前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇功率計范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

功率計范文第1篇

【關(guān)鍵詞】 脈沖光纖維激光器 光功率計 創(chuàng)新與研究

隨著科技的不斷改革與創(chuàng)新，帶來的不僅是煥然一新的世界，還有各種質(zhì)量與性能雙保障的高科技工具，在科學的演變的歷史長河中，由傳統(tǒng)的激光器轉(zhuǎn)變?yōu)楣饫w維激光器，其工作效率比原來增加了幾萬倍或者更多。光纖維激光器類型包括連續(xù)光纖維激光器和脈沖光纖維激光器，本文以激光器的演變過程為出發(fā)點，詳細的了解脈沖光纖維激光器的工作原理，把握脈沖光纖維激光器光功率計發(fā)展方向并進行現(xiàn)狀分析和探討。

1 激光器的演變過程和光纖維激光器的發(fā)展歷程

（1）最早出現(xiàn)的是稀土光纖維激光器，他在美國的實驗室出生，從1961年到1973年實驗者又將石英光纖維應用于激光器，以低損耗為發(fā)展目的。經(jīng)過十年磨練，石英光纖維激光器和半導體光纖維激光器的發(fā)展日益成熟，被逐步帶入實際應用中，這兩種激光器可以稱為光纖維激光器的先驅(qū)，為其發(fā)展提供了技術(shù)基礎(chǔ)。（2）20世紀80年代稀土光纖維激光器研究邁出了嶄新的一步，1985年在英國實驗室誕生了摻Er3+光纖，這意味著化學技術(shù)與光纖維激光器的完美融合。這些歷史性的進步都可以證明光纖維市場有著很好的發(fā)展前途，光纖維的發(fā)展也帶領(lǐng)光通信技術(shù)邁向新的階梯。（3）連續(xù)光纖維激光器有傳統(tǒng)的單包層光纖維激光器改進為雙包層光纖維激光器，單包層光纖維最大的缺點就是輸出功率低，輸出效能弱。外包層技術(shù)的應用更好地解決了單包層光纖維的低功率缺陷，更有利于激光在包層中的折射與傳輸。（4）脈沖光纖維激光器的前身是單脈沖光纖維激光器，單脈沖光纖維激光器能量和峰值都比較低，應用價值不高，在研究中將調(diào)Q光纖激光器應用于單脈沖光纖維激光器，將其功率和峰值都提高了一個檔次，但在實際應用中還是無法實現(xiàn)全光纖聚集，于是鎖模光纖維激光器誕生，它的產(chǎn)生為高效能和高峰值提供了條件。（輸出峰值功率=脈沖能量/脈寬平均功率=脈沖能量X重頻平均功率=峰值功率X脈寬X重頻）。

2 光纖維激光器的工作原理

光纖維激光器在輸出功率和光束質(zhì)量上都比傳統(tǒng)的激光器有優(yōu)越性，輸出效率高是最值得一提的優(yōu)點，同時保質(zhì)保量，在外形上，光纖維激光器的體積較小，對于部分構(gòu)造要求較低。

光纖維激光器是以光纖作為激光器的激光介質(zhì)光學器件，不同類型的稀土粒子帶來不一樣的效果，其根本作用是在激光束的激光作用下，不同的稀土離子對應產(chǎn)生不同波長的激光。在激光的全過程中首先，激光經(jīng)反光鏡1到達光纖芯，光線心中含有稀土離子，受到激發(fā)的稀土離子躍遷在經(jīng)過一系列的變化，有高能級轉(zhuǎn)化為低能級并釋放出能量，然后經(jīng)過反射鏡2，最后形成輸出激光束。

鎖模脈沖光纖激光器是由鎖模調(diào)制器件、增益介質(zhì)、諧振腔、泵浦源、和激光輸出五個部分構(gòu)成的。在構(gòu)造原理中，增益介質(zhì)，諧振腔，泵浦源和激光輸出與一般的光纖維激光器相比大致相同，在鎖模光纖維激光器中鎖模調(diào)制器件是中心構(gòu)造也是發(fā)揮其特殊性能的主要構(gòu)造。其中鎖模調(diào)制器可分為兩種，被動與主動鎖模調(diào)制器，兩種調(diào)制器的工作原理也是不同的，被動鎖模調(diào)制器利用的是脈沖自身的光強度，多呈現(xiàn)窄脈寬，主動鎖模調(diào)制器利用的是外部元件，其顯現(xiàn)寬脈寬，被動與主動鎖模調(diào)制器的區(qū)別是能否實現(xiàn)全光纖聚集。

3 以提升脈沖光纖維激光器功率為主要研究方向

（1）光纖芯面積與激光器光率存在正相關(guān)。在傳統(tǒng)光纖維激光器的開發(fā)中，未來彌補其性能的不足，一般制定光纖芯的面積，為了保證其輸出功率的穩(wěn)定性，規(guī)定光纖芯尺寸在25m以內(nèi)。這種方法注定不能發(fā)展長遠，期間對于激光器的光纖芯進行過多種實驗與結(jié)果對比，都不太盡如人意，直到2008年，提出CCC fiber，這是歷史性的一步，代表著光纖維激光器的輸出穩(wěn)定性和高性能完美融合，高功率激光器的時代到來了。（2）能量密度的增大是功率的提升的動力。增大能量密度主要手段有兩種，其一增大能量輸入，不改變其輸入端面積；其二減少輸入端面積，也可以采用增加增益粒子的數(shù)量為選擇。（3）泵浦功率是提升激光器功率的保證。在選擇光纖維激光器泵浦功能的原則上，經(jīng)過實驗研究表明，在光纖維輸入端輸入光強度增大的同時輸出效能也隨著提高。泵浦源和諧振腔的共同協(xié)助工作為激光器的功率提高提供一個堅實的保障，放大器的功能也不容小噓。（4）調(diào)Q光纖激光器的開關(guān)時間。調(diào)Q光纖維激光器大致有兩種類型，包括被動和主動激光器，之所以稱為調(diào)Q光纖維激光器是因為其工作原理以控制諧振腔的Q值為主要途徑。處于提升功率主導位置的是調(diào)Q光纖維激光器的開關(guān)時間，開關(guān)時間越短，提升功率速度越快，越能實現(xiàn)高功率激光器。（5）鎖模方式的實現(xiàn)和應用。鎖模脈沖光纖維激光器的研究是在調(diào)Q激光器的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，相比較于一般的脈沖激光器，鎖模激光器的獨家秘密是鎖模調(diào)制器，在提高輸出功率和輸出時間的持續(xù)性方面都有突出優(yōu)越性。鎖模調(diào)制器的主要功能是將光線長度和重復頻率的關(guān)系進行倒置，形成反比。

4 結(jié)語

光纖維激光器在科學技術(shù)的不斷發(fā)展的推動下以進步者的姿態(tài)持續(xù)的激進，勢必會在不同行業(yè)發(fā)揮其最大的功能特性。脈沖光纖維激光器的輸出功率可大到幾萬甚至到達兆，如此客觀的輸出功率，脈沖光纖維的利用程度會被大大提升的。

參考文獻：

[1]高林柱.大功率光纖激光器研究進展[J].中國激光，2012（08）.

功率計范文第2篇

關(guān)鍵詞：霍爾元件；發(fā)電機；輸出功率；交流磁場源

引言

霍爾電流、電壓傳感器是近十幾年發(fā)展起來的測量電流、電壓的新一代工業(yè)用電量傳感器，是一種新型的高性能電氣檢測元件。電網(wǎng)中，越來越多的負載采用電源變換器供電，用普通的功率計測量這類電能有點困難。例如發(fā)電機運行用的頻率變換器就是把直流電壓變換成頻率自由選擇的交流電壓。根據(jù)電機的頻率周期的變化，重復頻率可以高達20kHz，脈沖寬度在1～50微秒范圍內(nèi)。雖然電機的電流是連續(xù)的，但是由于電機是感性負載，故電機的電壓是由許多高頻脈沖電壓組成的[5]。因此用普通的功率計不能測量脈寬調(diào)制的高頻脈沖電壓的有效值，必須采用霍爾效應元件的電流測量法。因為位于控制側(cè)的霍爾效應元件具有把兩個高頻脈沖電量相乘的功能，只要再配上一定的放大器電路就能把結(jié)果顯示出來[2]。

1 基本原理

圖1 系統(tǒng)基本組成框圖

圖1為霍爾式發(fā)電機功率測量系統(tǒng)基本原理框圖[3]。螺線管產(chǎn)生的磁場強度為：

B=KbIL （1）

霍爾元件的輸出電壓為：

UH=KH Ic B （2）

把（1）式代入（2） 式得：

UH=KbKHILIcB （3）

電機兩端電壓為：

UL=KL Ic （4）

則：Ic=UL/RL （5）

將（5）式代入（3）式得：

UH=KbKH/RLULILB （6）

由（6）式得出：霍爾元件測得的輸出電壓UH與電機輸出的功率ULIL成線性關(guān)系，從而實現(xiàn)負載消耗功率的測量。那么在正弦交流電路中，電壓電流相量分別為UL，IL，它們之間相位差為？漬，則：

Ic=KlULmsinwt （7）

在負載上的電流為：

iLm=ILmsin（wt+f） （8）

其則在線圈上產(chǎn)生的垂直于霍爾元件的磁感應強度B 可表示為：

B=Kl ILmsin（wt+f） （9）

代入式（2）得：

UH=KULmILmcos？漬-KULmILmcos（2？棕t+？漬）非 （10）

對上式求其平均值，得：

UH=KULmILmcos？漬=KP（11）

其中，K=KHKLKB，P=UIcosf為功率。因此只要測出了UH就可以計算出負載功率P。以上介紹的為一相的功率測量方法， 對于三相電路， 只需用三個和圖1相同的電路進行分別測量， 然后求三個測量值的和即可[1]。

2 測量系統(tǒng)設計

文章設計的功率測量系統(tǒng)主要以霍爾轉(zhuǎn)換器和AT89S51為核心將電路中的電壓電流乘積即電路消耗的電功率轉(zhuǎn)化為霍爾元件的電勢形式，通過測量霍爾元件的霍爾電勢得到電路的電功率值，經(jīng)過放大濾波、A/D轉(zhuǎn)換等電路處理后，經(jīng)單片機AT89551根據(jù)不同時段價格計算出所用電量并送到LCD上顯示。系統(tǒng)包括霍爾元件傳感器裝置、微處理器、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、LCD顯示電路等[4]。

單片機AT89C51在整個系統(tǒng)中將采集的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果送入I/O口存儲，通過對采集的數(shù)字信號進行計算出功率，并將結(jié)果送到LCD模塊顯示。單片機最小系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 單片機AT89C51最小系統(tǒng)

圖4 二階有源低通濾波器

信號調(diào)理電路由前置放大電路、低通濾波器、一階同相放大器組成，如圖4、5所示。圖6為LCD顯示電路，液晶顯示模塊采用EPSON點陣式EA-D20040模塊。圖7所示為A/D轉(zhuǎn)換電路，文章采用美信ICL7135轉(zhuǎn)換器芯片。

3 結(jié)束語

文章介紹的功率測量電路可用于測量變換器供電電機的功率消耗。由于這類工作電壓不是正弦波，而是脈寬調(diào)制的高頻矩形脈沖，所以這種電路必須適用于最小脈寬為1微秒的電壓，或者說最高脈沖重復頻率是500kHz。電壓的波形無關(guān)緊要，只要它的諧波低于2.5MHz。由于感應電流的存在，電流的頻率不是很高，而且應該是正弦的。當電流頻率高于1kHz時，本設計選用的測量傳感器仍可以正常工作。由于它的最大峰值電流為33A，測量電壓可以高達350V（峰-峰值），所以可以測量測量的功率高達2900W。當用于三相電源時，這個值相當于電機的功率為5000W[6]。通過實驗數(shù)據(jù)的處理以及誤差分析，驗證了本設計的合理性。

參考文獻

[1]郭東棟.智能功率測量儀的設計[J].電子測試，2007（9）.

[2]雷磊，等.霍爾式數(shù)字電度表的設計與實現(xiàn)[J].技術(shù)交流與應用，2011.

[3]胡媛媛，等.交變磁場測量系統(tǒng)數(shù)值仿真分析[J].儀表技術(shù)與傳感器，2003.

[4]仁杰.8098單片機在發(fā)電機輸出功率測量中的應用[J].四川水力發(fā)電，2000.

[5]楊冠城.電力系統(tǒng)自動裝置原理[M].中國電力出版社，2007.

功率計范文第3篇

數(shù)字電視地面廣播技術(shù)采用數(shù)字壓縮技術(shù)，在同樣清晰度和音質(zhì)情況下，用戶可以接收的節(jié)目數(shù)量提高4～6倍。同一信道中，可同時傳輸附加數(shù)據(jù)和其他信息，且抗干擾能力強，覆蓋區(qū)域內(nèi)近場和遠場的接收效果幾乎相同，因此，數(shù)字電視受到了廣泛的關(guān)注。

歐美一些國家對數(shù)字電視技術(shù)的研究較為深入，已研制出了性能完善的數(shù)字電視信號發(fā)射機。我國數(shù)字電視技術(shù)的研究起步相對較晚，還處在實驗階段。為降低成本，數(shù)字電視發(fā)射機的國產(chǎn)化是我國廣播電視行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

    功率放大器是數(shù)字電視發(fā)射機中的重要組成部分。通常情況下，數(shù)字電視發(fā)射機中的信號經(jīng)COFDM方式調(diào)制后輸出中頻模擬信號，通過上變頻送入放大部分。該調(diào)制方式包括IFFT（8M）和IFFT（2M）兩種模式，分別由6817和1705個載波組成。每個載波之間的頻率間隔非常近，所以交調(diào)信號很容易落在頻帶內(nèi)，引起交調(diào)失真。數(shù)字電視的發(fā)射機較傳統(tǒng)類型，在線性度、穩(wěn)定性等方面有著更高的要求。對發(fā)射機中的功率放大器要求必須工作在較高的線性狀態(tài)下，增益穩(wěn)定。

發(fā)射系統(tǒng)的放大部分分為激勵和主放大電路。其中激勵部分為寬帶功率放大器，為確保地面數(shù)字電視傳輸?shù)恼７€(wěn)定，需要具有良好的穩(wěn)定性和可靠性，其工作頻段在470MHz～860MHz，工作狀態(tài)為AB類；要求增益大于10dB，交調(diào)抑制小于－35dB，噪聲功率密度大于130dBc／Hz。本文采用最新的LDMOS FET器件，及平衡放大電路結(jié)構(gòu)?熏設計數(shù)字電視發(fā)射機中的驅(qū)動級功率放大器，經(jīng)過優(yōu)化和調(diào)試，滿足系統(tǒng)要求。

圖2 輸入匹配網(wǎng)絡拓撲圖

1 功率放大器設計

1．1功率放大器的放大芯片選型

本文采用摩托羅拉LDMOS FET器件MRF373作為功放的放大芯片。該芯片在線性、增益和輸出能力上相對于BJT器件有較大的提升，使發(fā)射機的可靠性和可維護性大大提高。與傳統(tǒng)的分米波雙極型功放管相比，LDMOS FET具有以下顯著優(yōu)點：

·可以在高駐波比（VSWR＝10：1）情況下工作；

·增益高（典型值13dB）；

·飽和曲線平滑，有利于模擬和數(shù)字電視射頻信號放大；

·可以承受大的過驅(qū)動功率，特別適用于DVB－T中COFDM調(diào)制的多載波信號；

·偏置電路簡單，無需復雜的帶正溫度補償?shù)挠性吹妥杩蛊秒娐贰?/p>

圖3 輸出匹配網(wǎng)絡拓撲圖

    LDMOS制造工藝結(jié)合了BPT和砷化鎵工藝。與標準MOS工藝不同的是，在器件封裝上，LDMOS沒有采用BeO氧化鈹隔離層，而是直接硬接在襯底上，導熱性能得到改善，提高了器件的耐高溫性，大大延長了器件壽命。由于LDMOS管的負溫效應，其漏電流在受熱時自動均流，而不會象雙極型管的正溫度效應在收集極電流局部形成熱點，從而管子不易損壞。所以LDMOS管大大加強了負載失配和過激勵的承受能力。同樣由于LDMOS管的自動均流作用，其輸入－輸出特性曲線在1dB壓縮點（大信號運用的飽和區(qū)段）下彎較緩，所以動態(tài)范圍變寬，有利于模擬和數(shù)字電視射頻信號放大。LDMOS在小信號放大時近似線性，幾乎沒有交調(diào)失真，很大程度簡化了校正電路。MOS器件的直流柵極電流幾乎為零，偏置電路簡單，無需復雜的帶正溫度補償?shù)挠性吹妥杩蛊秒娐贰?/p>

1．2 電路結(jié)構(gòu)選擇及比較

小信號S參數(shù)可以用于甲類放大器的設計，也就是要求信號的放大基本限制在晶體管的線性區(qū)域。然而，涉及到大功率放大器時，由于放大器工作在非線性區(qū)，所以小信號通常近似無效。此時必須求得晶體管的大信號S參數(shù)或阻抗，以得到合理的設計效果。

一般說來，甲類工作狀態(tài)失真系數(shù)最小，具有良好的線性度。但是在大功率應用情況下，由于甲類工作狀態(tài)的效率低（50％）而不適用。采用甲乙類推挽放大器的電路形式，可以得到與甲類放大器相近的線性指標。

推挽電路形式由兩個獨立且無任何內(nèi)部連接的單管放大器構(gòu)成，通過兩個巴倫進行功率的矢量分配與合成。由于巴倫本身具有變阻的特點，因此大大降低了變阻比帶來的阻抗匹配的困難，且巴倫對于偶次諧波具有很好的抑制作用。但是由于巴倫兩邊間隔過小，兩路相互影響較大，所以應用巴倫結(jié)構(gòu)的放大器穩(wěn)定性較差，且該電路的輸入和輸出駐波比較差。

本文采用平衡放大器的形式，結(jié)構(gòu)如圖1所示。其工作原理與巴倫結(jié)構(gòu)的電路相似，但是由于3dB電橋的應用，使得兩路射頻信號之間隔離較好，有利于兩個端口的匹配。相對于單管放大器結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點如表1。

表1 平衡放大器與單管放大器特性比較

特   性平衡放大器單管放大器輸入輸出反射好較差噪聲特性較好較差長期穩(wěn)定性好較差元件離散性對放大電路影響

較小較大

1．3 匹配網(wǎng)絡設計

由于MRF373沒有提供內(nèi)匹配，所以要在放大電路中構(gòu)建匹配網(wǎng)絡。數(shù)字電視反射系統(tǒng)中的放大電路工作在470MHz～860MHz，需要在寬頻帶范圍內(nèi)實現(xiàn)阻抗匹配。寬帶放大器匹配電路設計的基本思想是：在放大器的輸入輸出及級間都采用電抗匹配網(wǎng)絡進行多級阻抗變換。該網(wǎng)絡只起匹配作用，不額外損耗功率，可以保證最大的傳輸系數(shù)，對器件特性起均衡作用，并可以滿足系統(tǒng)所需要的帶寬要求。

使用器件的IV曲線或者通過輸出功率、工作電壓等參數(shù)可以確定負載RL。為使輸出功率最大，用RL表示器件的內(nèi)部漏極負載，以此作為輸出匹配電路的目標。如果一個網(wǎng)絡對一個復阻抗有最佳匹配，則網(wǎng)絡的輸出阻抗等于負載阻抗的復數(shù)共軛值?，F(xiàn)在的負載阻抗是純實數(shù)RL，所以最佳輸出匹配電路反映到器件漏極負載的阻抗是RL的復數(shù)共軛值，即：

RL＝（VDD－VDS（sat））2／2P

其中VDD是工作電壓，VDS（sat）是拐點電壓，P是輸出功率。

根據(jù)上式可以算出，MRF373的RL大約為6Ω。

本文中的放大電路采用分離元件和分布參數(shù)元件混合使用的方法。由于電感比電容有更高的熱損耗，所以在此類電路中通常避免使用電感，而使用高阻抗的傳輸線代替。混合類型的匹配網(wǎng)絡通常包括幾段串連的傳輸線以及間隔配置的并聯(lián)電容。該放大器的輸入匹配部分采用了四節(jié)連阻抗變換，輸出匹配采用五節(jié)連阻抗變換的混合電路形式。輸入、輸出匹配網(wǎng)絡拓撲圖如圖2、圖3所示。

2 電路優(yōu)化與仿真結(jié)果

由于數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)要求放大電路必須工作在線性放大狀態(tài)，可以用小信號S參數(shù)法分析。借助器件廠商提供的小信號S參數(shù)文件，可以用ADS對整個電路進行小信號S參數(shù)仿真，得到小信號增益、端口匹配、隔離及穩(wěn)定因子K。表2為MRF373在（Vce＝26V、Ic＝500mA）下的S參數(shù)。

表2 MRF373在（Vce=26V Ic=500mA）下的S參數(shù)

f/GHz

S11

S21

S12

S22

0.5

0.824<-160°

5.02<59°

0.029<-21°

0.627<-143°

0.7

0.851<-168°

3.27<44°

0.023<-30°

0.706<-151°

0.9

0.875<-173°

2.29<32°

0.017<-35°

0.768<-159°

1.0

0.885<-176°

1.95<27°

0.015<-34°

0.793<-162°

用ADS進行電路仿真并不能達到設計要求，需在此基礎(chǔ)上進行電路優(yōu)化。當只有小信號S參數(shù)作為模型來設計功率放大器時，電路優(yōu)化的步驟一般為：首先盡可能以RL（相對最大輸出功率的負載電阻）匹配為目標，優(yōu)化和確定輸出匹配電路元件值；然后再優(yōu)化輸入匹配電路的元件值，改善增益和輸入匹配電路。需要注意的是：在優(yōu)化前，必須得到盡可能完整的輸出電路模型，然后在工作頻率下對其優(yōu)化，達到與RL的最佳匹配。圖4為放大電路的仿真結(jié)果，圖5為電路最終優(yōu)化結(jié)果。

功率計范文第4篇

關(guān)鍵詞：無功功率；功率因數(shù)；無功補償技術(shù)

中圖分類號：TM46文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2009）07-0110-02

一、無功功率和功率因數(shù)的定義

（一）有功功率和無功功率

在交流電路中，由電源供給負載的電功率有兩種：一種是有功功率，一種是無功功率。有功功率是保持用電設備正常運行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為機械能、光能、熱能等的電功率。無功功率比較抽象，它是用于電路內(nèi)電場與磁場的交換，并用來在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。它不對外做功，但是只要有電磁線圈的電氣設備，就要消耗無功功率。

（二）功率因數(shù)

電網(wǎng)中的電力負荷如電動機、變壓器等，屬于既有電阻又有電感的電感性負載。電感性負載的電壓和電流的相量間存在著一個相位差，這個相位差（Φ）的余弦叫做功率因數(shù)，用符號cosΦ表示，在數(shù)值上功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S。功率因數(shù)反映了電源輸出的視在功率被有效利用的程度，我們希望的是功率因數(shù)越大越好。只有把電路中的無功功率降到最小，才能將視在功率大部分用來供給有功功率，改善供電效率。

二、無功功率的產(chǎn)生和作用

（一）無功功率的產(chǎn)生

在具有電感或電容的電路中，在每半個周期內(nèi)，電感（或電容）把電源能量變成磁場（或電場）能量貯存起來，然后再把貯存的磁場（或電場）能量釋放返回給電源。這種情況下只是進行能量的交換，并沒有真正消耗能量，我們把這個交換的功率值稱為無功功率。正因為如此，無功功率比較抽象，它在電路中來回流動。盡管無功功率說明一個元件的平均功率為零，但它代表了在電感或電容中儲存及釋放磁場能量或電場能量所需要的真實功率。電力網(wǎng)中，在電源、電感元件和電容元件之間發(fā)生能量的交換。與無功功率相關(guān)的能量是儲存的電感性及電容性能量之和。

（二）無功功率的作用

無功功率決不是無用功率，它的用處很大。電動機需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而帶動機械運動，電動機的轉(zhuǎn)子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場，在二次線圈感應出電壓。因此，沒有無功功率，電動機就不會轉(zhuǎn)動，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會吸合。

三、無功功率的危害

盡管無功功率說明一個元件的平均功率為零，但它代表了在電感或電容中儲存及釋放磁場能量或電場能量所需要的真實功率。電力系統(tǒng)中某些點之間由于無功功率不斷來回地交換引起發(fā)電、輸電及供配電設備上的電壓損耗及功率損失。由于電力系統(tǒng)的效率及電壓調(diào)整十分重要，因此無功功率在電力系統(tǒng)的傳輸是頭等重要的。

無功功率的增加，會導致電流增大和視在功率增加，從而使發(fā)電機、變壓器及其他電氣設備容量和導線容量增加，也降低了發(fā)電機的有功功率的輸出，降低了輸變電設備的供電能力。無功功率的增加，使總電流增大，因而使設備及線路的損耗增加，這是顯而易見的。無功功率的增加，使線路及變壓器的電壓降增大，如果是沖擊性無功功率負載，還會使電壓產(chǎn)生劇烈波動，使供電質(zhì)量嚴重降低。

無功功率還造成了低功率因數(shù)運行和電壓下降，使電氣設備容量得不到充分發(fā)揮。所以我們要盡量減小無功功率的影響：（1）大量的電感性設備，如異步電動機、感應電爐、交流電焊機等設備是無功功率的主要消耗者。所以要改善異步電動機的功率因數(shù)就要防止電動機的空載運行并盡可能提高負載率；（2）變壓器消耗的無功功率一般約為其額定容量的10%～15%，它的空載無功功率約為滿載時的1/3。因而，為了改善電力系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器不應空載運行或長期處于低負載運行狀態(tài)；（3）供電電壓超出規(guī)定范圍也會對功率因數(shù)造成很大的影響。當供電電壓高于額定值的10%時，由于磁路飽和的影響，無功功率將增長得很快，所以應當采取措施使電力系統(tǒng)的供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。

當然，上述這些措施只是從一定程度上減小了無功功率的危害，如果要從根本上減小無功功率的影響，改善功率因數(shù)的話，我們需要引入無功功率補償技術(shù)。

四、無功功率補償

（一）無功功率的補償原理

設補償后無功功率為Qc,使電源輸送的無功功率減少為Q’=Q-Qc,功率因數(shù)由cosΦ提高到cosΦ’,視在功率S減少到S’,視在功率的減小可相應減小供電線路的截面和變壓器的容量，降低供用電設備的投資。

可知，采用無功補償措施后，因為通過電力網(wǎng)無功功率的減少，降低了電力網(wǎng)中的電壓損耗，提高了用戶的電壓質(zhì)量。由于越靠近線路末端，線路的電抗X越大，因此越靠近線路末端裝設無功補償裝置效果越好。

（二）無功補償?shù)淖饔?/p>

1．提高電網(wǎng)及負載的功率因數(shù)，降低設備所需容量，減少不必要的損耗；

2．穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，提高電網(wǎng)質(zhì)量，而在長距離輸電線路中安裝合適的無功補償裝置可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性及輸電能力；

3．在三相負載不平衡的場合，可對三相視在功率起到平衡作用。

（三）低壓網(wǎng)無功補償?shù)囊话惴椒?/p>

低壓無功補償我們通常采用的方法主要有三種：隨機補償、隨器補償、跟蹤補償。下面簡單介紹這三種補償方式的適用范圍及使用該種補償方式的優(yōu)缺點：

1．隨機補償。隨機補償就是將低壓電容器組與電動機并接，通過控制、保護裝置與電機，同時投切。隨機補償適用于補償電動機的無功消耗，以補償磁無功為主，此種方式可較好地限制農(nóng)網(wǎng)無功峰荷。

隨機補償?shù)膬?yōu)點是：用電設備運行時，無功補償投入，用電設備停運時，補償設備也退出，而且不需頻繁調(diào)整補償容量。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護簡單、事故率低等特點。

2．隨器補償。隨器補償是指將低壓電容器通過低壓保險接在配電變壓器二次側(cè)，以補償配電變壓器空載無功的補償方式。配變在輕載或空載時的無功負荷主要是變壓器的空載勵磁無功，配變空載無功是農(nóng)網(wǎng)無功負荷的主要部分，對于輕負載的配變而言，這部分損耗占供電量的比例很大，從而導致電費單價的增加，不利于電費的同網(wǎng)同價。

隨器補償?shù)膬?yōu)點是：接線簡單、維護管理方便、能有效地補償配變空載無功，限制農(nóng)網(wǎng)無功基荷，使該部分無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低無功網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟性，是目前補償無功最有效的手段之一。

3．跟蹤補償。跟蹤補償是指以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，將低壓電容器組補償在大用戶0.4kv母線上的補償方式。適用于100kVA以上的專用配變用戶，可以替代隨機、隨器兩種補償方式，補償效果好。

跟蹤補償?shù)膬?yōu)點是：運行方式靈活，運行維護工作量小，比前兩種補償方式壽命相對延長、運行更可靠。但缺點是控制保護裝置復雜、首期投資相對較大。但當這三種補償方式的經(jīng)濟性接近時，應優(yōu)先選用跟蹤補償方式。

五、結(jié)論

本文簡單討論了無功功率的定義、產(chǎn)生，分析了無功功率的作用及危害，并從原理上分析了無功補償技術(shù)，探討了幾種低壓無功補償技術(shù)的優(yōu)缺點。本文對于了解無功功率以及進行無功補償具有一定的指導意義。

參考文獻

[1]陳允平，等．基于任意周期電壓電流的無功功率定義及其數(shù)學模型[J]．中國電機工程學報，2006，26（4）．

[2]吳捷，等．交流異步電動機無功功率補償?shù)募夹g(shù)探討[J]．云南電力技術(shù)，2007，35（4）．

功率計范文第5篇

弄清了實際值與額定值的聯(lián)系與區(qū)別后，怎樣根據(jù)用電器的額定值來求解其實際值呢？我們來看下面幾個例子.

例1一只“220 V 40 W”的白熾燈，把它接到220 V的家庭電路中，其實際功率為多少？

分析把該燈直接接到220 V的家庭電路中，則該燈兩端的實際電壓就是220 V，剛好等于其額定電壓，此時燈泡正常發(fā)光，它的實際功率就等于它的額定功率40 W.

例2兩只“220 V 40 W”的白熾燈串聯(lián)后，接到220 V的家庭電路中，電路消耗的總功率是多少？

分析兩只燈泡串聯(lián)，串聯(lián)分壓，電阻大的用電器分的電壓更多，而現(xiàn)在的兩只燈泡規(guī)格相同，所以平分電源電壓，即每只燈泡兩端的實際電壓都為110 V.它們的實際電壓都比額定電壓小，兩燈都比正常發(fā)光更暗，它們的實際功率都比額定功率40 W更小，其實際功率為多大呢？

解因為U實1=U實2=12U總=12×220=110 V,

R1=R2=U2額P額=220240=1210 Ω,

所以P實1=P實2=U2實R=11021210=10 W,

P總=P實1+P實2=10+10=20 W.

類似的問題如教科版九年級物理上冊教材第89頁例題：“有一只2.5 V 0.3 A的小燈泡，當其兩端的實際電壓為2 V時，其實際功率為多少？當其兩端的實際電壓為3 V時，其實際功率又為多少？”此題的解法與上題解題過程相同：

1.先由額定值求出其燈絲電阻值：

R=U額I額=2.50.3=253 Ω;

2.再根據(jù)實際電壓求出其實際功率：

P實1=U2實1 R=2225/3=0.48 W,

P實2=U2實2 R=3225/3=1.08 W.

當然，我們在做上述例題時，有一個細節(jié)不知大家注意到?jīng)]有.比如在例2中我們先由額定值求出其燈絲電阻值

R1=R2=U2額P額=220240=1210 Ω，

很明顯，公式中我們代入的是燈泡的額定電壓220 V和額定功率40 W，所以計算出來的電阻就是燈泡正常發(fā)光時的額定電阻.

而P實1=P實2=U2實R=11021210=10 W的計算中，由于電壓值代入的是實際電壓110 V，所以按道理，電阻值也應該代入這個時候(電壓為110 V)的電阻，而我們依然代入燈泡的額定電阻1210 Ω，問題是燈泡在220 V的電壓下正常發(fā)光時(溫度約為2400 ℃左右)的電阻與燈泡在110V的電壓下工作(亮度明顯更暗，燈絲溫度明顯低得多)時的電阻會相同嗎？很明顯，由于燈絲溫度變化太大，燈絲電阻變化肯定較大(110 V時的燈絲電阻更小)，而我們在計算時，不管燈泡是否正常發(fā)光，再亮還是再暗，都認為燈絲電阻始終不變，這其實是一個近似條件.正是因為近似地認為實際電阻與額定電阻相等這個橋梁紐帶的作用，才把實際值與額定值聯(lián)系起來.如果不是認為燈絲電阻不變，則實際值與額定值沒有任何聯(lián)系，也就無法由額定值來求出實際值了.

通過上述例子，我們不難總結(jié)出用電器的額定值的作用.即題目中給出的“220 V 40 W”或“2.5 V 0.3 A”等額定值，其作用有兩個：(1)當用電器正常工作時，額定值可以代入任何公式中；(2)當用電器不能正常工作時，額定值的唯一作用就是求其電阻.如已知“220 V 40 W”，則

R=U2額P額=220240=1210 Ω，

已知“2.5 V 0.3 A”，則

R=U額I額=2.50.3=253 Ω，

且求出其燈絲電阻之后，其電阻值認為是始終不變的.

我們再進一步分析，

因為R額=U2額P額，R實=U2實P實，

所以U2額P額=U2實P實，

即P實 =U2實U2額•P額=(U實U額)2•P額.

也就是說，若實際電壓是額定電壓的12，則實際功率是額定功率的12的12(即14)；若實際電壓是額定電壓的13，則實際功率是額定功率的19，以此類推.運用這種方法我們就可以很快地解決相關(guān)的填空題和選擇題.我們再來看上述例題1：由于兩燈串聯(lián)且規(guī)格相同，所以串聯(lián)分壓且平分電源電壓，每只燈泡兩端的實際電壓均為110 V，其實際電壓110 V為額定電壓220 V的12，則其實際功率是額定功率40 W的14，即實際功率為10 W；再如一只“6 V 3 W”的礦燈，若其兩端的實際電壓為3 V，則我們很快就知道其實際功率為0.75 W.

當然，如果實際電壓與額定電壓之間沒有明顯的倍數(shù)關(guān)系，我們就只能從額定值中來求出其電阻值了.

例3一只“3 V 1 W”小燈泡L1和一只“6 V 2 W”的小燈泡L2串聯(lián)后接到6 V的電路中，求兩只燈泡的實際功率分別是多少？

分析由于兩只都不能正常發(fā)光，所以它們的額定值的唯一作用就是求出其電阻值，再求出電路中的電流，最后計算出它們的實際功率.

(1)先由額定值分別求出燈絲電阻：

R1=U2額1P額1=321=9 Ω;

R2=U2額2P額2=622=18 Ω；

R總=R1+R2=9+18=27 Ω；

(2)再求出電路中的電流：

I實1=I實2=U總R總=627 A;

(3)最后求出它們的實際功率：

P實1=I2實1•R1=(627)2•9≈0.44 W;