電路分析062功率因數(shù)及其提高課件

1、16.2 功率因數(shù)及其提高 提高功率因數(shù)的意義： 提高功率因數(shù)，可提高設(shè)備的利用率。如：S=1000KVA的設(shè)備（發(fā)電機）。設(shè)：負載的=1時，P=1000KW，可帶100臺10KW電動機工作。 負載的=0.8時，P=800KW，可帶80臺10KW電動機工作。 負載的=0.5時，P=500KW，可帶50臺10KW電動機工作?？梢姡β室驍?shù)越高，設(shè)備利用率越高。 提高功率因數(shù)，可減少傳輸線的功率損耗。線路損耗電阻P為網(wǎng)絡(luò)的有功功率16.2 功率因數(shù)及其提高 提高功率因數(shù)的意義： 提高功率2提高功率因數(shù)的措施 并聯(lián)電容器可提高功率因數(shù) 特點：總電流 I 減小，負載功率P不變（并聯(lián)電容對負載無影響）感

2、性負載用相量圖說明并聯(lián)電容前1, 并聯(lián)電容后 , 顯然， cos12提高功率因數(shù)的措施 并聯(lián)電容器可提高功率因數(shù) 特點：總3提高功率因數(shù)的物理解釋從無功功率來解釋：外電源提供有功功率和無功功率 無電容時，感性負載的無功功率由電源提供，故要與外電源交換能量。感性負載吸收無功功率貯能元件貯能時，外電源向網(wǎng)絡(luò)輸送能量貯能元件的貯能返回給外電源電容提供無功功率感性負載的無功功率部分由電容提供，即部分能量交換與電容進行感性負載的無功功率部分由電源提供，即部分能量交換與電源進行 功率因數(shù)越高，負載與 外電源交換能量就越少。=1時，無需與電源交換能量；即負載的無功功率全部由電容提供。3提高功率因數(shù)的物理解釋

3、從無功功率來解釋：外電源提供 4電容值的計算設(shè)：感性負載的有功功率為 P，功率因數(shù)為 cos1 ；接電容器后要使功率因數(shù)提高到 cos。根據(jù)功率三角形：原感性負載的無功功率：Q1 = P tan1并聯(lián)電容后的無功功率：Q = P tan應(yīng)補償?shù)臒o功功率：QC = Q1 - Q = P(tan1-tan)返回4電容值的計算設(shè)：感性負載的有功功率為 P，功率因數(shù)為 co5應(yīng) 用 場 合電力系統(tǒng)：在電力系統(tǒng)中，提高功率因數(shù)具有重大的經(jīng)濟價值，cos常為0.9左右。電子系統(tǒng)：在電子系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)中，往往不考慮功率因數(shù)。而是考慮負載吸收的最大功率。因為通訊系統(tǒng)中的信號源都是弱信號。5應(yīng) 用 場 合電力系

4、統(tǒng)：6無功功率補償所用電力電容器 電力電容器6無功功率補償所用電力電容器 電力電容器7無功功率補償所用電力電容器 (a)變電站無功功率補償?shù)碾娏﹄娙萜?(b)企業(yè)無功功率補償?shù)碾娏﹄娙萜?無功功率補償所用電力電容器 (a)變電站無功功率補償8 例 題 (自測題6-5)電路如圖所示，圖中電容C的作用是提高功率因數(shù)，若去掉C，則電流表的讀數(shù)_，電路的總有功功率 _視在功率_。(A)增加 (B)減少 (C)不變 CACA8 例 題 (自測題6-5)電路如圖所示，圖中電容C9 例 題 (自測題6-6) 如圖所示的一段正弦穩(wěn)態(tài)電路，已知 ，=103rad/s, AB段電路消耗的平均功率P=10W，電容C

5、=1F，則這段電路的功率因數(shù)是_。 0.707SQP功率三角形由功率三角形可知：=45故有：cos=0.7079 例 題 (自測題6-6) 如圖所示的10 例 題 (自測題6-7)電路如圖所示，u=100cos100t V, 若負載(感性)的平均功率及無功功率分別 為6W和8 Var。如要求對電源呈現(xiàn)功率因數(shù)為1的總負載，應(yīng)并聯(lián)的電容C=_。(A)6F (B)8F (C)12F (D) 16F D負載+-uC查公式要使功率因數(shù)為1，電容的無功功率必須與負載的無功功率完全補償。即10 例 題 (自測題6-7)電路如圖所示，u=111 例 6-5電路如圖所示，已知U=120 V, I=10A,負載

6、功率因數(shù) =0.6(感性), 若電源電壓不變，而在負載兩端并聯(lián)一個電容C，使功率因數(shù)提高到0.8，則此時的視在功率S=_。900VA負載的有功功率為 P=120100.6=720W，負載+-CSQP功率三角形由功率三角形：11 例 6-5電路如圖所示，已知U=120 V, 126.3 最大功率傳輸可得 設(shè)RL，XL均可獨立變化。為使功率 PL=I 2RL 最大，126.3 最大功率傳輸可得 設(shè)RL，XL均可獨立變化。為使136.3 最大功率傳輸即：綜合考慮兩式，負載獲得最大功率的條件為 負載的最大功率為 稱這種狀態(tài)為共軛匹配或最佳匹配 解得:136.3 最大功率傳輸即：綜合考慮兩式，負載獲得最

7、大功率的14幾種特殊情況RL，XL被限制在一定的范圍內(nèi) XL應(yīng)盡可能接近 -XThRL應(yīng)盡可能接近XL=0, 則ZL=RL時: 稱為等模匹配RL不變, XL可變:XL不變, RL可變:14幾種特殊情況RL，XL被限制在一定的范圍內(nèi) 15 例 6-6 正弦電壓源 u =100cos(1000t+45) V，當ZL為何值時負載上可獲得最大功率, 其值 PLmax為多少？ 戴維南等效電路解:用戴維南定理求出等效電路為:要使ZL的功率最大，采用共軛匹配。15 例 6-6 正弦電壓源 u =10016 例 6-6 正弦電壓源 u =100cos(1000t+45) V，當RL為何值時負載上可獲得最大功率, 其值 PLmax為多少？ 戴維南等效電路解:用戴維南定理求出等效電路為:要使RL的功率最大，采用等模匹配。16 例 6-6 正弦電壓源 u =10017 例 6-6 正弦電壓源 u =100cos(1000t+45) V，當L為何值時負載RL可獲得最大功率, 其值 PLmax為多少？ 戴維南等效電路解:用戴維南定理求出等效電路為:顯然只有XL可變17 例 6-6 正弦電壓源 u =10018課堂小結(jié)本節(jié)課的重點和難點功率因數(shù)的含義提高功率因數(shù)的意義和措施并聯(lián)電容器和無功功率補償最大功率傳輸?shù)臈l件共軛匹配與等模匹配基本要求理解提高功率因數(shù)的意義和無功功率補償?shù)脑?/p>