三相电力
电力
电力 被定义为在电路中做功的速率。换句话说，电功率是电路中单位时间膨胀的能量，即
电力，
$$\mathrm{p=\frac{Work\:Done}{Time}\:\:\:\:...(1)}$$
电功率以瓦特 (W) 为单位。
三相电力
由于单相瞬时功率（对于滞后负载）由下式给出，
$$\mathrm{p=\frac{V_{m}I_{m}}{2}\cos\varphi-\frac{V_{m}I_{m}}{2}\cos(2\omega\: t-\varphi)}$$
如果电压和电流的均方根值分别为 V 和 I，则
$$\mathrm{p=VI\cos\varphi-VI\cos(2\omega\:t-\varphi)\:\:\:\:...(2)}$$
现在，考虑一个平衡的三相系统，那么上述表达式可以适用于三相系统的三相中的每一相。因此，三相瞬时功率可写为，
$$\mathrm{p_{R}=V_{ph}I_{ph}\cos\varphi-V_{ph}I_{ph}\cos(2\omega\:t-\varphi)\:\:\: ...(3)}$$
$$\mathrm{p_{Y}=V_{ph}I_{ph}\cos\varphi-V_{ph}I_{ph}\cos(2\omega\:t-\varphi-120^{\circ} )\:\:\:...(3)\:\:\:...(4)}$$
$$\mathrm{p_{H}=V_{ph}I_{ph}\cos\varphi-V_{ph}I_{ph}\cos(2\omega\:t-\varphi-240^{\circ} )\:\:\:...(3)\:\:\:...(5)}$$
其中，V ph和I ph分别为相电压和电流的有效值。
因此，总的三相瞬时功率为，
$$\mathrm{p=P_{R}+P_{Y}+P_{H}}$$
$$\mathrm{\Rightarrow\:p=[V_{ph}I_{ph}\cos\varphi-V_{ph}I_{ph}\cos(2\omega\:t-\varphi)]+[V_ {ph}I_{ph}\cos\varphi-V_{ph}I_{ph}\cos(2\omega\:t-\varphi-120^{\circ})]+[V_{ph}I_{ph }\cos\varphi-V_{ph}I_{ph}\cos(2\omega\:t-\varphi-240^{\circ})]}$$
$$\mathrm{\Rightarrow\:p=3V_{ph}I_{ph}\cos\varphi-V_{ph}I_{ph}\begin{bmatrix}\cos(2\omega\:t-\varphi) \\+\cos(2\omega\:t-\varphi-120^{\circ}\\+\cos(2\omega\:t-\varphi-240^{\circ} \end{bmatrix}} $$
$$\mathrm{\because\begin{bmatrix}\cos(2\omega\:t-\varphi) \\+\cos(2\omega\:t-\varphi-120^{\circ}\\+ \cos(2\omega\:t-\varphi-240^{\circ} \end{bmatrix}=0}$$
$$\mathrm{\therefore\:p=3V_{ph}I_{ph}\cos\varphi\:\:\:...(6)}$$
$$\Rightarrow\:p=\sqrt{3}V_{L}I_{L}\cos\varphi\:\:\:...(7)$$
其中，V L和I L分别是线电压和线电流。
从 eqns。(6)和(7)，显然三相瞬时功率是恒定的，不随电源频率变化。
因此，平均三相功率将为，
$$\mathrm{P=\frac{1}{2\pi}\int_{0}^{2\pi}p\:d\omega\:t=\frac{1}{2\pi}\int_ {0}^{2\pi}\sqrt{3}V_{L}I_{L}\cos\varphi\:d\omega\:t}$$
$$\mathrm{\Rightarrow\:P=\sqrt{3}V_{L}I_{L}\cos\varphi\:\:\:\:...(8)}$$
数值示例
确定功率因数为 0.85 的三相负载连接到线电压为 415 V、50 Hz 的三相电源时所消耗的功率。每条线路中的电流为 4 A。
解决方案-
三相功率由下式给出，
$$\mathrm{P=\sqrt{3}V_{L}I_{L}\cos\varphi}$$
$$\mathrm{P=\sqrt{3}\times\:415\times\:4\times\:0.85=2443.85\:W}$$
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