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频率决定有功功率和无功功率
上传时间:24-09-07

发布时间:2022年12月07日                    作者:德国GMC-I高美测仪(上海电励士)

频率决定有功功率和无功功率

两个简单的规则:

规则一、相同频率的电压和电流仅能产生有功功率和相移无功功率

可以用如下公式描述功率波形:

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公式16:相同频率信号的功率波形

如前面所说(见公式11),有功功率是功率波形的平均值。当仔细观察上述公式你会发现只有

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部分的平均值可能不为零!这取决于电压和电流信号的相角。剩下的部分

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不会产生有功功率,因为它的一个信号周期内的平均值永远是0!

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D一部分的公式可以修改成常见的公式:

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公式17:相同频率信号的有功功率

请注意该公式仅在电压和电流成分的频率相同时是正确的。

规则二、不同频率的成分将产生畸变无功功率

功率波形可以用如下公式描述:

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公式18:不同频率信号的功率波形

因此可以看到,D一部分和第二部分在一个整周期的平均值是零。所以都不会产生任何有功功率。此信号的Z大周期时间可以按如下公式计算:

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公式19:不同频率信号的功率波形周期时间

1: gcd是Z大公约数。此函数仅对整数有效。如果不是,则分数必需乘以一个公因数。

如f1=50Hz, f2=50.2Hz, 则T=10/gcd(500,502)=5s

在上面的所有定义中,我们都说到了“定义的时间”。对于周期性信号这个时间是完整周期的整数倍(因为在一个完整的周期之后,信号是周期性的,不同测量的数值是相同的;如果测量的不是一个完整的周期,那么下一次测量的结果就完全不同了)。如果使用多个周期进行测量,那么将得到此测量时间内的平均值。因此,您可以在LMG仪器设置一个基本的“周期时间”。此周期时间确定了某些周期内的平均值。

非周期性信号如启动特性并不那么容易测量,因为很难确定“定义的时间”。例如,如果启动电梯,就会把能量传递到电机上,电机就是负载;然后电梯运行几分钟,然后停止;在电机停止的同时,一些能量回收到电源。这些能量是无功能量。如果以 1 秒的周期进行测量,在启动时测量传输到电机的以及在停止时从电机返回的有功能量,因为您的"定义时间"不够长,无法将关闭计入计算中。因此,在测量非周期性信号时,可能存在误差。

当然,你可以测量许多短序列的真有效值和有功功率值。这些值在“定义的时间”也即测量时间中是正确的。仅用户能确定是否有一些功率返回。


链接:功率的定义式以及电功率的定义公式

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