功率、流量、扬程、转速、电流、电、频率之间相互关系

功率、流量、扬程、转速、电流、电压和频率之间相互关系一、定义1.功率在单位时间内，机器所做功的大小叫做功率。常用单位有：千瓦、马力。通常电动机的功率单位用千瓦表示。动力机传给水泵轴的功率称为轴功率，可以理解为水泵的输入功率，通常进水泵功率就是指轴功率。由于轴承和填料的摩擦阻力；叶轮旋转时与水的摩擦；泵内水流的漩涡、间隙回流、进出、口冲击等原因。必须消耗了一部分功率，所以水泵不可能将动力机输入的功率完全变为有效功率，其中定有功率损耗，也就是说，水泵的有效功率与泵内损失功率之和为水泵的轴功率。2.流量水泵的流量又称为输水量，它是指水泵在单位时间内输送水的数量。其单位为升/秒、立方米/秒、立方米/小时。3.扬程水泵的扬程是指水泵能够扬水的高度，通常以符号H表示，其单位为米。水泵扬程=吸水扬程+压水扬程，铭牌上标示的扬程是指水泵本身所产生的扬程，它不含管道水流受摩擦阻力而引起的损失扬程。4.转速转速是指在单位时间内，物体做圆周运动的次数，用符号“n”表示；其国际标准单位为r/s（转/秒）或r/min（转/分）。当单位为r/s时，数值上与频率相等，即n=f=1/T，T为作圆周运动的周期。圆周上某点对应的线速度为：v=2π*R*n，R为该点对应的旋转半径。5.电流电流是指电荷的定向移动。电流的大小称为电流强度（简称电流，符号为I），是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量，每秒通过一库仑的电量称为一安培（A）。安培是国际单位制中所有电性的基本单位。除了A，常用的单位有毫安（mA）及微安(μA)。三角接法时,线电流会流到三相电器两个相支路,因此线电流是两个相电流的向量和即3倍；星形接法时,线电流只流到一个相支路,因此线电流等于相电流。6.电压电流只所以能够在导线中流动，是因为在电流中有着高电位和低电位之间的差别。这种差别叫电位差，也叫电压。在电路中，任意两点之间的电位差称为这两点的电压。电压用符号U表示。电压的高低，一般是用单位伏特表示，简称伏，用符号V表示。高电压可以用千伏（kV）表示，低电压可以用毫伏（mV）表示。三角接法时，线电压与相电压相等；星型接法时，线电压是相电压的3倍。7.频率频率，物质在单位时间内完成振动的次数，是描述振动物体往复运动频繁程度的量，常用符号f或v表示，单位为秒-1。交流电的频率是指它单位时间内周期性变化的次数，单位是赫兹（Hz），与周期成倒数关系。二、相互关系1.功率、扬程与流量之间的相互关系水泵电机功率计算公式如下：N=KP=KPe/η=KρgQH/1000η(KW)。式中各符号意义如下：P：泵的轴功率(KW)，又叫输入功率，即电动机传到泵轴上的功率；Pe：泵的有效功率(KW)。又叫输出功率，即单位时间输出介质从泵中获得的有效能量；ρ：泵输送介质的密度(Kg/m3)。一般水的密度为1000Kg/m3(比重为1)，酸的密度为1250Kg/m3(比重为1.25)；Q：泵的流量(m3/S)。当流量单位为m3/h时，应注意换算成m3/S；H：泵的扬程(m)；铭牌上标示的扬程是指水泵本身所能产生的扬程，它不含管道水流受摩擦阻力而引起的损失扬程；g：重力加速度(m/s2),为9.8m/s2；K：电动机的安全系数，一般取1.1~1.3；η:泵的效率,泵的有效功率和轴功率之比。2.功率、电流与电压的相互关系三相异步电动机功率分三种功率：有功功率P、无功功率Q和视在功率S。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/SsinΦ=Q/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。3.转速与频率的相互关系电机转速公式：n0=60f/p，n=60f(1-s)/p转差率公式：S=(n0-n)/n0p为电机极对数，例如四级电机的p=2n0是同步转速n是实际转速由上面公式可知，电机供电频率f与转速成正比关系。4.功率、流量、扬程与转速的相互关系轴功率比例定律：p1/p2=（n1/n2）3流量比例定律：Q1/Q2=(n1/n2)扬程比例定律：H1/H2=(n1/n2)2由此可知，水泵流量与转速成正比，水泵扬程与转速平方成正比，水泵输出功率与转速三次方成正比。由于电机供电频率f与转速成正比关系，可知，功率、流量、扬程与频率的相互关系等同于其与转速的相互关系。（注：当频率达50Hz时，电机达到额定功率，再增加频率，其功率值不会再增，会保持额定功率。5.电流、电压与频率的相互关系电流、电压与频率之间没有必然关系。在实际应用中，根据具体情况，会有不同的关联。（1）电压源接电阻负载电压不变，频率对电流没有影响。（2）电压源接电感负载电压不变，频率越高，电流越小。（3）电压源接电容负载电压不变，频率越高，电流越大。电机的转速与频率正比，平时的低电压时，频率不变，电机的转速不变，那么输出的功率一定，电压降低，电流会上升。当频率下降时，电机的转速下降，那么输出功率变小，自然电流会下降，从而不会烧损电机。