
功率因數(shù)(cosφ),其實(shí)就是一個(gè)比值,沒(méi)有單位,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是有功功率對(duì)容量(視在功率)的占比,即cosφ=P/S。所謂有功功率P其實(shí)就是平均功率,單位為瓦(W),是真正用于轉(zhuǎn)化輸出的功率,如家用電器照明燈的功率12W、熱水器的功率1500W等。而容量S是指視在功率,即線路真正傳輸?shù)墓β剩泄β逝c無(wú)功功率Q,例如你家的電風(fēng)扇在工作時(shí),電機(jī)除了要消耗有功功率轉(zhuǎn)化為機(jī)械能用于旋轉(zhuǎn)外,還要吸收無(wú)功功率用于激發(fā)磁場(chǎng)。但這個(gè)磁場(chǎng)并沒(méi)有被消耗,它是隨電流變化的,電流為零,磁場(chǎng)也就沒(méi)有了,電流最大時(shí),磁場(chǎng)也最強(qiáng)。

基于很多人對(duì)無(wú)功功率也不是很理解,在這里我再補(bǔ)充說(shuō)明一下,以上文的電風(fēng)扇為例,電機(jī)一直在旋轉(zhuǎn),所以它在源源不斷地消耗有功功率P,但磁場(chǎng)不是這樣的。在電流增大的過(guò)程中,電機(jī)的磁場(chǎng)在變強(qiáng),此時(shí),電機(jī)將吸收電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能;然而,在電流變小的過(guò)程中,電機(jī)的磁場(chǎng)也在變?nèi)酰藭r(shí)電機(jī)就會(huì)將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能,將能量還給電源,也就是說(shuō),電機(jī)在和電源不斷地進(jìn)行能量交換,這就是無(wú)功功率的表現(xiàn):不消耗,僅交換。這也是為什么電費(fèi)計(jì)算只與有功功率有關(guān)的原因。

在理解了有功功率與無(wú)功功率后,我們?cè)倏椿厝萘浚@然,當(dāng)一個(gè)負(fù)載需要有功又需要無(wú)功時(shí),系統(tǒng)同時(shí)傳輸兩種功率,其電流就會(huì)更大,因?yàn)镾=UI,電壓U一般是不變的,所以在容量增大時(shí),電流就會(huì)增大。
而功率因數(shù)是有功功率對(duì)容量的占比,這意味著,若cosφ≠1,容量中肯定含有無(wú)功功率部分。例如一臺(tái)變壓器容量是400kVA,cosφ=0.8,那么這臺(tái)變壓器的輸出功率(有功)就是400×0.8=320kW,若cosφ=0.9,那么這臺(tái)變壓器的輸出功率就是400×0.9=360kW,顯然,功率因數(shù)越高,變壓器的輸出功率就越大。

另外,從負(fù)載的角度出發(fā),例如某電動(dòng)機(jī)的額定功率是200kW,功率因數(shù)cosφ=0.8,這就意味著電源要輸出200÷0.8=250kVA的容量,而若功率因數(shù)cosφ=0.98,那么電源僅需輸出200÷0.98≈204.1kVA的容量!顯然,功率因數(shù)越小,電源輸送容量越大,電壓不變的情況下電流就越大,增大線路損耗,
綜上,提高功率因數(shù)是很有必要的!

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