa

=Ua*Ia

=Um*Im*sin(ωt+120°)*sin(ωt+120°-θ)

=1/2*Um*Im*[cosθ-cos(2ωt+240°-θ)]

同理:

Pb

=1/2*Um*Im*[cosθ-cos(2ωt-θ)]

Pc

=1/2*Um*Im*[cosθ-cos(2ωt-240°-θ)]

P=Pa+Pb+Pc

=3/2*Um*Im*cosθ-[cos(2ωt+240°-θ)+cos(2ωt-θ)+cos(2ωt-240°-θ)]

=3/2*Um*Im*cosθ-[cos(2ωt-120°-θ)+cos(2ωt-θ)+cos(2ωt+120°-θ)]

∵cos(2ωt-120°-θ)+cos(2ωt+120°-θ)

=2cos(2ωt-θ)*cos(-120°)=-cos(2ωt-θ)

∴P=3/2*Um*Im*cosθ

即:三相电机的输出瞬时功率为恒定值。

折叠 编辑本段 简述

有功功率是是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率,称为有功功率。以字母P表示,单位主要有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。

交流电的瞬时功率不是一个恒定值,瞬时功率在一个周期内的平均值叫做有功功率,因此,有功功率也称平均功率。

电力系统中,频率、电压是电网电能质量的二大指标。

频率变化原因:

负荷变动导致有功功率的不平衡。变化过程:负荷变化→发电机转速变化→频率变化→负荷的调节效应→新频率下达到平衡。

消除偏移:

原动机输入功率大小随负荷变动而改变。

折叠 编辑本段 测量

测量有功功率的仪表称为有功功率表,简称功率表,或功率计、瓦特计、瓦特表等。

功率计可分为:直流功率计、工频功率计和变频功率计。由于直流功率等于电压和电流的简单乘积,实际测量中,一般采用电压表和电流表替代。工频功率计是应用较普遍的功率计,常说的功率计一般都是指工频功率计。变频功率计是21世纪变频调速技术高速发展的产物。其测量对象为变频电量,变频电量是指用于传输功率的,并且满足下述条件之一的交流电量: 常见变频电量波形及频谱常见变频电量波形及频谱

1、信号频谱仅包含一种频率成分,而频率不局限于工频的交流电信号。

2、信号频谱包含两种或更多的被关注的频率成分的电信号。

变频电量包括电压、电流以及电压电流引出的有功功率、无功功率、视在功率有功电能、无功电能等。

除了变频器输出的PWM波,二极管整流的变频器输入的电流波形,直流斩波器输出的电压波形,变压器空载的输入电流波形等,均含有较大的谐波

由于变频电量的频率成分复杂,变频功率计的测量一般包括基波有功功率(简称基波功率)、谐波有功功率(简称谐波功率)、总有功功率等,相比工频功率计而言,其功能较多,技术较复杂,一般称为变频功率分析仪宽频功率分析仪,部分高精度功率分析仪也适用于变频电量测量。 变频功率分析仪及传感器变频功率分析仪及传感器

变频功率分析仪可以作为工频功率分析仪使用,除此之外,一般还需满足下述要求:

1、满足必要的带宽要求,并且采样频率应高于仪器带宽的两倍。

2、要求分析仪在较宽的频率范围之内,精度均能满足一定的要求。

3、具备傅里叶变换功能,可以分离信号的基波和谐波。

折叠 编辑本段 影响

有功功率占比过低,即无功功率占比过大,会导致线损增加、容量下降、设备使用率下降,从而导致电能浪费加大。

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