什么是功率因数及无功功率的作用
在交流电路中,电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号cosΦ表示。
这里用另一个定义,即有功功率和视在功率的比。
cosθ=P/S
功率因数
P有功功率是只将电能转化为其他形式能量的电功率,如机械能和热能。单位是W、KW。
S是视在功率,S=UI 单位VA或KVA,即变压器的容量。
视在功率,按用途分为有功功率和无功功率。无功功率并不是浪费的,只不过没有转化其他能量。 那为什么还要说它是有用的呢?
这里举个例子,你要开车去上班,汽车发动机通过烧油得来的能量,把你从家带到班上,这是有功功率。无功功率用于汽车和人之间的能量传递,让汽车把你带动起来。汽车外壳就是线圈,是消耗能量的部分,无功功率不是用于汽车外壳的移动,汽车外壳的移动消耗的是有功功率。
然后在看无功功率的定义,你会明白了。
为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率。
无功功率就是为了让电机建立磁场,只有建立了磁场电机才能工作。同样为了让变压器高低压绕组之间产生磁通,有了磁通电流才能从两个完全不相连的绕组间流过。
提高功率因数对我们有什么好处
首先说供电局的好处,电力系统发电是以VA、KVA为单位,也就是总功率。但是收费的电表单位是KWh,也就是有功功率。所以功率因数越高,有功功率就越多,收益自然就提高了。
对我们有什么好处呢,功率因数越低,负载端的电压也就越低,你家的灯就不亮,电饭煲做饭就慢。你家电器从电网吸收到的有功功率降低,所消耗的时间自然会增加。因为你要达到目的,比如想把饭煮熟,需要的能量是固定的。
还用汽车来比喻的话,汽车发动机固定,车身自重越大,跑的越慢,为了把你送到公司,所用的时间也就越长。这跟电不同的地方在于,电费你买的是有功功率,而不是KVA。而汽车所用的所有汽油(视在功率)都是你来付钱,但是时间对你来说也是一种财富。
为什么同步电动机能提高功率因数
同步电动机的有功功率取决于所带负载的大小,无功功率取决于转子的励磁电流大小。转子处于过励状态时,会向电网输送无功功率,供给附近需要消耗无功功率的设备。这些设备从电网吸收的无功功率减少,功率因数提高。