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功率因数概念不请楚到底要不要怪工程师?

在国内,很多甚至绝大多数电气电子工程师真的不知道功率因数是什么,怎么表达。

只知道功率因数就是cosφ,cosφ就是功率因数。

为什么会这样?我们的大学教育就是这样教的,翻开XXX的电路教材,从我们77级开始,到现在一直都是这么说的,那还能怪工程师吗?

其实,功率因数概念很简单,就是有功功率除以视在功率。所谓的cosφ仅仅在线性电路中有意义,而绝大多数电力电子电路是非线性的,所以cosφ不好用了。

我上课时经常说,电力电子技术让我们只有想不到的,没有做不到的。所以功率因数校正技术得到广泛应用,这时的电力电子电路的输入电流就是正弦波,与电压同相位,但绝不是电阻。所以功率因数为1的不一定是电阻,而电阻的功率因数肯定是1.

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2013-06-09 23:24

不是你的错,

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hj666
LV.5
3
2013-06-10 12:53
@心碎的乌托邦
不是你的错,
有不可推卸的责任,因是教师嘛。
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2013-06-10 21:44
@hj666
有不可推卸的责任,因是教师嘛。

我上学的 时候也没认真学,现在做电源开发类,还是得好好学学,

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mayb511
LV.6
5
2013-06-22 15:39

教授,请你给一个严格的物理意义上的定义!

 

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陈永真
LV.8
6
2013-06-22 18:31
@mayb511
教授,请你给一个严格的物理意义上的定义! 

(除了电路书外)书上有:

即有功功率除以视在功率

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mayb511
LV.6
7
2013-06-24 12:24
@陈永真
(除了电路书外)书上有:即有功功率除以视在功率

回归本行,教好书,育好人才是本分,别小酒一喝,忘了自己是谁,看着箩卜快了卖箩卜,洋芋快了贩土豆

 

 

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rener
LV.6
8
2013-07-12 09:45
陈教授,请教一下,现在的开关电源的综合参数测试仪中的功率因数是怎样测的?
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my.mai
LV.9
9
2013-07-13 08:45

功率因数=有功功率除以视在功率,然后乘以100%

视在功率等于有功功率+无功功率

功率因数为1的,负载不一定就是纯电阻,很有可能是电路加了PFC(功率因数校正)

纯电阻的功率因数肯定是1

提高功率因数的设备,SVG,SVC,无功补偿柜等。

简单理解,有功功率就是真实做功(能量转换)的功率。

无功功率就是不是真实做功(能量转换)的功率,只是作为一个中转站,暂时交换的功率。

目前国内外提高功率因数,谐波治理,解决电网污染的设备,最高等级的是SVG(静止无功发生器)。随时监测电网的相位,电压,谐波等。过高的时候就吸收无功,不够的时候就发出无功,尽可能的让电网功率因数为1,让谐波大大的减少。简单用民间的话说,就是憎人富贵嫌人穷。

晶闸管式的,接触器投切式的电力补偿柜,慢慢的被淘汰了。



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zhjb_111
LV.4
10
2013-07-13 14:42
@my.mai
功率因数=有功功率除以视在功率,然后乘以100%视在功率等于有功功率+无功功率功率因数为1的,负载不一定就是纯电阻,很有可能是电路加了PFC(功率因数校正)纯电阻的功率因数肯定是1提高功率因数的设备,SVG,SVC,无功补偿柜等。简单理解,有功功率就是真实做功(能量转换)的功率。无功功率就是不是真实做功(能量转换)的功率,只是作为一个中转站,暂时交换的功率。目前国内外提高功率因数,谐波治理,解决电网污染的设备,最高等级的是SVG(静止无功发生器)。随时监测电网的相位,电压,谐波等。过高的时候就吸收无功,不够的时候就发出无功,尽可能的让电网功率因数为1,让谐波大大的减少。简单用民间的话说,就是憎人富贵嫌人穷。晶闸管式的,接触器投切式的电力补偿柜,慢慢的被淘汰了。
电路加了PFC(功率因数校正)的理论上将是达不到1的
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chenccy
LV.4
11
2013-07-13 15:54
@my.mai
功率因数=有功功率除以视在功率,然后乘以100%视在功率等于有功功率+无功功率功率因数为1的,负载不一定就是纯电阻,很有可能是电路加了PFC(功率因数校正)纯电阻的功率因数肯定是1提高功率因数的设备,SVG,SVC,无功补偿柜等。简单理解,有功功率就是真实做功(能量转换)的功率。无功功率就是不是真实做功(能量转换)的功率,只是作为一个中转站,暂时交换的功率。目前国内外提高功率因数,谐波治理,解决电网污染的设备,最高等级的是SVG(静止无功发生器)。随时监测电网的相位,电压,谐波等。过高的时候就吸收无功,不够的时候就发出无功,尽可能的让电网功率因数为1,让谐波大大的减少。简单用民间的话说,就是憎人富贵嫌人穷。晶闸管式的,接触器投切式的电力补偿柜,慢慢的被淘汰了。

 说得非常祥细.学习了.  基本上PF越高,电网功率损耗就越小. 和PFC值相反的一个参数.

总谐波电流THD. (PFC越大,THD越小.反之 PFC小,THD大 通常THD规范要求小于30%)

有谁能够说说总谐波THD的真正作用是什么? 尤其是出韩国的产品特别在意THD的要求.


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my.mai
LV.9
12
2013-07-13 16:19
@chenccy
[图片] 说得非常祥细.学习了. 基本上PF越高,电网功率损耗就越小.和PFC值相反的一个参数.总谐波电流THD.(PFC越大,THD越小.反之PFC小,THD大通常THD规范要求小于30%)有谁能够说说总谐波THD的真正作用是什么?尤其是出韩国的产品特别在意THD的要求.

谐波电流太大,会造成电网崩溃,输电线路,变压器等过热。

可用电能质量分析仪来测设备在电网里的THD情况,谐波集中在哪几次。

 


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my.mai
LV.9
13
2013-07-13 16:32
@mayb511
回归本行,教好书,育好人才是本分,别小酒一喝,忘了自己是谁,看着箩卜快了卖箩卜,洋芋快了贩土豆  
现在大学里的教授,专家,学者,博导,都忙着申请课题,搞项目,带着学生,一起做项目,然后找企业卖方案,卖项目,真正静下心来教学的老师不多了。
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zhanghuawei
LV.9
14
2013-07-13 16:36
@my.mai
谐波电流太大,会造成电网崩溃,输电线路,变压器等过热。可用电能质量分析仪来测设备在电网里的THD情况,谐波集中在哪几次。[图片] 
陈老师这个问题好!
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my.mai
LV.9
15
2013-07-13 16:37
@my.mai
谐波电流太大,会造成电网崩溃,输电线路,变压器等过热。可用电能质量分析仪来测设备在电网里的THD情况,谐波集中在哪几次。[图片] 

我在2011年福建福州做的电磁炉谐波测试的图片。

 

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chenccy
LV.4
16
2013-07-13 17:52
@my.mai
我在2011年福建福州做的电磁炉谐波测试的图片。[图片] 
从波形上来看,和用示波器检测桥堆后的电流波形差不多(经过校正的波形). 电流的正弦波和电压的正弦波越接近,PF值会越高而THD会越低. 从实际测试中发现,当PF值大于0.9时,THD电流通常会小于20%. 
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2013-07-14 11:19
说白了,提高功率因数的这个概念就是让老百姓给国家电网做贡献啊。
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xzszrs
LV.11
18
2013-07-14 13:01
@宛东骄子
说白了,提高功率因数的这个概念就是让老百姓给国家电网做贡献啊。
赞同,加入PFC,PF值是提高了,电网的容量的利用率也提高了.但效率是下降了,下降的效率谁买单?无疑是老百姓,PFC部分的成本谁买单?也是老百姓.所以这一点老百姓太亏了,建议大家抵制带PFC的产品,只要带PFC的电器我们就不买.买了也把PFC给拆了.
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2013-07-14 13:42
@xzszrs
赞同,加入PFC,PF值是提高了,电网的容量的利用率也提高了.但效率是下降了,下降的效率谁买单?无疑是老百姓,PFC部分的成本谁买单?也是老百姓.所以这一点老百姓太亏了,建议大家抵制带PFC的产品,只要带PFC的电器我们就不买.买了也把PFC给拆了.
同意,抵制带PFC的产品。
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田仁斌
LV.4
20
2013-07-14 16:08
@宛东骄子
同意,抵制带PFC的产品。[图片]

取之于民,用之于国。不带PFC的产品,多出来的电费还不是你买单。总之,单总是该你买。

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wangjinchao
LV.5
21
2013-07-14 18:29
@my.mai
功率因数=有功功率除以视在功率,然后乘以100%视在功率等于有功功率+无功功率功率因数为1的,负载不一定就是纯电阻,很有可能是电路加了PFC(功率因数校正)纯电阻的功率因数肯定是1提高功率因数的设备,SVG,SVC,无功补偿柜等。简单理解,有功功率就是真实做功(能量转换)的功率。无功功率就是不是真实做功(能量转换)的功率,只是作为一个中转站,暂时交换的功率。目前国内外提高功率因数,谐波治理,解决电网污染的设备,最高等级的是SVG(静止无功发生器)。随时监测电网的相位,电压,谐波等。过高的时候就吸收无功,不够的时候就发出无功,尽可能的让电网功率因数为1,让谐波大大的减少。简单用民间的话说,就是憎人富贵嫌人穷。晶闸管式的,接触器投切式的电力补偿柜,慢慢的被淘汰了。

我怎么看到的是:(视在功率)S^2=P^2+Q^2.P有功功率,Q无功功率

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dianhui
LV.4
22
2013-07-14 20:11

其实个人觉得这还是和工程师的学习理解能力有关的。

88版邱关源的教材(其他教材没有看过)里对功率因数的定义并不是专门做阐述的,只是从平均功率的定义引申出来的。这个定义是从端口出发:指出当一端口内部不含独立电源时,COSφ称为该一端口的功率因数。同时后面特意解释了有功功率和无功功率之于功率因数的关系。对于电路这种基础性的学科不可能面面俱到的考虑到所有的应用。再说这种定义放在任何地方都是正确的,难道有问题吗?如果有问题那只能说没有理解清楚或者说碰到问题懒于回到这种经典教材来参透它。经典就是经典。

到是类似您这样的国内的后来的教授,出的一些开关电源的书籍,我会让我的工程师们避而远之的:不买、不看、不讨论、不要被误导。

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xzszrs
LV.11
23
2013-07-14 20:44
@dianhui
其实个人觉得这还是和工程师的学习理解能力有关的。88版邱关源的教材(其他教材没有看过)里对功率因数的定义并不是专门做阐述的,只是从平均功率的定义引申出来的。这个定义是从端口出发:指出当一端口内部不含独立电源时,COSφ称为该一端口的功率因数。同时后面特意解释了有功功率和无功功率之于功率因数的关系。对于电路这种基础性的学科不可能面面俱到的考虑到所有的应用。再说这种定义放在任何地方都是正确的,难道有问题吗?如果有问题那只能说没有理解清楚或者说碰到问题懒于回到这种经典教材来参透它。经典就是经典。到是类似您这样的国内的后来的教授,出的一些开关电源的书籍,我会让我的工程师们避而远之的:不买、不看、不讨论、不要被误导。
以前学的经典的功率因数有两种,第1种是市电带感性负载电流滞后的导致的有功功率和视在功率(输入容量)的比值,也就是cosφ.第2种是市电带整流性负载给后面大滤波电容充电的电流波形不是正弦波的问题也就是PF值得问题。我觉得经典的教材都讲得很清楚啊。
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yingjieso
LV.5
24
2013-07-14 21:07

有点意思

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蒋洪涛
LV.6
25
2013-07-15 08:27
@yingjieso
有点意思

看书看书,全部又去看书

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my.mai
LV.9
26
2013-07-15 09:48
@xzszrs
赞同,加入PFC,PF值是提高了,电网的容量的利用率也提高了.但效率是下降了,下降的效率谁买单?无疑是老百姓,PFC部分的成本谁买单?也是老百姓.所以这一点老百姓太亏了,建议大家抵制带PFC的产品,只要带PFC的电器我们就不买.买了也把PFC给拆了.
哈哈,中国的电网这么糟糕,就是你们这种人造成的。别介意,开玩笑而已。
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my.mai
LV.9
27
2013-07-15 09:49
@宛东骄子
同意,抵制带PFC的产品。[图片]

老外的电器,设备,功率因数,安规,EMC,全部都是强制执行的。


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2013-07-15 10:01
@my.mai
哈哈,中国的电网这么糟糕,就是你们这种人造成的。别介意,开玩笑而已。
当下,人心不古啊,你这边搭台子,ZF肯定要给你拆掉。这几年的“桥塌路陷”证明了这个社会的心态。
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my.mai
LV.9
29
2013-07-15 10:05
@宛东骄子
当下,人心不古啊,你这边搭台子,ZF肯定要给你拆掉。这几年的“桥塌路陷”证明了这个社会的心态。

这些事,扯的太远了。

搞技术的,就要从技术的角度来考虑问题。

政治的东西,茶余饭后吹水算了。

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隐形专家
LV.10
30
2013-07-15 11:28
功率因数“电工基础”这门课定义很清楚。
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2013-07-15 11:44
@xzszrs
赞同,加入PFC,PF值是提高了,电网的容量的利用率也提高了.但效率是下降了,下降的效率谁买单?无疑是老百姓,PFC部分的成本谁买单?也是老百姓.所以这一点老百姓太亏了,建议大家抵制带PFC的产品,只要带PFC的电器我们就不买.买了也把PFC给拆了.
  我也支持无PFC的,反正无功不要付电费的吧。。
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