独立运行的同步发电机的，整流负载，功率因数到底是怎么确定的？

电机小学生

小弟在这里问一个基础的问题

一台独立运行的电励磁同步发电机  经过二极管整流     再逆变  接一台电动机

若下图所示（没有画图的工具，画图板随意勾画的，见笑了）




1  一般按常识，发电机的功率因数是由负载的阻抗性质决定的  ，那么这个接整流-逆变（交直交）-电动机 的环节，功率因数是怎么确定的？

2 在我电机设计阶段，用户只给了容量，电压等  ，那我直接将功率因数定为某值，在按这一功率因数来确定励磁电流，对于这种工况，这种设计是正确的吗？

3 若整流阶段，我接的不是二极管整流，而是桥式全控整流，那这个功率因数又是怎么定的？


问的问题比较弱，让您见笑了！真的发现自己是电机的小学生啊！哎，，，，，，

最后，非常感谢您的热心回答，非常感谢！

xinjing

这个问题还真没研究过，Mark下，希望大家踊跃发言。

fengxingyun

个人意见，仅供参考：
1.整流桥就是你发电机的的负载，电动机就是你逆变器的负载。如果问发电机的功率因数，那就是整流器决定，如果问逆变器的功率因素，那就是电动机决定。
2.电机设计需要给一个额定值，但是电励磁的需要有一个可调的功率因数范围，即在这个范围内，都是可以正常运行。
3.桥式全控的话，功率因数是可调的。比如加pfc，比如通过控制方式改变实现可调

电机小学生

回复 3# fengxingyun


    首先  感谢  fengxingyun 兄的回答  ，非常感谢！！！

【发电机的功率因数，那就是整流器决定】 这句，请问怎么个决定法，能具体说说吗？

再次感谢！

fengxingyun

多在网上找找嘛，网上挺多整流电路功率因数的文章。

我在网上随便搜索了一下：整流电路的谐波和功率因数，你看看有没有帮助。

不好意思，链接我发不上来，你自己搜索一下吧

电机小学生

回复 5# fengxingyun


    首先 谢谢fengxingyun兄的热心回答，非常感谢！

  和做变流器的人说 ，他说若是用四象限的变流器  ，发电机机 功率因数就是1 ，因为变流器可以补偿功率因数，否者就是由 变流器接的电动机的功率因数决定的  。
   不知道这种说法是否合理。
   小弟对控制所知甚少，让您见笑了！
   
   最后，再次感谢您的热心帮助！

异乡de人

见过说这种整流的功率因数可以用1计算

电机小学生

回复 7# 异乡de人


    谢谢 异乡de人 的人的回答  
我的问题

1 整流部分为不可控桥式整流， 所以就不涉及控制角的问题  .只跟换相角有关，一般算这种接整流负载的功率因数，是有一个迭代换相角的过程，然后由换相角迭代出功率因数来，但一般教科书里都是整流桥+一个阻感负载，但如我图所示，  整流桥+整流电容+逆变（IGBT）+电动机，我不知道这个【整流电容+逆变（IGBT）+电动机】  是否对发电机的功率因数有影响？  因为按照迭代换相角确定功率因数的方法，除了发电机的自身的特性，就是要输出的电流和电压对其有影响，所以我糊涂了。

2 大家老说，全控式整流桥，可以当成功率因数是1的负载，我不明白为什么？

3  在我电机设计阶段，用户只给了容量，电压等  ，那我直接将功率因数定为某值，在按这一功率因数来确定励磁电流，对于这种工况，这种设计是正确的吗？  我对这个方法没底 ？

4 和做变流器的人说 ，他说若是用四象限的变流器  ，发电机机 功率因数就是1 ，因为变流器可以补偿功率因数，否者就是由 变流器接的电动机的功率因数决定的  ，我想不通都 交-直-交 了，这个有直接环节了，  电动机怎么就对发电机的功率因数有影响了呢？

yinduhua

发电机可以用调节励磁电流的方式调节功率因数

电机小学生

回复 9# yinduhua


    谢谢您的回答，我的问题是  ，这个功率因数是由谁确定的 ！
    功率因数当然和励磁电流有关了，这个是毋容置疑的，小弟的问题是  ，这个功率因数是由谁确定的 ！对于独立运行的电励磁发电机，个人的理解是由负载确定的，那么对于这种  整流（不可控桥式整流）+整流电容+逆变（全控IGBT,SPWM）+电动机的负载，到底是这么个意思。
    再次谢谢您的热心回答！

欧阳庆

这个问题真的不知道如何回答才好, 大家都说功率因数是由负载的阻抗角决定,此话应该没问题;但对你要问的问题,依本人之见, 不能统论这个功率因数如何来定, 对电动机端,PF取决于电机所带的负载和电机运行时的工矿而定,对发电机端,可以按你的最初的想法,按某一数值取为发电机的功率因数的要求, 同时,在不满足无功要求的时候,由发电机进行励磁调节,以适当的补偿些无功要求, 中间环节是基本不可控制的, 也就无法真正的改变整个系统的功率因数.

电机小学生

回复 11# 欧阳庆

首先谢谢  欧阳师叔的指导！非常感谢！
您认为
【2 在我电机设计阶段，用户只给了容量，电压等  ，那我直接将功率因数定为某值，在按这一功率因数来确定励磁电流，对于这种工况，这种设计是正确的吗？】

是可行的啦？


我设计一台电机，我当然希望功率因数是1啦，  我就定的是1， 然后我知道工况是我说的   整流(不可控)+整流电容+ 逆变+电动机  ，    我仔细琢磨，觉得功率因数设置为1 ，搞的发电机设计，是最佳的工况，实际工况，但凡不是这个功率因数，对我励磁电流或者负载定子电流都会增大，所以我就想整明白，到底这个功率因数取多少合适  ，在电机设计阶段，是怎么取的？

最后，再次感谢师叔的恩知道！

long98194

1、首先电动机作为最终的负载，按电力系统的有关规定，功率因数不能低于0.9；
2、作为孤网运行的发电机（不可控励磁调节）来讲，必须计算出负载的无功消耗方能决定发电机的功率因数，同时对发电机的转速也很严格的要求，否则频率波动比较大；
3、若整流阶段，接的不是二极管整流，而是桥式全控整流，整流输出有所提高，但是不等于功率因数提高了。我认为可以按常规0.8的功率因数去确定，让发电机励磁调节器具备恒功率因数运行模式即可满足。

欧阳庆

long98194 兄都已经说出了你要的答案, 有一点与之不同的是,对电动机端的功率因数要求高了一点, 但你可以自己在考虑一下,定出个合理的范围.

weibufeng

不懂啊，等大侠们解答了

电机小学生

回复 13# long98194


    首先感谢long98194的热心回答，非常感谢！
    对于您的回答， 小弟有几点疑问，想再次问问

（1）“作为孤网运行的发电机（不可控励磁调节）来讲，必须计算出负载的无功消耗方能决定发电机的功率因数” 如何计算出负载的武功消耗，对于我上面所说的工况，说个思路即可。
（2）“若整流阶段，接的不是二极管整流，而是桥式全控整流，整流输出有所提高，但是不等于功率因数提高了”   整流输出有所提高 ，指的是输出功率有所提高？  为什么有的人说，可控了，功率因数就是1呢？ 这么说有道理吗？
（3）按常规0.8的功率因数来定，这个0.8是怎么来的？  什么工况都是0.8？ 还请具体说说
  （4）“让发电机励磁调节器具备恒功率因数运行模式即可” 中说的“恒功率因数运行模式”是指的的AVR所具备的功能？ 还是说只有我发电机哪个参数满足某一个条件，AVR才能满足这个“恒功率因数运行模式”？

     实在不好意思，问了如此多基本的问题，让你费心了！
     最后，再次感谢您的热心解答！非常非常感谢！

long98194

回复 16# 电机小学生
1、电动机设计时不是有额定功率因数吗？就拿这数据考虑你线路无功损耗和你逆变无功损耗即可以了；
2、建议你去查看电《力电子变流技术》；
3、我国通常发电机0.8功率因数来设计；
4、对！必须恒功率因数运行模式，才能让发电机去跟踪负载无功的变化，对于孤网而言，也就是恒定电压运行模式

欧阳庆

long98194说的很对, 电动机负载发生变化,无功也跟着变化, 发电机通过AVR 自动跟踪无功变动,保持独立运行系统的电压在正常的范围内波动.

电机小学生

回复 18# 欧阳庆
回复 17# long98194



    感谢long98194   、师叔的回复

对于这种  发电机-交-直-交 -电动机的工况

若我知道电动机的额定功率因数，我发电机的额定功率因数  就按这个电动机的额定功率因数来定

若我不知道电动机的额定功率因数，我发电机就的额定功率因数按就按0.8设计，这样即使实际的功率因数会高些，就当是我发电机的裕量了

不知道我这么理解，正确否？

电机小学生

还希望大家能下一个结论