电路分析062功率因数及其提高课件

1、16.2 功率因数及其提高 提高功率因数的意义： 提高功率因数，可提高设备的利用率。如：S=1000KVA的设备（发电机）。设：负载的=1时，P=1000KW，可带100台10KW电动机工作。 负载的=0.8时，P=800KW，可带80台10KW电动机工作。 负载的=0.5时，P=500KW，可带50台10KW电动机工作。可见，功率因数越高，设备利用率越高。 提高功率因数，可减少传输线的功率损耗。线路损耗电阻P为网络的有功功率16.2 功率因数及其提高 提高功率因数的意义： 提高功率2提高功率因数的措施 并联电容器可提高功率因数 特点：总电流 I 减小，负载功率P不变（并联电容对负载无影响）感

2、性负载用相量图说明并联电容前1, 并联电容后 , 显然， cos12提高功率因数的措施 并联电容器可提高功率因数 特点：总3提高功率因数的物理解释从无功功率来解释：外电源提供有功功率和无功功率 无电容时，感性负载的无功功率由电源提供，故要与外电源交换能量。感性负载吸收无功功率贮能元件贮能时，外电源向网络输送能量贮能元件的贮能返回给外电源电容提供无功功率感性负载的无功功率部分由电容提供，即部分能量交换与电容进行感性负载的无功功率部分由电源提供，即部分能量交换与电源进行 功率因数越高，负载与 外电源交换能量就越少。=1时，无需与电源交换能量；即负载的无功功率全部由电容提供。3提高功率因数的物理解释

3、从无功功率来解释：外电源提供 4电容值的计算设：感性负载的有功功率为 P，功率因数为 cos1 ；接电容器后要使功率因数提高到 cos。根据功率三角形：原感性负载的无功功率：Q1 = P tan1并联电容后的无功功率：Q = P tan应补偿的无功功率：QC = Q1 - Q = P(tan1-tan)返回4电容值的计算设：感性负载的有功功率为 P，功率因数为 co5应 用 场 合电力系统：在电力系统中，提高功率因数具有重大的经济价值，cos常为0.9左右。电子系统：在电子系统、通讯系统中，往往不考虑功率因数。而是考虑负载吸收的最大功率。因为通讯系统中的信号源都是弱信号。5应 用 场 合电力系

4、统：6无功功率补偿所用电力电容器 电力电容器6无功功率补偿所用电力电容器 电力电容器7无功功率补偿所用电力电容器 (a)变电站无功功率补偿的电力电容器 (b)企业无功功率补偿的电力电容器7无功功率补偿所用电力电容器 (a)变电站无功功率补偿8 例 题 (自测题6-5)电路如图所示，图中电容C的作用是提高功率因数，若去掉C，则电流表的读数_，电路的总有功功率 _视在功率_。(A)增加 (B)减少 (C)不变 CACA8 例 题 (自测题6-5)电路如图所示，图中电容C9 例 题 (自测题6-6) 如图所示的一段正弦稳态电路，已知 ，=103rad/s, AB段电路消耗的平均功率P=10W，电容C

5、=1F，则这段电路的功率因数是_。 0.707SQP功率三角形由功率三角形可知：=45故有：cos=0.7079 例 题 (自测题6-6) 如图所示的10 例 题 (自测题6-7)电路如图所示，u=100cos100t V, 若负载(感性)的平均功率及无功功率分别 为6W和8 Var。如要求对电源呈现功率因数为1的总负载，应并联的电容C=_。(A)6F (B)8F (C)12F (D) 16F D负载+-uC查公式要使功率因数为1，电容的无功功率必须与负载的无功功率完全补偿。即10 例 题 (自测题6-7)电路如图所示，u=111 例 6-5电路如图所示，已知U=120 V, I=10A,负载

6、功率因数 =0.6(感性), 若电源电压不变，而在负载两端并联一个电容C，使功率因数提高到0.8，则此时的视在功率S=_。900VA负载的有功功率为 P=120100.6=720W，负载+-CSQP功率三角形由功率三角形：11 例 6-5电路如图所示，已知U=120 V, 126.3 最大功率传输可得 设RL，XL均可独立变化。为使功率 PL=I 2RL 最大，126.3 最大功率传输可得 设RL，XL均可独立变化。为使136.3 最大功率传输即：综合考虑两式，负载获得最大功率的条件为 负载的最大功率为 称这种状态为共轭匹配或最佳匹配 解得:136.3 最大功率传输即：综合考虑两式，负载获得最

7、大功率的14几种特殊情况RL，XL被限制在一定的范围内 XL应尽可能接近 -XThRL应尽可能接近XL=0, 则ZL=RL时: 称为等模匹配RL不变, XL可变:XL不变, RL可变:14几种特殊情况RL，XL被限制在一定的范围内 15 例 6-6 正弦电压源 u =100cos(1000t+45) V，当ZL为何值时负载上可获得最大功率, 其值 PLmax为多少？ 戴维南等效电路解:用戴维南定理求出等效电路为:要使ZL的功率最大，采用共轭匹配。15 例 6-6 正弦电压源 u =10016 例 6-6 正弦电压源 u =100cos(1000t+45) V，当RL为何值时负载上可获得最大功率, 其值 PLmax为多少？ 戴维南等效电路解:用戴维南定理求出等效电路为:要使RL的功率最大，采用等模匹配。16 例 6-6 正弦电压源 u =10017 例 6-6 正弦电压源 u =100cos(1000t+45) V，当L为何值时负载RL可获得最大功率, 其值 PLmax为多少？ 戴维南等效电路解:用戴维南定理求出等效电路为:显然只有XL可变17 例 6-6 正弦电压源 u =10018课堂小结本节课的重点和难点功率因数的含义提高功率因数的意义和措施并联电容器和无功功率补偿最大功率传输的条件共轭匹配与等模匹配基本要求理解提高功率因数的意义和无功功率补偿的原理