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廣義無功功率

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  • 發(fā)布時間:2013/11/12 14:32:29
  • 作者:AnyWay中國

  正弦電流電路中的有功功率、無功功率、和視在功率三者之間是一個直角三角形的關(guān)系,可以通過“復功率”來表示。若用視在功率S表示復功率,則有功功率P為復功率的實部,而無功功率Q為復功率的虛部。在非正弦電路中,無功功率的定義發(fā)生了改變,為了與正弦電路的定義相統(tǒng)一,補充了位移無功功率和畸變無功功率的概念,兩者的方和根稱為廣義無功功率。

一、廣義無功功率的定義

  在具有電感和電容等儲能元件的電路中,儲能元件在半周期的時間里把電源能量變成磁場(或電場)的能量存起來,在另半周期的時間里對已存的磁場(或電場)能量返回給電源,由于這部分能量只是在儲能元件與電源之間進行能量交換,并沒有真正被消耗,我們把單位時間內(nèi)交換能量的振幅值稱為無功功率

  在正弦電路中,無功功率由電壓和電流的相差差引起,在非正弦電路中,將基波和諧波電壓、電流相位差引起的無功功率定義為位移無功功率,將由不同頻率成分電壓和電流引起的無功功率定義為畸變無功功率,而將兩者的方和根稱為廣義無功功率。

二、相關(guān)基礎(chǔ)知識

  視在功率定義為電壓有效值與電流有效值的乘積,用S表示,基本單位為VA,即S=UI。視在功率也稱表觀功率。

  由于正弦電流電路中的有功功率、無功功率、和視在功率三者之間是一個直角三角形的關(guān)系,可以通過“復功率”來表示。若用視在功率S表示復功率,則有功功率P為復功率的實部,而無功功率Q為復功率的虛部。對于感性負載,Q為正值,對于容性負載,Q為負值。

  有功功率和無功功率及視在功率構(gòu)成的復功率三角形

  即:下述公式成立。

  正弦穩(wěn)態(tài)電路的有功功率、無功功率及視在功率滿足三角形關(guān)系

  在非正弦電路中,有功功率和視在功率的定義不變,然而,此時,電壓、電流相位差已經(jīng)沒有明確的物理意義,此時,Q按照下述公式定義:

  位移無功功率計算公式

  然而,此時,

  非正弦電路中有功功率、無功功率及視在功率之間不存在直角三角型關(guān)系

  為此,引入畸變無功功率D,使下式成立:

  非正弦電路中的畸變無功功率和位移無功功率

  將Q和D的方和根稱為廣義無功功率。

三、廣義無功功率的測量

  按照變頻電量的定義,非正弦電量屬于變頻電量,全面、準確的測量變頻電量的各種特征值,應(yīng)采用變頻功率傳感器(或獨立的電壓、電流傳感器)及變頻功率分析儀。

  由于無功功率的定義存在一定的分歧,AnyWay的WP4000變頻功率分析儀等儀器在測量非正弦電量時,儀表本身只顯示有功功率,無功功率可則通過上位機擴展軟件計算顯示,用戶可根據(jù)不同的定義式選擇需要的無功功率。

可測量廣義無功功率的WP4000變頻功率分析儀

可測量廣義無功功率的WP4000變頻功率分析儀

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