正弦稳态电路的分析功率因数实用教案

1、会计学1正弦正弦(zhngxin)稳态电路的分析功率因稳态电路的分析功率因数数第一页，共13页。2例例40W白炽灯白炽灯 1COS40W日光灯日光灯 5 . 0COSA364. 05 . 022040cosUPI发电与供电设备发电与供电设备的容量的容量(rngling)要求功率要求功率因素较大因素较大 供电局一般要求用户的供电局一般要求用户的 ， 否则受处罚。否则受处罚。 85. 0COSA182. 022040UPIcosUIP第1页/共13页第二页，共13页。3纯电阻纯电阻(dinz)电路电路)0( 1COS10COSR-L-C串联串联(chunlin)电路电路)9090(纯电感电路纯电感

2、电路(dinl)或或纯电容电路纯电容电路(dinl)0COS)90(电动机电动机 空载空载 满载满载3 . 02 . 0COS9 . 07 . 0COS 日光灯日光灯 （R-L-C串联电路）串联电路）6 . 05 . 0COS常用电路的功率因数常用电路的功率因数第2页/共13页第三页，共13页。4提高提高(t go)功率因数的原则功率因数的原则： 必须保证必须保证(bozhng)原负载的工作状态不变。原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电压和负载的有功功率不变。即：加至负载上的电压和负载的有功功率不变。提高功率因数提高功率因数(n l yn sh)的措施的措施:并联电容并联电容R+_+_+_

3、URULULj Cj 1ICIRLI第3页/共13页第四页，共13页。5RLICI并联并联(bnglin)电容值电容值的计算的计算R 设原电路设原电路(dinl)的功率因数为的功率因数为 cos L，要求补偿到，要求补偿到cos 须并联多大电容？（设须并联多大电容？（设 U、P 为已知）为已知）U+_+_+_URULULj Cj 1ICIRLIIL第4页/共13页第五页，共13页。6分析分析(fnx)依据：补偿前后依据：补偿前后 P、U 不变。不变。由相量图可知由相量图可知：sinsinIIILRLCLRLUIPcossincossincosUPUPCULLRLICIUILCI cosUIP

4、CUXUICC 并联并联(bnglin)前前并联并联(bnglin)后后第5页/共13页第六页，共13页。7)(2tgtgUPCLsincossincosUPUPCULLR+_+_+_URULULj Cj 1I第6页/共13页第七页，共13页。8呈电容性。呈电容性。1cosIURLICI呈电感性呈电感性1cos 0UICIRLI0CIUIRLI问题与讨论问题与讨论 功率因数补偿到什么程度？理论上可以功率因数补偿到什么程度？理论上可以(ky)补偿成补偿成以下三种情况以下三种情况:1cos 呈电阻性呈电阻性0第7页/共13页第八页，共13页。9结论：结论：在在 角相同的情况下，补偿成容性要求使用的

5、电容角相同的情况下，补偿成容性要求使用的电容容量更大，经济上不合算，容量更大，经济上不合算，所以一般工作在欠补偿状态所以一般工作在欠补偿状态。感性（感性（ 较小）较小）CI容性（容性（ 较大）较大）CI功率因数补偿成感性好，还是容性好？功率因数补偿成感性好，还是容性好？ 一般情况下很难做到完全补偿一般情况下很难做到完全补偿 （即：（即： ）1cos过补偿过补偿(bchng)欠补偿欠补偿(bchng) RLIUICI CI C 较大较大IURLI 第8页/共13页第九页，共13页。10功率因素补偿功率因素补偿(bchng)问题（二）问题（二）并联电容补偿后，总电路并联电容补偿后，总电路的有功功率

6、的有功功率(gngl)是否改变？是否改变？问题与讨论问题与讨论RLjXCjXUIRLI2I 定性说明：电路中电阻没有变，流过电阻的电流定性说明：电路中电阻没有变，流过电阻的电流(dinli)未变，所以消耗的功率也不变。未变，所以消耗的功率也不变。IRLIL通过计算可知总功率不变。通过计算可知总功率不变。cosUIP cosI、其中其中+_RLICIUIL第9页/共13页第十页，共13页。11功率因数补偿功率因数补偿(bchng)问题（三）问题（三）提高功率因数除并电容提高功率因数除并电容(dinrng)外，用其他方法外，用其他方法行不行？行不行？IUURLIRLUCUU0串电容串电容行否？行否？问题与讨论问题与讨论RUIRLUL+_+_补偿补偿(bchng)前前RUIRLULCCU+_+_+_第10页/共13页第十一页，共13页。12UURL 串联电容，功率因数可以提高，甚至可以补偿到功率因素串联电容，功率因数可以提高，甚至可以补偿到功率因素为为1，但不可以这样做！，但不可以这样做！ 原因：在外加电压不变的情况下，负载原因：在外加电压不变的情况下，负载(fzi)得不到所需得不到所需的额定工作电压及电流。的额定工作电压及电流。同样，电路中串、并电感或电阻也不能用于功率因同样，电路中串、并电感或电阻也不能用于功率因数的提高