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1 酒泉無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備關(guān)于功率因數(shù)的概念 　　

1.1 酒泉無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備幾個(gè)基本定義 　　

（1） 酒泉無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備功率因數(shù)的定義 　　在交流電路中，把平均功率與視在功率之比，稱為功率因數(shù): 　　式中，U─電壓的有效值（V）; I─電流的有效值（A）。 　　

1.2酒泉無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備 同頻率正弦電流的功率因數(shù) 　　

（1） 酒泉無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備解析 　　實(shí)際上，DF＝cosφ就是同頻率正弦電流的功率因數(shù)。在電力電子技術(shù)未進(jìn)入實(shí)用階段之前，電氣設(shè)備中的電流*多數(shù)都是正弦波。所以，人們通常把電流與電壓相位差角的余弦cosφ就定義為功率因數(shù)。 　　

（2）  酒泉無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備物理意義 　當(dāng)電流與電壓不同相（假設(shè)電流滯后于電壓）時(shí)，在電流的方向與電壓相反的區(qū)間，瞬時(shí)功率為負(fù)功率。其物理意義是:在該時(shí)間段內(nèi)，是器件（電感或電容）中儲(chǔ)存的能量（磁場(chǎng)能或電場(chǎng)能）向電源反饋的過(guò)程。 　　因此，電流中的一部分被用于電源和器件間進(jìn)行能量交換，而并未真正作功，故平均功率被“打了折扣”。 　　

1.3 酒泉無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備高次諧波電流的功率因數(shù) 　　

（1） 酒泉無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備解析 　　在電工基礎(chǔ)里，非正弦電流可以通過(guò)傅里葉級(jí)數(shù)分解成許多高次諧波電流?；蛘哒f(shuō)，非正弦電流可以看成是許多高次諧波電流的合成。 　　對(duì)于分析非正弦電流的功率因數(shù)來(lái)說(shuō)，了解高次諧波電流的平均功率是至關(guān)重要的。今以5次諧波電流為例，分析如下: 　　式（6）表明，5次諧波電流的平均功率為0?？梢赃M(jìn)一步證明:所有高次諧波電流的平均功率都等于0?；蛘哒f(shuō)，高次諧波電流的功率都是無(wú)功功率。 　　

（2） 酒泉無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備物理意義 　　如圖2所示，5次諧波電流的瞬時(shí)功率中，一部分是正功率，另一部分是負(fù)功率。并且，正功率和負(fù)功率的總面積正好相等，故平均功率為0。 　　

1.4 酒泉無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備非正弦電流的功率因數(shù) 　　

（1） 基波電流與電壓同相位 　　在基波電流與電壓同相位的情況下，上述的位移因數(shù)可不必考慮。 　　非正弦電流的有效值由下式計(jì)算: 　　式中，I1、I5、I7分別是基波電流、5次諧波電流和7次諧波電流的有效值（三相對(duì)稱電路中不存在以3為倍數(shù)的高次諧波電流。 　　因?yàn)榉钦译娏鞯臒o(wú)功功率是由于電流波形發(fā)生畸變而形成的，故其功率因數(shù)用畸變因數(shù)來(lái)表述: 　　式中，Kd─畸變因數(shù)。 　　

（2） 基波電流與電壓不同相 　　當(dāng)基波電流的相位與電壓之間存在相位差時(shí)，有: 　　·各高次諧波電流的平均功率仍為0; 　　·基波電流與電壓之間因有相位差而產(chǎn)生的位移因數(shù)必須考慮。 　　所以，非正弦電流的功率因數(shù)的表達(dá)式為: 　　字串2 　　

2 酒泉無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備變頻器的功率因數(shù) 　　

2.1 酒泉無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備考察的對(duì)象 　　

（1） 功率因數(shù)偏低的影響 　　

a） 酒泉無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響 　　對(duì)于電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，功率因數(shù)低，將會(huì)降低電動(dòng)機(jī)的效率。如圖3所示，功率因數(shù)低，意味著電流與電壓之間的相位差較大，故在有功電流I1a相等的情況下，有: 　　可見(jiàn)，功率因數(shù)低的zui終結(jié)果，是電動(dòng)機(jī)的銅損增加，故效率降低。 　　電動(dòng)機(jī)效率的降低，雖然是用戶應(yīng)該考慮的問(wèn)題，但卻并不是供電系統(tǒng)考慮的主要問(wèn)題。 　　

b） 酒泉無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備對(duì)供電系統(tǒng)的影響 　　供電系統(tǒng)在為用戶提供電源時(shí)，要受到電流大小的制約。因?yàn)殡娏魈罅?，?huì)使導(dǎo)線發(fā)熱嚴(yán)重，損壞絕緣。 　　如果供電線路里無(wú)功電流太多了，則有功電流必減小，影響了供電能力。對(duì)于供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這是更為重要的問(wèn)題。所以，供電系統(tǒng)總是通過(guò)進(jìn)線處的無(wú)功電度表來(lái)考察用戶的功率因數(shù)的。 　　

（2） 酒泉無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備變頻器的功率因數(shù)問(wèn)題 　　

（3） a） 電動(dòng)機(jī)側(cè)的功率因數(shù) 　　對(duì)于交－直－交變頻器而言，電動(dòng)機(jī)側(cè)的無(wú)功電流將被直流電路的儲(chǔ)能器件（電容器）吸收，反映不到變頻器的輸入電路中。因此，電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)并不是供電系統(tǒng)考察的對(duì)象。 　　

（4） b） 變頻器輸入電流的功率因數(shù) 　　變頻器的輸入側(cè)是三相全波整流和濾波電路，如圖 5（a）所示。顯然，只有當(dāng)電源線電壓的瞬時(shí)值ｕL大于電容器兩端的直流電壓UD時(shí)，整流橋中才有充電電流。因此，充電電流總是出現(xiàn)在電源電壓的振幅值附近，呈不連續(xù)的沖擊波狀態(tài)，如圖5（b）和（c）所示。顯然，變頻器的進(jìn)線電流是非正弦的，具有很大的高次諧波成份。有關(guān)資料表明，輸入電流中，高次諧波的含有率高達(dá)88%左右，而5次諧波和7次諧波電流的峰值可達(dá)基波分量的80%和70%，如圖5（d）所示。 　　

如上述，所有高次諧波電流的功率都是無(wú)功功率。因此，變頻器輸入側(cè)的功率因數(shù)是很低的。有關(guān)資料表明，甚至可低至0.7以下。

 　　因此，酒泉無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備需要考察的是輸入電流的功率因數(shù)。 　?。?/span>3） 功率因數(shù)測(cè)量的誤區(qū) 　　a） 輸入電流的位移因素 　　因?yàn)樽冾l器輸入電流的基波分量總是與電源電壓同相位的，所以，其位移因數(shù)等于1。 　　b） 功率因數(shù)表的測(cè)量結(jié)果 　　功率因數(shù)表是根據(jù)電動(dòng)式偶衡表的原理制作的，其偏轉(zhuǎn)角與同頻率電壓和電流間的相位差有關(guān)。但對(duì)于高次諧波電流，則由于它在一個(gè)周期內(nèi)所產(chǎn)生的電磁力將互相抵消，對(duì)指針的偏轉(zhuǎn)角不起作用。功率因數(shù)表的讀數(shù)將反映不了畸變因數(shù)的問(wèn)題。如果用功率因數(shù)表來(lái)測(cè)量變頻器輸入側(cè)的功率因數(shù)，所得到的結(jié)果是錯(cuò)誤的。 　　

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