1、最全功率计算公式概述。 功率包括电力和机械功率。 电力还包括直流电、交流电和射频电; 交流电源还包括正弦电路电源和非正弦电路电源; 机械功率还包括线性位移功率和角位移功率。 角位移功率常见于电机输出功率; 电功率还可以分为瞬时功率、平均功率(有功功率)、无功功率和视在功率。 在电力中,除非另有说明,功率指的是有功功率。 在非正弦电路中,无功功率可分为位移无功功率和畸变无功功率。 两者的平方根和称为广义无功功率。 本文列出了上述所有功率计算公式,其中p(t)指的是瞬时功率。 u(t)、i(t)指瞬时电压和瞬时电流。 U和I指的是电压和电流的有效值,P指的是平均功率。 1
2、通用的功率计算公式。 在电学中,以下瞬时功率计算公式在力学中普遍适用。 以下瞬时功率计算公式普遍适用于电力和机械领域。 以下平均功率计算公式通常适用。 W 是时间 T。在其中完成的工作。 在电力中,上述平均功率P也称为有功功率,一般适用P=W/T作为有功功率计算公式。 在电学中,式(3)还可以用下面的积分法来表示,其中T是周期性交流信号的周期,或者是直流电中的任意时间段,或者是非周期性交流电中的任意时间段。 在电学中,式(3)和(4)的物理意义完全相同。 在电力中,对于二端元件或二端电路功率计算公式,一般适用以下视在功率计算公式: 2 直流功率计算公式 当电压和电流已知时,采用上述计算公式。 当电压和电阻已知时,使用上述计算公式。 当电流和电阻已知时,采用上述计算公式。 针
3、对于直流电路,下图列出了电压、电流、功率、电阻之间的换算关系。 3、正弦交流电功率计算公式。 正弦交流无功功率计算公式: 正弦交流有功功率计算公式: 正弦电流电路中的有功功率、无功功率和视在功率之间的关系是一个直角三角形: 当负载为纯功率时电阻,则下式成立: 此时,直流功率计算公式也适用于正弦交流电路。 4 非正弦交流功率计算公式 非正弦交流功率计算公式采用通用公式(3)或(4)。 对于周期性非正弦交流电,将周期性交流电压和电流进行傅里叶变换并展开为傅里叶级数,则有功功率计算公式也可以表示为: 上式中,当n仅取一个值时,例如: n=1,上式成为基波有功功率计算公式; n=3,上式变为三次谐波有功功率
4.功率计算公式。 在非正弦电路中,有功功率和视在功率的定义保持不变。 然而,此时电压和电流之间的相位差没有明确的物理意义。 此时,Q根据下式定义: 式中,Un、In为n次谐波的有效值。 当n=1时,U1和I1称为基波有效值。 但此时,由于Q与基波和谐波电压、电流的相位角有关,因此称为位移无功功率。 为此,引入畸变无功功率D,畸变无功功率计算公式如下: 畸变无功功率有时也称为畸变功率。 上式中,N为电压和电流最大谐波次数中较小的一个。 在一些文献中,Q也称为无功功率,Q和D的平方根称为广义无功功率。对比位移无功功率和畸变无功功率的计算公式可以发现:Q是产生的无功功率通过相同频率的电压分量和电流分量的不同相位位移; 而畸变无功功率为
5、不同频率的电压和电流分量之间产生的无功功率。 这很容易理解。 前者是因为相同频率分量之间存在相位差。 由于后者的频率不同,所以它的相位差总是在变化的,当然也不会相等。 然而,如果电压和电流相位不同,就会产生无功功率。 在非正弦电路中,视在功率S、有功功率P、位移无功功率Q和畸变无功功率D满足以下计算公式。 5 射频功率计算公式 射频功率属于交流功率,理论上与交流功率的计算公式相同。 但实际上,在超高频和微波频段,有TEM波和非TEM波之分。 在TEM波的同轴系统中,电压和电流虽然有确切的含义,但很难测量它们的绝对值。 在波导系统中,由于不同电磁模式的存在,电压和电流失去了其唯一性。在每个频段和每个传输系统中,功率是代表信号强度的单个值。
6、重要方法。 直接测量射频范围内的功率取代了电压和电流测量。 6 三相有功功率计算公式 在三相电路中,总有功功率等于各相有功功率的算术和。 在三相四线电路中,通常采用三瓦表法分别测量各相的功率。 三相有功功率计算公式如下: 对于三相三线电路,也可采用二瓦表法。 三相功率计算公式为: :对于正弦三相对称电路,U和I是线电压和线电流的有效值,是相电压和相电流之间的相位差。 或者UP和IP是相电压和相电流的有效值,是相电压和相电流的相位差。 7 电机输出功率计算公式 电机输出功率又称电机轴功率或机械功率。 电机输出功率计算公式如下: 推导过程如下: P=FV (a) F:力,单位为N; 五:
7、速度,单位为m/s; P:功率,单位为WT=FRF=T/R (b) T:扭矩功率计算公式,单位为Nm; R:作用半径,单位为mV=2Rn/60=R*n/30 (c) V:线速度,单位为m/s; n:转速,单位为r/min 将(b)、(c)代入(a) P=Tn/30 若将P的单位改为kW,则得到如下电机功率计算公式: P=Tn/ 30000=Tn/9549或T=9549P/n8功率测量仪器变频功率分析仪适用于各类变压器、整流器、逆变器、变频器等,是测试用的宽带、高精度功率分析仪、逆变器、电机、电器产品的能效评估及谐波分析。 是电力电子技术、变频调制等领域的理想仪器。
8、高速技术和新能源技术快速发展的必然产物,是健康可持续发展的重要基础手段。 根据上述电功率计算公式,变频功率分析仪可以测量或计算上述所有电功率参数。 功率因数英文表示为Power,缩写为PF,也可表示为。 在正弦电路中,功率因数等于位移因数。 因此,在不引起歧义的情况下,也可以用cos来表示。 由有功功率的定义可以推导出功率因数计算公式:PF=P/S。 P 是有功功率,S 是视在功率。 上述功率因数计算公式只有在已知有功功率和视在功率(或电压、电流的有效值)的情况下才能使用。 对于一般电力设备来说,不同的工作点有不同的功率因数。 因此,很多设备都会在铭牌上注明额定工作条件下的功率因数(额定功率因数)。 电力变压器的功率因数主要取决于负载功率因数。 因此,额定功率因数的定义对于电力变压器来说没有实际意义。 当电源变压器空载或短路时,其功率因数由其自身决定。 因此,了解空载功率因数计算公式和短路功率因数计算公式,可以帮助我们了解电力变压器的技术参数和特性。