nullnull功率因数补偿的分析与研究
——基于matlab语言对功率因数补偿电路进行的仿真分析
院 系: 自动化学院
班 级: 电气08-2班
设 计 者: 老 头
nullnull
null日光灯功率因数补偿的分析与研究方法一、 创建Simulink仿真模型null日光灯率因数补偿的分析和研究
方法一、创建Simulink仿真模型
(1)、创建模型
按照电路图1-1,可得出实验原理图1-2,根据创建Simulink模型的方法和步骤,搭建功率因数的补偿和提高的仿真模型,如图1-3所示,文件名ex.mdl。null日光灯等效电路补偿电容开关电源电流
电流表电流表电流表电压表电压表功率测量模块示波器示波器示波器示波器电力系统分析模块Rms 测量模块Rms 测量模块Rms 测量模块Rms 测量模块null (2)所选仿真模块的参数的设置
交流电压源——Peak Amplitude设置220*sqrt(2),频率为50Hz,初相位为。
日光灯、镇流器的等效电路参数设置——采用RLC串联支路模型,R取293.76欧姆,L取1.47H,C取inf。
并联电容参数的设置——采用RLC串联支路模型,R取哦,L置0,C分别设置为所需要的值:0.46,4.1,4.6 ,8.1和11.9。(单位: )
开关的设置——缓冲R设为inf,C设为inf,初始状态设为1,switching times设为0.05s;功率测量的基波频率设为50Hz;RMS测量模块的基波频率均设为50Hz。仿真参数的设置:仿真的start time为0,stop time为0.1;求解器设为步长ode23s,其他为默认值设置。null (3)仿真结果
检查仿真模块,在确认参数的设置和模块当的连接确保无误的情况下,启动仿真,其中C=4.6 。(a)电源电压的波形
电源电压基本保持不变null(b)有功功率和无功功率的波形
(c)电容支路电流
无用功有用功串联电容后无用功减少电容支路电流null(d)日光灯、镇流器支路电流
(e)电源支路总电流波形
日光灯等效电路电流基本保持不变电源总电流并联电容后减小null稳态电压和电流设置初始状态初始化设置使用线性关系频率测量FTT 分析创建分析
迟滞
工具电脑观RLC线路参数试验研究利用电力系统分析模块创建分析报告null(4)、启动后分析结果
利用电力系统分析模块Powergui的分析结果如图4-1所示。图4-1
利用电力系统模块创建分析报告nullSimPowerSystems Report.
generated by powergui,
05-May-2010 08:58:55
Model : C:\Users\lvxiang\Desktop\课程设计\untitled.mdl.
[1] Steady-State voltages and currents:
States at 50 Hz :
Il_日光灯 等效电路 = 0.402 Arms -57.54°
Uc_补偿 电容 = 220 Vrms -0.00°
Measurements at 50 Hz :
Upq = 220 V rms 0.00°
U = 220 V rms 0.00°
总电流I = 0.2168 A rms -5.62°
日光灯 电流IL = 0.402 A rms -57.54°电容 电流Ic = 0.3179 A rms 90.00°
电流Ipq = 0.2168 A rms -5.62°
Sources at 50 Hz :
交流电压源 = 220 V rms 0.00°
Nonlinear elements at 50 Hz :
U_Breaker = 0.009538 V rms 90.00°
I_Breaker = 0.3179 A rms 90.00°
[2] Initial values of States Variables:
NONLINEAR ELEMENTS :
U_Breaker = 0.009538 V rms 90.00°
I_Breaker = 0.3179 A rms 90.00°
[3] Machine Load Flow solution:(5)创建分析报告
利用电力系统分析模块Powergui的创建分析报告功能,形成的分析报告结果如下:null(6)仿真数据分析
用同样的方法,可以分别测出电容为0.46,4.1 ,8.1和11.9时的数值,结果如表6-1所示。表6-1
null从表6-1的数据我们绘制出电源支路电流I和并联电容值的关系曲线如图6-1所示。图6-1
电源支路电流先随并联电容值的增加而减小,达到某一最小值之后,随电容值的增加而增大。我们是否可以用示波器得到下面的曲线呢?示波器null综上所述:感性负载在并联电容后,两端的电压不变,
日光灯支路的电流不变,电路的有功功率也不变;电容
支路的电流随电容值的增大而增大,并联后的总电流先
随并联电容值的增加反而减小,达到某一最小值之后,
随电容值的增加而增大。故可以找出使功率因数很高而
电容又不太大的电容( ),此时的功率
因数为 。null方法二、编写M文件null方法二、编写M文件
(1)、并联电容前的电路分析
clear,close all,format compact
R=293.76;w=100*pi;L=1.47;Zl=j*w*L;Z=R+Zl;
Us=220*exp(0*j*pi/180);I=Us/Z;
display('并联电容前RL支路的电流Iz')
Iz=abs(I)
display('并联电容前RL之路的阻抗角a')
a=atan(imag(I)/real(I))*180/pi
display('并联电容前的功率因数')
cos(angle(I))
display(' Us Iz')
disp('幅值'),disp(abs([Us I]))
disp('相角'),disp(angle([Us I])*180/pi)
ha=compass([Us/220 I]);
set(ha, 'linewidth',4)null运行结果如下:
并联电容前RL支路的电流Iz
Iz =0.4020
并联电容前RL之路的阻抗角a
a =
-57.5396
并联电容前的功率因数
ans =
0.5367
Us Iz
幅值220.0000 0.4020
相角 0 -57.5396
相量图如图1-1图1-1
null与方法一的结论比较,可见两种方法得到的结果一致。创 新 设 计创 新 设 计null使用方法一,我们可以比较电路并联电容前和串联C=4.6 后的电路特性的变化,但无法将并联不同阻值的电路特性进行比较,故进行如下改进,仿真电路如图3-1所示。
无法同时比较并联不同电容时电路的特性null1)、我们知道电容的串联的等效容值为各电容值相加,如图3-2图3-2
AB两端的等效电容值为:
三、创新设计null对电路做如下改进null2)、由此我们对仿真图做如下改进,如图3-1的部分截图图3-3所示将C1,C2,C3,C4,C5分别设为:
C1=3.8,C2=3.5,
C3=0.5,C4=3.64
C5=0.46(单位: )开关的设置——缓冲器R全部设为inf,C全设为inf,初始状态均设为1,switching times开关1设为0.03s;开关2设为0.06s;开关3设为0.09s;开关4设为0.12s;开关5设为0.15s;
仿真时间的Start time改为0,stop time改为0.18,其它参数同方法一。null我们可以得到:null3)、仿真结果
如方法一进行仿真,仿真结果如下:
(a)、电源电压的波形电源电压不随并入电容值的变化而变化null(b)、有功功率和无功功功率(c)、电容支路的电流电路功率不随并入电容的改变而改变电路无功功率随串入电容的减小而增加电容支路的电流随并入电容的减小而减小null(d)、日光灯、镇流器支路的电流(e)、电源支路的电流日光灯等效电路的电流不随电容的变化而变化null(4)、结果分析
我们与方法一的表6-1比较(注意:图(a),(b),(c),(d),(e)中电容值随时间的增加而减小)。null
由图(c)我们可得出电容支路的电流随电容值的增大而增大(注意:图(c)电容值随时间的增大而减小),表中Ic变化趋势相同。
由图(d)我们可以得出,感性负载在并联电容后,日观灯之路的电流不变为0.4A,
与表中IL中结果相同。
由图(a)我们可以得出,感性负载在并联电容后,日观灯两端的电压不变为220V,
与表中U中结果相同。
由图(b)我们可以得出,电路功率也不变,约等于50w,与表中P=47w相近。
null由图(e)我们可以更直观的得出并联后的总电流先随并联电容值得增加而减小,达到某一最小值之后,随电容的增加而增大,与表中I变化趋势相同,与图6-1大体相近。
图(e)图6-1波形大体趋势相同综上所述与方法一、二比较,可见三种方法得到的结果是一致的!null总结:通过改进我们可以更加清晰的了解感性负载,即日观灯并联不同电容之后,电路各参数的变化,更加清晰的了解,并联电容对感性负载功率因数的影响。null最后祝各位老师:
身体健康,工作顺利各位同学:
学业有成,大鹏展翅最后祝各位老师:
身体健康,工作顺利各位同学:
学业有成,大鹏展翅最后祝各位老师:
身体健康,工作顺利各位同学:
学业有成,鹏程万里祝各位老师:
身体健康,工作顺利全体同学:
学业有成,鹏程万里null谢谢!!