采用 Perception 软件计算功率

电流和带有余弦的源电压在稳定状态下如图 1.1 所示。

(2.01)

电流和电压之间的相位差来自消费阻抗，当这些条件被满足时，瞬时功率由下式计算。

(2.02)

图2.1 显示了 瞬时功率 p(t) 的曲线图。 时间曲线和进一步的功率计算可通过 Perception 软件完成。结果可通过 Workbench 验证: AC_power_1.pVWB.

瞬时功率 p(t) 以 两倍的平均值，角频率 2ω 进行震荡。平均值等于消费端吸收的有效功率。

(2.03)

通过 瞬时功率 p(t) 的平均值可以计算出 有效功率。 在持续周期T中，平均值可计算得出， @CycleMean( ) 命令就用于此。正确地测量持续周期是非常重要的。电流曲线可通过命令@CycleDetect( )完成。这个命令生成一个 时间函数周期，在正半周震荡时，返回 a 1 ，在负半周产生 a -1。这是一个检测周期是否被正确测量的简便方法。

在电能技术中，视在功率 S 用作设计传输设备（电缆和变压器等），功率转换器（电气设备）的一个粗略的指南。 电压 U_rms 和电流 I_rms 的有效值用于计算视在功率。以下计算适合正弦和余弦值。

(2.04)

视在功率可以通过有效值获得

(2.05)

无功功率 Q 可通过等式

(2.06)

有效功率和视在功率的比值称之为 功率系数。

(2.07)

其用于能源转换的评价，数值在0到1之间。对于正弦值，功率系数 λ 等于移位因子 cosφ。 I如果功率系数 λ= 0, 代表着没有功率传递。如果功率系数 λ= 1, 只有有效功率被传递。

下面这个简单的例子用于非 正弦值的功率 。源电压

(3.01)

应该继续被余弦。曲线图标应该包括电压的 基本振荡 和 高次谐波。

(3.02)

整体的有效值可以通过各次谐波振荡的振幅和有效值计算得出。

(3.03)

先前计算的余弦波电压 U_rms=û/√2 的有效值用于表示 视在功率。

(3.04)

等式 2.03 显示 有效功率 仅由电流基波产生。在这种情况下，电流谐波振荡没有贡献有效功率。

(3.05)

在这种特殊情况下，功率系数为

(3.06)

这显示 来自电流的附加谐波振荡功率因数 λ 小于基本振荡位移因子 cosφ₁ 的值。

按照等式 (3.07)，视在功率S 被分为基本视在功率 S₁ 和 失真的无功功率 D.

(3.07)

基本视在功率 S₁ 包括 实际功率 P 交互和 基本震荡无功功率Q₁.

因为这些功率值是正交的相互关系, 图 3.1 表示了这些关系。

这些功率变量都可以通过 Perception 软件计算出。电压和电流曲线如下获得:

(3.08)

相应的时间曲线在 图 3.2 中表示，在这种情况下，视在功率为:

(3.09)

只有电流基波产生基波功率.

(3.10)

有功功率的计算值是:

(3.11)

视在功率 S 和 有功功率 P可以计算出总的无功功率。

(3.12)

基本功率 由 电流基本震荡产生:

(3.13)

总的无功功率 Q和 基本无功功率 Q₁ 可以用于计算出失真的无功功率。

(3.14)

功率系数结果 为:

(3.15)