什么是功率因数(功率因数的用途是什么？)
功率因数的大小与电路的负载特性有关 。比如白炽灯、电阻炉等电阻性负载的功率因数为1 ， 有感性负载的电路功率因数一般小于1 。功率因数是电力系统的重要技术数据 。
功率因数低 ， 说明产生既定磁场所用的无功功率大 ， 降低了设备的利用率 ， 增加了线路的供电损耗 。
中文名称:功率因数
功率相位差系数
表达式:cos=P/S
科目:物理
适用范围:电力
1、功率因数的含义
电场中有三种基本类型的负载:电阻、电容和电感 。电阻器是消耗功率的器件 ， 电容器和电感器是储存功率的器件 。纯电阻负载上日常交流的电压和电流同相 ， 即相位差q = 0 ， 如图1(a)所示；纯电容交流负载的电压和电流之间的关系是电流领先电压90(q =90) ， 如图1(b)所示 。纯电感交流负载的电压电流关系为电流滞后电压90(q = -90) ， 如图1(c)所示 。
图1不同负载下电流和电压的关系
功率因数定义为:
阻性负载上的有功功率为视在功率 ， 即两者相等 ， 因此功率因数F=1 。但纯电容和纯电感负载上的电流和电压相差90° ， 因此功率因数F=cosq = cos90=0 ， 即纯电容和纯电感负载上的有功功率为零 。
从这里 ， 我们可以看到一个问题 。它也是一个电源 。对于不同的负载 ， 输出功率大小和性质不同 ， 可以说负载的性质决定了电源的输出 。换句话说 ， 电源的输出并不取决于电源本身 ， 就像水塔的供水流量取决于水龙头的开度一样 。
从以上讨论可以看出 ， 功率因数是表征负载性质和大小的参数 。而且一般来说 ， 一个负载只有一个属性 ， 就像一个人只有一个身份证号一样 。该属性由负载的输入决定 ， 称为负载的输入功率因数 。当负载电路完成时 ， 其输入功率因数被确定 。
例如 ， 作为前端电源或发电机负载的不间断电源 ， 如六脉冲整流输入的不间断电源 ， 输入功率因数为0.8 。无论是要求前置市电还是发电机输入100千伏安的视在功率 ， 都需要向前置电源索要80千瓦的有功功率和60千伏安的无功功率 。如果UPS的输入功率因数为0.6 ， 则需要向前置电源要求60kW的有功功率和80kvar的无功功率 。像这样的输出分配 ， 前面的电源是由“没有权利”决定的 。
2.负载功率因数是多少 ， 有什么区别？
那么 ， 为什么负载功率因数为0.8的100kVA UPS在有线性负载的情况下不能给出80kW呢？工频机的UPS设计一般是根据额定有功功率选择逆变器 ， 无功功率部分由逆变器后面的电容C承担 。图中变频器功率选择是根据负载功率因数设置的 。这里以负载功率因数为0.8的100千伏安不间断电源为例 。逆变器是按80kW选取的功率管 ， 电容C的容量是按60kvar的输出无功功率选取的(当然还应加上滤波所需的容量) 。
在交流电路中 ， 负载的功率因数主要取决于负载的性质 。当负载为纯电阻时 ， 负载电流和电压方向相同 ， 功率因数为1 。当负载为电感性时(电机 ， 空负载变压器等) 。)电流落后于电压一个角度 ， 而容性负载(电容 ， 空负载线、电缆)电流领先电压一个角度 。
很多不懂的人还以为功率因数是百分比 ， 经常听到有人问:你们UPS的输入功率因数百分比是多少？从上面的计算可以清楚地看出 ， 有功功率和无功功率是正交的 。从矢量图中还可以看出 ， 视在功率、有功功率、无功功率之间的关系是直角三角形毕达哥拉斯弦的关系 。
因此 ， 有功功率和无功功率不能直接相加或相减 。比如上面的例子 ， 如果把80kW看成80% ， 那么60kvar就是60% ， 这样有功功率和无功功率之和就是140% ， 这显然是错误的 。如果这个基本概念不清楚 ， 其他概念就很难理解了！
在三相负载中 ， 有功功率、无功功率和有功功率总是同时存在的:
与功率因数相关的计算公式:
视在功率S=1.732UI
有功功率P=1.732UIcos
无功功率Q=1.732UIsin
功率因数cos =功率/秒
信噪比
【功率因数有什么用？ 什么是功率因数】
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