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(已结贴)工控求职面试题擂台第四十一期—三相电机有功功率问题? 点击:1029 | 回复:23



玻璃的心

    
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发表于:2012-04-15 23:35:37
楼主

       已知三相电机有功功率计算公式:P=1.732×U×I×cosφ,请解释一下为什么不是P=U×I×cosφ?1.732是如何推导出来的?

 

 

工控求职面试题擂台每周一期每期一到两题,内容旨在服务于即将毕业的面临找工作的工控学子们,但是打擂者不限,只要求能给出完整的,尽可能的详细的答案即可,打擂者可以根据兴趣随便选择一题作答,也可两题一起做答,结果按较好题给分。本期下周结贴。奖项设置:一等奖1名:20MP,二等奖4名:10MP,三等奖10名:100积分。

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发表于:2012-04-16 07:50:44
1楼
对于电动机绕组有星型和三角形两种接法,在后者接法中线电流是相电流的1.732倍,线电压等于相电压;在前者接法中线电压等于1.732倍相电压,线电流等于相电流。所以在计算电动机功率中就有公式:P=1.732×U×I×cosφ。

水中鱼 --王者之师

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发表于:2012-04-16 12:13:43
2楼
      因为视在功率=线电压×线电流。视在功率×功率因数=有功功率。有功功率=线电压×线电流×功率因数。
      三相电机在星接时,流过绕组的电流是线电流,电压是相电压是根号3倍线电压。
      三相电机在三角形接时,流过绕组的电流是相电流是根号3倍的线电流,电压是线电压。所以其额定功率=√3×额定电压×额定电流×功率因数
      I*COSφ的分量方向和U相同  UL(相电压)=U(线电压)/根号3 
      PL(每相功率)=UL*I*COSφ
      P(三相功率)=3*PL=3*UL*I*COSφ=3*(U(线电压)/根号3)*I*COSφ
                =1.732(根号3)*U*I*COSφ

zxywkq

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发表于:2012-04-16 21:28:00
3楼

设:

Upa(t)=1.42UpSinωt

Ipa(t)=1.42IpSin(ωt-φ)

则:

Upb(t)=1.42UpSin(ωt-2/3π)

Ipb(t)=1.42IpSinωt(ωt-2/3π-φ)

Upc(t)=1.42UpSin(ωt+2/3π)

Ipc(t)=1.42IpSinωt(ωt+2/3π-φ)

三相总瞬时功率:

P(t)=1.42UpSinωt×1.42IpSin(ωt-φ)+1.42UpSin(ωt-2/3π)×1.42IpSinωt(ωt-2/3π-φ)+1.42 UpSin(ωt+2/3π)×1.42IpSin(ωt+2/3π-φ)

=UpIpCOSφ-COS(2ωt-φ)+UpIpCOSφ-COS(2ωt2/3π-φ)】+UpIpCOSφ-COS(2ωt-2/3π-φ)

=UpIp3COSφ-COS(2ωt-φ)-COS(2ωt2/3π-φ)-COS(2ωt-2/3π-φ)

COS(2ωt-φ)COS(2ωt2/3π-φ)COS(2ωt-2/3π-φ)=0

所以P(t)=3UpIpCOSφ

如果是三角形接法:Ip=I

P(t)=3UpIpCOSφ=3×U/1.73×I×COSφ=1.73UICOSφ

如果是星形接法:Up=U

P(t)=3UpIpCOSφ=3×I/1.73×U×COSφ=1.73UICOSφ

所以不论是星形还是三角形其结果都是一样的,即:

P(t)=3UpIpCOSφ=1.73UICOSφ

注:1.42是指根号2,1.73是指根号3,Upa(t)  Upb(t)  Upc(t)为每相正弦交流电最大值,Up  Ip为每相正弦交流电有效值,它们之间是根号2的关系,U  I 为线电压线电流

今生缘

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发表于:2012-04-16 22:38:13
4楼

这题偶会,先举手占个位子。。。。

EBN战略军团-ngking

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发表于:2012-04-17 09:46:47
5楼

楼上的都很详细,可以简单的这样理解:

单相电功率 P=U*I,但在实际当中还有个功率因素 COSΦ的存在,所以其有效功率 P= U*I*COSΦ 三相电是旋转的磁场产生电能,是正弦波交流电,须乘个根号3,三相电的U也 是线电压380V,即1.732* 220V,COSΦ是功率因素,表示有功是多少,取值范围是<=1.0

冰的临界点

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发表于:2012-04-17 15:14:54
6楼

功率分三种功率,有功功率P、无功功率Q和视在功率S。
   】电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号cosΦ表示,在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即cosΦ=P/S
    三种功率和功率因素cosΦ是一个直角功率三角形关系:两个直角边是有功功率、无功功率,斜边是视在功率。
    有功功率平方+无功功率平方=视在功率平方。
    三相负荷中,任何时候这三种功率总是同时存在:
    视在功率S=1.732UI
    有功功率P=1.732UIcosΦ
    无功功率Q=1.732UIsinΦ
    功率因数cosΦ=P/S
    sinΦ=Q/S

1.732为三相的意思,1.732是sqrt(3),即P=sqrt(3)UIcosΦ

wyb2866255---王者之师

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发表于:2012-04-17 21:49:09
7楼

公式P=1.732×U×I×cosφ 中的UI 是三相电的线电压与线电流,cosφ 为电机的功率因数,电机绕组为感性负载,其φ 为绕组的阻抗角。

 电机的每相绕组的有功功率Px=Ux·Ix·cosφ    UxIx 为绕组的相电压与相电流,电机共有3个绕组,故:

 

iceboy851013

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发表于:2012-04-18 13:36:33
8楼

因为这是三相啊,所以要有1.732啊。如果是单相的话,就不用乘以1.732了

jona

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发表于:2012-04-18 20:23:42
9楼
太复杂了!电机的有功功率P=3*U相*I相*cosΦ=1.732*U线*I线*cosΦ 如果是星星接法: U线=1.732*U相,I线=I相如果是三角形接法: U线=U相,I线=1.732*I相因为1.732*1.732=3 上面等式总成立。证毕!

玻璃的心

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发表于:2012-04-18 20:34:17
10楼
此问题貌似简单,其实不简单啊

刘阳和

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发表于:2012-04-19 16:23:10
11楼
解析式,函数,120度,一定有根号3.即1.732

JJJ18201

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发表于:2012-04-20 08:38:34
12楼
回复内容:
对:wyb2866255---王者之师关于公式:P=1.732×U×I×cosφ 中的U与I 是三相电的线电压与线电流,cosφ 为电机的功率因数,电机绕组为感性负载,其φ 为绕组的阻抗角。 电机的每相绕组的有功功率Px=Ux·Ix·cosφ    其Ux与Ix 为绕组的相电压与相电流,电机共有3个绕组,故: 内容的回复:

不错,有王者风范。

刘志斌

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发表于:2012-04-20 18:28:54
13楼

已知三相电机有功功率计算公式:P=1.732×U×I×cosφ,请解释一下为什么不是P=U×I×cosφ?1.732是如何推导出来的?

 

1、三相电机是三相对称负载;

2、三相对称负载的有功功率,可以计算1相负载的有功功率,再乘以3:

P=3×U 相×I 相×cosφ相   

3、可是我们往往知道的是电机的线电压U线,线电流I 线,而且也不知道三相电机绕组是什么接法,怎么办?

4、不要紧,我们先假设,电机是Y接的:

U相=1/√3 U线 ,I 相=I 线 ,所以

P=3×U 相×I 相×cosφ相  

 =3×(1/√3 U线)×I 线×cosφ相

 =√3 ×U线×I 线×cosφ相

 

刘志斌

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发表于:2012-04-20 18:31:37
14楼
5、不要紧,我们再假设,电机是△接的:

U相=U线 ,I 相=1/√3 I 线 ,所以

P=3×U 相×I 相×cosφ相  

 =3× U线×(1/√3I 线)×cosφ相

 =√3 ×U线×I 线×cosφ相

刘志斌

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发表于:2012-04-20 18:34:28
15楼

6、从4、5知道,三相对称负载的有功功率,不管是什么接法,只要用线电压、线电流,就是一个公式:

P=√3 ×U线×I 线×cosφ相

东山脚下

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发表于:2012-04-20 19:03:51
16楼

看三相电机的有功功率,我认为应该从三相电源的电压和电流上找原因,

对于三相电源,其接法无外乎两种,星形和三角形,

对于星形的电源接法,线电流等于相电流,而线电压和相电压的关系由于相位的差异,有一个1.732的倍数差异,所以导致功率的1.732倍数差异,

对于三角形的电源接法,线电压等于相电压,而线电流和相电流有一个1.732的倍数差异,从而也导致了功率1.732的倍数关系,

综上所述,根本原因还是三相电源的特点,导致了功率上的倍数差异。

刘志斌

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发表于:2012-04-20 19:32:40
17楼

7、这个证明的关键是:

1)Y接时,U相=1/√3 U线 ,I 相=I 线 ;

2)△接时,U相=U线 ,I 相=1/√3 I 线;

8、如果你不清楚,请看图:

刘志斌

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发表于:2012-04-21 15:29:41
18楼

9、解三角形:

1)U线=2×【(√3/2)×U相】 = √3×U相      U相=1/√3 U线;

2)I 线=2×【(√3/2)×I 相】 = √3×I 相      I 相=1/√3 I 线;

刘志斌

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发表于:2012-04-21 18:55:56
19楼

3)Y 接图中,可直接观察出 I 线=I 相;

    △接图中,可直接观察出 U线=U相;

dongguoxiansheng

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发表于:2012-04-23 23:32:28
20楼
P=1.732×U×I×cosφ,  1.732=√3,拿直流电说事,我们知道直流电的电功率,是电流乘以电压,也就是.V×I=P,单相交流电同理,是因为我们在电流表上,看到读数是交流电的平均值,,也就是说 既不是最大值,也不是最小值,再说三相电功率,交流电机不论是电动机,或者是发电机,它的绕组互为120度均匀布置在,定子或者转子上,三相电压随 “转速”“时间”有最小到最大再到最小,有正到负,有负到正,三相电压互为120角度,交替变化,三相电压在一个时间里,只有一相到达最大值,这就是1.732的由来,我们也可以用计量表来说明这一问题

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