呵呵 要了解并联电容可以提高感性负载的功率因数,必须先了解功率因数。 功率因数,是用来衡量用电设备(包括:广义的用电设备,如:电网的变压器、传输线路,等等)的用电效率的数据。 功率因数的定义公式:功率因数=有功功率/视在功率。 有功功率,是设备消耗了的,转换为其他能量的功率。 无功功率,是维持设备运转,但是并不消耗的能量。他存在于电网与设备之间,是电网和设备不可缺少的能量部分。 好了,说说电容补偿感性负载无功的物理实质: 感性负载在电网中运行时,它的无功功率是这样传递的:以电网电压波形到参照,电压起始的1/2周期,感性负载从电网吸收无功,后面的1/2周期时,感性负载把无功功率送回电网。 电容在电网中运行,也一样需要无功功率,但是它的需求时间,与感性负载正好差180度(或者说:反相):电压起始的1/2周期,电容把无功功率送回电网。后面的1/2周期时,电容从电网吸收无功。 由此,我们可以用电容器代提电网,当电感吸收无功时,电容放出无功,反之,当电感放出无功时,电容吸收无功。利用电容器代提电网提供或吸收无功,而且把电容器和感性设备一起看作一个新的组合设备,使电网向这个“组合设备”主要提供有功功率,较少提供无功功率了,就是电容器提高感性负载功率因数的实质。 这里有个概念要明晰:感性负载的功率因数是一个定值,无功功率的考核是从供电端来说的,并联电容器是与感性设备组合成新的“组合设备”了,功率因数才提高了。
纯电阻负载电路中,负载上电流的相位和电压的相位完全一致,电流完全消耗在负载上,功率因素为1;
在感性负载电路中,负载上电流的相位总是落后电压一个角度,使一部分电流不做功,仅有部分电流消耗在负载上,功率因素小于1;
在容性负载电路中,负载上电流的相位总是超前电压一个角度,使一部分电流不做功,仅有部分电流消耗在负载上,功率因素小于1;
所以,在感性负载电路中,并联电容器,利用其“电流超前特性”,补偿感性负载的“电流滞后特性”,使电流相位尽可能跟电压相位接近,从而使功率因素尽可能接近1.
可以这么理解,如果一个纯电感,其功率因数为0,若并联一个合适的电容,两者可能发生谐振,对外呈现纯阻性(即看起来是一个电阻),功率因数变为1。由此推广,当不是纯电感时,并联电容可以提高功率因数,但达不到1,严格的数学形式可以参考任一本电路原理教材有关正弦稳态的部分。