功率因数的提高

功率因数的提高 一、基本原理: 实验中的用电设备属感性负载(这与一般用电设备呈感性负载有关)，它的功率因数较低。由公式可知，当负载功率和电压一定时，其功率因数越P,UIcos,cos, 低，则要求供电电流越大。这将导致电源的利用率不高及增加输电线路上的损耗。 为提高功率因数，采用并联电阻方法是不可行的。这样总电阻将减少，效率没有上去。可在感性负载的两端并联电容C(因为设备是感性的原因，相当于虚部绝对值减少)，如图1所示。其原理可用相量图(图2)说明。 .U* I WA*.aII.I1UI220Vc.负感~V调载性UC压 b器 (图1) . I.C..ICII...C UUUφ′= 0φ′ ..000φ′φφφII.... IIII111C (a) (b) (c) (图2) ，，，，I,IIU在并入电容C之前，总电流，与的相位差由感性负载的阻抗角决定。,1 ，，，，，I,I，IIU并入电容C之后，由于保持不变，故不变，但 ，由图2(a)可见，1C1 ，，，,,II,cos,U总电流以及与的相位差均变小了，即提高了功率因数。 1 ，，,若加大电容值，且选择恰当，则可使与同相，如图2(b)所示，这时，I,,0U ，,，总电流降至最小值。若继续加大电容值，将会更大，如图2(c)所示，cos,,1IC ，，，,这时电流I超前于电压，电路变为容性，反而降低，总电流I变大。 cos,U aa镇R流r启日器动线光 器圈灯 L bb (a) (b) (图3) 在实验过程中，始终保持端电压不变，而感性负载支路的阻抗值亦不变，因此其吸收的功率P不改变，也就是说，功率表的读数始终不会改变。不过，实验中所并联的电容C并非理想元件，它多少有点能量损耗，但因其损耗值甚微，故一般忽略不计。 二、实验步骤: 1. 按图1接线，图中感性负载为图3(a)所示。其中R用D01元件板上R×100电阻箱，取值200Ω;电感线圈用D04元件板上的互感线圈经顺接串联(线圈的2、3端短接)得到，其参数大约为r=40Ω、L=0.4H ;C为D06元件板上电容箱，先取C=0 ;调节调压器使电压表读数为30V，且始终保持此电压值不变。将电容值在0, ,cos,,110μF之间改变，大约每隔1μF取一个点，在附近，点可取得密些。记录I、P、于表中 , 2. 将图1中感性负载换为图3(b)所示日光灯支路(用D04元件板上日光灯支路)，先取C=0 ，调节调压器使电压表读数为220V，且始终保持此电压值不变。在0,6μF之间改变电容值并记录I、P、于表中。 , 三、数据记录: 2 请查看附页。 四、与讨论: 3