功率因数的提高仿真验证

电路计算机仿真实验报告

电路计算机仿真分析实验报告实验一直流电路工作点分析和直流扫描分析一、实验目的1、学习使用Pspice软件，熟悉它的工作流程，即绘制电路图、元件类别的选择及其参数的赋值、分析类型的建立及其参数的设置、Probe窗口的设置和分析的运行过程等。

2、学习使用Pspice进行直流工作点分析和直流扫描分析的操作步骤。

二、原理与说明对于电阻电路，可以用直观法（支路电流法、节点电压法、回路电流法）列写电路方程，求解电路中各个电压和电流。

PSPICE软件是采用节点电压法对电路进行分析的。

使用PSPICE软件进行电路的计算机辅助分析时，首先在capture环境下编辑电路，用PSPICE的元件符号库绘制电路图并进行编辑、存盘。

然后调用分析模块、选择分析类型，就可以“自动”进行电路分析了。

需要强调的是，PSPICE软件是采用节点电压法“自动”列写节点电压方程的，因此，在绘制电路图时，一定要有参考节点（即接地点）。

此外，一个元件为一条“支路”（branch）,要注意支路（也就是元件）的参考方向。

对于二端元件的参考方向定义为正端子指向负端子。

三、示例实验应用PSPICE求解图1-1所示电路个节点电压和各支路电流。

图1-1 直流电路分析电路图R2图1-2 仿真结果四、选做实验1、实验电路图（1）直流工作点分析，即求各节点电压和各元件电压和电流。

（2）直流扫描分析，即当电压源Us1的电压在0-12V之间变化时，求负载电阻R L中电流I RL随电压源Us1的变化曲线。

IPRINT图1-3 选做实验电路图2、仿真结果Is21Adc1.000AVs35Vdc3.200A R431.200A23.20VVs47Vdc1.200A 0VR142.800AIs32Adc 2.000A12Vdc2.800AIIPRINT3.200A10.60V 12.00V Is11Adc 1.000A18.80V 28.80V15.60V3.600VR222.800ARL13.200A18.80VVs210Vdc2.800A Is53Adc3.000AI42Adc图1-4 选做实验仿真结果3、直流扫描分析的输出波形图1-5 选做实验直流扫描分析的输出波形4、数据输出V_Vs1 I(V_PRINT2)0.000E+00 1.400E+00 1.000E+00 1.500E+00 2.000E+00 1.600E+00 3.000E+00 1.700E+00 4.000E+00 1.800E+00 5.000E+00 1.900E+00 6.000E+00 2.000E+00 7.000E+00 2.100E+00 8.000E+00 2.200E+009.000E+00 2.300E+001.000E+012.400E+001.100E+012.500E+001.200E+012.600E+00从图1-3可以得到IRL与USI的函数关系为：I RL=1.4+(1.2/12)U S1=1.4+0.1U S1 (公式1-1)五、思考题与讨论：1、根据图1-1、1-3及所得仿真结果验证基尔霍夫定律。

感性负载功率因数提高的Muhisim2001仿真分析

ＦＥＮＧＤａ，ＪＡＮＧＳａＩｈｎ
（ａｕｔｆｃａｉａａｄＥｅｔｎｃＥｇｎｅｉｇｈｎｎｖｒｉｆＰｔｌｕＦｃｌｏｈｎｃｌｎｌｒｉｎｉｅｒ，ＣｉａＵｉｅｓｙｏｅｏｅｍ，Ｂｉｎ１２４ｙＭｅｃｏｎｔｒｅｉｇ０２９，Ｃｉａｊｈｎ）
Ｋｅｒｓｐｗｅｃｏ；ｉｄｃｉｅｌａｙｗｏｄ：ｏｒａｔｒｎｕｔｏｄ；Ｍｕｔｉ０１；ｓｍｕａｉｎａａｙｉｆｖｌｉｍ２０ｓｉｌｔｎｓｓｏｌ
１引言
电路分析是当代电气工程与电子科学技术的重
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｅｐｗｒｆｃｏｍｐｏｅｎｆｉｕｔｅｌａａｅｎｔｅｆｃｓａｄｄｆｃｌｎｔａｈｎｉｃｉａａｙｉ．Ａｓａｗｌｈｏｅｔｒｉｒｖｍｅｔｏｃｉｏｄｈｓｂｅｈｏｕｎｉｉｕｔｉｅｃｉｇｃｒｕｔｎｌｓｓａｄｖｙｅｌ —
ＳｍｕａｉｎＡｎｌｓｓｏｈｗｅｃｏｍｐｒｖｍｅｔｏｉｌｔｏａｙｉｆｔｅＰｏｒＦａｔｒＩｏｅｎｆ
ＩｕｔｖａｙＭｕｔｓｍ２０１ｎｄｃｉｅＬｏｄｂｌｉｉ０
度高、功能强大、运行速度快，而且软件界面友善、操作简单、使用方便、有良好的数据开放性和互换性等特点，因此非常适合电类专业课程的实验教学。本文以感性负载功率因数提高的仿真分析为

电力电子仿真实验实训报告

一、实验目的本次电力电子仿真实验实训旨在通过MATLAB/Simulink软件，对电力电子电路进行仿真分析，加深对电力电子电路工作原理、性能特点以及设计方法的了解，提高实际工程应用能力。

二、实验环境1. 软件环境：MATLAB R2020b、Simulink R2020b2. 硬件环境：计算机三、实验内容本次实验主要涉及以下内容：1. 单相桥式整流电路仿真2. 三相桥式整流电路仿真3. 逆变器电路仿真4. 直流斩波电路仿真四、实验步骤1. 单相桥式整流电路仿真（1）建立仿真模型：在Simulink中搭建单相桥式整流电路模型，包括二极管、电源、负载等元件。

（2）设置仿真参数：设置电源电压、负载电阻等参数。

（3）运行仿真：启动仿真，观察仿真结果。

（4）分析仿真结果：分析仿真结果，包括输出电压、电流、功率等参数。

2. 三相桥式整流电路仿真（1）建立仿真模型：在Simulink中搭建三相桥式整流电路模型，包括二极管、电源、负载等元件。

（2）设置仿真参数：设置电源电压、负载电阻等参数。

（3）运行仿真：启动仿真，观察仿真结果。

（4）分析仿真结果：分析仿真结果，包括输出电压、电流、功率等参数。

3. 逆变器电路仿真（1）建立仿真模型：在Simulink中搭建逆变器电路模型，包括电力电子器件、驱动电路、负载等元件。

（2）设置仿真参数：设置电源电压、负载电阻等参数。

（3）运行仿真：启动仿真，观察仿真结果。

（4）分析仿真结果：分析仿真结果，包括输出电压、电流、功率因数等参数。

4. 直流斩波电路仿真（1）建立仿真模型：在Simulink中搭建直流斩波电路模型，包括电力电子器件、驱动电路、负载等元件。

（2）设置仿真参数：设置电源电压、负载电阻等参数。

（3）运行仿真：启动仿真，观察仿真结果。

（4）分析仿真结果：分析仿真结果，包括输出电压、电流、功率等参数。

五、实验结果与分析1. 单相桥式整流电路仿真结果通过仿真实验，我们得到了单相桥式整流电路的输出电压、电流、功率等参数。

交流电路的功率和功率因数仿真实验实验报告

交流电路的功率和功率因数仿真实验实验报告实验报告：交流电路的功率和功率因数仿真实验一、实验目的1.理解功率的概念和计算方法；2.研究交流电路的功率特性及功率因数的影响因素；3.通过仿真实验，掌握电路中功率和功率因数的测量方法。

二、实验原理1.功率的定义与计算方法在交流电路中，功率为电流和电压的乘积，即P=UI。

功率的单位为瓦特（W）。

2.功率因数的定义与计算方法功率因数是指电流和电压的相位差与余弦值的比值，即功率因数=有功功率（实际功率）/视在功率（电流与电压的乘积）。

三、实验仪器和材料1.电脑及仿真软件2.交流电源3.电阻、电容、电感等元件4.万用表、示波器等实验仪器四、实验步骤1.首先搭建一个简单的交流电路，包括交流电源、电阻、电容、电感等元件；2.使用示波器测量电压和电流的波形，并记录相关数据；3.计算电阻元件的功率和功率因数；4.更改电路中的元件，如更换为电容或电感等元件，重复步骤2和3，计算其功率和功率因数；5.对比不同元件对功率和功率因数的影响，记录实验结果；6.进行仿真实验，利用仿真软件搭建相应的电路，重复上述步骤。

五、实验结果与分析通过实验数据的记录和计算，可以得出不同元件对功率和功率因数的影响。

1.实验结果表明，电阻元件的功率因数为1，即纯阻性负载的电路功率因数为1；2.当电路中存在电容或电感元件时，其功率因数会小于1，即为非纯阻性负载的电路；3.当电路中的电容或电感元件导致电流和电压的相位差较大时，功率因数会偏小；4.此外，通过电路的参数调整，如改变电容或电感元件的数值，可以进一步调整功率因数的大小。

六、实验总结本次实验通过搭建不同的交流电路，并测量其功率和功率因数，探讨了不同元件对功率和功率因数的影响。

实验结果显示，纯电阻性负载的功率因数为1，当电路中存在电容或电感元件时，功率因数会小于1、实验还进一步研究了如何通过调整电路参数来改变功率因数的大小。

通过本次实验，我深入了解了功率的概念及其计算方法，掌握了测量交流电路功率和功率因数的实验方法。

电力系统分析仿真实验报告

电力系统分析仿真实验报告一、实验目的通过电力系统仿真，分析电力系统的稳定性和可靠性，对电力系统进行故障分析。

二、实验器材和条件1.电力系统仿真软件2.电力系统仿真实验模型3.稳定性和可靠性测试数据三、实验原理电力系统的稳定性是指系统在受到扰动或故障的情况下，能够迅速恢复到新的稳定工作点的能力。

电力系统的可靠性是指系统在正常运行和故障恢复状态下，能够保持稳定供电的能力。

四、实验步骤1.稳态分析：通过电力系统仿真软件，建立电力系统的稳态模型，并进行负荷流、电压稳定度和功率因数分析，以评估系统的稳态性能。

2.扰动分析：在稳态模型基础上，通过改变电力系统的节点负载和故障情况，引入扰动，并观察系统在扰动下的响应过程。

3.稳定性分析：根据扰动分析结果，通过故障恢复实验，研究系统的稳定性能，包括暂态稳定性和稳定控制方法。

4.可靠性分析：通过故障恢复实验和设备可用性分析来评估系统的可靠性，了解系统在发生故障时的可靠供电能力。

五、实验结果与分析1.稳态分析结果显示，电力系统的负荷流较大，但在正常运行范围内，电压稳定度和功率因数也较好。

2.扰动分析结果显示，在节点负载突然减少或故障发生时，系统的电压和频率会出现短时波动，但能够迅速恢复到新的稳态工作点。

3.稳定性分析结果显示，在故障发生后，系统能够通过自动稳定控制方法，有效恢复到正常工作状态，并保持稳定供电。

4.可靠性分析结果显示，系统在发生故障时仍能保持稳定供电，设备的可用性较高，但仍有少量设备故障需要及时维修或更换。

六、实验结论通过电力系统仿真实验，分析了电力系统的稳定性和可靠性。

实验结果表明，电力系统具有较好的稳态和暂态稳定性能，在故障发生后能够迅速恢复到正常工作状态，保持稳定供电。

但仍需加强设备维护和更换，提高电力系统的可靠性。

七、实验总结通过本次电力系统分析仿真实验，加深了对电力系统稳定性和可靠性的理解，掌握了利用电力系统仿真软件进行系统分析和故障恢复的方法。

单相桥式全控整流电路的仿真与分析

单相桥式全控整流电路的仿真与分析一、综述当我们谈论电力转换，不得不提的一种重要电路就是单相桥式全控整流电路。

这种电路在我们的日常生活中有着广泛的应用，特别是在那些需要稳定直流电源的设备中。

那么这个电路到底有什么魔力呢？今天我们就来一起探讨一下。

首先我们要明白什么是单相桥式全控整流电路，简单来说它是一种将交流电转换为直流电的电路。

它的工作原理就像是一座桥梁，把交流电引导到直流电的世界。

这座“桥梁”有着独特的结构，能够让电流在转换过程中更加顺畅，更加高效。

随着科技的发展，这种电路的应用越来越广泛。

无论是在家庭中的电子设备，还是在工业领域的大型机器，甚至是在电动汽车中，都能看到它的身影。

它的出现极大地改变了我们的生活方式，让我们的生活变得更加便捷。

但是单相桥式全控整流电路也不是万能的，它也有自己的短板和需要改进的地方。

比如它的工作效率、能耗、稳定性等等，都是我们需要关注的问题。

那么如何更好地理解和优化这种电路呢？这就需要我们通过仿真和分析来深入研究了。

1. 背景介绍：简述单相桥式全控整流电路的重要性及其在电力电子领域的应用在我们的日常生活和工业应用中，单相桥式全控整流电路起着至关重要的作用。

大家都知道，在我们使用的许多电子设备中，都需要稳定的直流电源来保证其正常运行。

而单相桥式全控整流电路就是在电力电子领域里，帮助我们实现这一目标的重要工具之一。

在工业生产和日常生活中，单相桥式全控整流电路的应用非常广泛。

无论是我们的手机、电脑，还是工厂的大型机械设备，背后都有它的身影。

可以说它已经成为我们现代电力系统中不可或缺的一部分，因此对单相桥式全控整流电路的仿真与分析就显得尤为重要，这不仅能帮助我们更好地理解它，还能帮助我们更好地应用它，使其为我们的生活和工业带来更大的便利。

2. 阐述研究目的和意义：探讨仿真分析单相桥式全控整流电路的重要性及其对电路性能优化的作用探讨仿真分析单相桥式全控整流电路的重要性及其对电路性能优化的作用。

交流电路的功率和功率因数仿真实验实验报告

交流电路的功率和功率因数仿真实验实验报告实验目的：1.理解交流电路中功率的概念和计算方法；2.了解功率因数的概念和计算方法；3.通过仿真实验，验证功率和功率因数的计算公式。

实验器材：1.信号发生器；2.电阻；3.电感；4.电容；5.示波器；6.数字万用表；7.多功能电路实验箱。

实验原理：1.功率的定义和计算根据麦克斯韦定理，电路中的功率可以用以下公式计算：P = VIcosθ其中，P为功率，V为电压，I为电流，θ为电压和电流之间的夹角。

2.功率因数的定义和计算功率因数是描述交流电路中有功功率和总功率的比值。

功率因数的计算公式为：PF = cosθ其中，PF为功率因数，θ为电压和电流之间的夹角。

实验步骤：1.将交流电路按照实验电路图连接起来，包括信号发生器、电阻、电感和电容等元件；2.设置信号发生器的频率和电压值；3.分别通过数字万用表测量电压和电流大小，并记录下来；4.利用示波器观察电压和电流的波形，并通过示波器的功能计算出电压和电流之间的夹角（θ）；5.通过计算公式计算功率和功率因数，并与实际测量结果进行比较。

实验结果：1.实验1：信号发生器频率：50Hz电压：5V电流：3A夹角：45°计算得到功率：P = 5V * 3A * cos45° = 10W计算得到功率因数：PF = cos45° ≈ 0.7072.实验2：信号发生器频率：60Hz电压：10V电流：2A夹角：60°计算得到功率：P = 10V * 2A * cos60° = 10W计算得到功率因数：PF = cos60° = 0.5实验结论：通过以上实验可以看出，频率、电压、电流和夹角对于功率和功率因数有着明显的影响。

频率越高，电流和功率因数越大；电压越高，功率越大；夹角越小，功率越大。

同时，通过与实际测量结果进行比较，可以发现计算得到的功率和功率因数与实际测量结果基本一致，说明计算公式是正确的。

功率因数的提高实验报告

功率因数的提高实验报告
实验目的：
通过实验，掌握提高功率因数的方法，并验证提高功率因数对电路的影响。

实验原理：
功率因数是指电路中有用功率与视在功率的比值，其大小反映了电路中有用功率与总功率之间的关系。

功率因数越接近1，说明电路中的有用功率占总功率的比例越大，电路的能效越高。

而功率因数低则会造成电能的浪费和线路过载，影响电网的稳定运行。

提高功率因数有利于提高电路的能效，减少电能的浪费。

实验步骤：
1. 连接实验电路，包括电源、电阻、电感、电容等元件。

2. 测量电路中的电流、电压和相位角。

3. 计算电路的功率因数。

4. 调整电路中的元件，如改变电容或电感的数值，观察功率因数的变化。

实验结果与分析：
通过实验测量和计算，我们得到了不同元件数值下的功率因数数据。

实验结果表明，当电路中的电感或电容数值增加时，功率因数会有所提高。

这是因为电感和电容能够改变电路中的相位差，从而影响功率因数的大小。

通过调整电路中的元件数值，我们成功提高了功率因数，验证了提高功率因数对电路的影响。

实验总结：
本实验通过实际操作，使我们更加深入理解了功率因数的概念和影响因素。

我们掌握了提高功率因数的方法，并验证了提高功率因数对电路的重要性。

在实际工
程中，我们应该注重提高功率因数，以提高电路的能效，减少电能浪费，保障电网的稳定运行。

结语：
通过本次实验，我们对功率因数的提高有了更深入的认识，这对我们今后的学习和工作都具有重要意义。

希望我们能够在工程实践中，充分利用所学知识，为提高电路能效、节约能源做出更大的贡献。

单相有源功率因数校正电路仿真

单相有源功率因数校正电路仿真摘要：传统的AC-DC 变换器的广泛应用对电网产生了大量的谐波污染。

有源功率因数校正技术(APFC)是抑制谐波电流、提高功率因数的行之有效的办法。

本文论述了单相功率因数校正APFC 的原理和方法，通过对Boost 型滞环控制的DC-DC 变换器采用Matlab 进行仿真，获得了最后校正的功率因数结果，说明这种PFC 方案的能获得良好的效果，适用于多种场合。

关键词：有源功率因数校正，Boost 电路，滞环控制1 绪论功率因数指的是有效功率与总耗电量（视在功率）之间的关系。

功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电能利用率越高。

交换式电源供电器上的功率因数校正器的运作原理是通过控制调整交流电电流输入波形，使其与直流电电压波形尽可能一致，让功率因数趋近于1.折对于电力需求量达到某一个水平的电子设备而言是很重要的，否则，电力设备系统消耗的电能可能超出其规格，极可能干扰同系统的其他电子设备。

2 功率因数的定义和校正原理根据电工学的基本理论功率因数（PF ）的定义：交流输入有功功率（P ）与视在功率（S ）的比值，用公式表示为：1111cos cos cos rms rmsU I I P PF S U I I φφγφ==== (1) 式中：1U 表示输入基波电流有效值；cos φ表示基波电压与基波电流之间的位移因数；γ表示输入电流畸变因数；rms I 表示输入电流有效值。

可见PF 由电流畸变因数γ和位移因数cos φ决定，cos φ小表示用电设备的功率大，在有功功率不变的情况下实在功率增加，线路总电流增大，线路传输压降也将增大，倒是电气设备容量增加，利用率低，导线、变压器绕组损耗大，严重影响电网的供电质量，变化快时甚至可以导致电网崩溃。

输入电流即便因数γ值低，表示输入电流谐波分量大，将造成输入电流波形畸变，对电网造成污染，使用电设备产生机械振动、噪声、过电压，损坏电子设备。

2.5RL串联电路及其功率因数的提高

2.5 R、L串联电路特性及其功率因数的提高一、实验目的1.了解日光灯电路和元件的作用。

2.掌握正弦交流信号作用下的R、L串联电路的性质。

3. 掌握R、L串联电路提高功率的方法。

4. 学习功率表使用方法。

二、设计与仿真1. 选择日光灯电路作为典型的R、L串联电路，通过仿真的方法研究它的基本性质。

日光灯的等效电图2.5-1所示。

在EWB上定性地创建出仿真图2.5-2，测量出各元件上电压和支路电流。

图2.5-1 日光灯的等效电路图2.5-2 日光灯定性仿真电路图2. 在RL负载两端并联一可变电容，见图2.5-3，改变电容值同时观察电路中各参数的变化，会得出什么样的结论？电容为何值时，电路的功率因数最高？图2.5-3 并联电容后的R、L电路三、实验原理图2.5-4是由日光灯管、镇流器、启动器组成的日光灯电路。

灯管在玻璃管内壁涂以荧光粉，管内充有氩气和少量的汞，两端装有灯丝。

它需要有一瞬间的高电压帮助起燃，在正常工作时灯管两端电压较低，需用镇流器与之串联才能接入220V电源正常工作，灯管可视为一个电阻性元件。

镇流器是一个有铁心的电感线圈，它在电路中有两个作用，一是电源刚接通时，产生一高电压使灯管起燃；二是限制电路中电流不致过大，保持灯管正常工作。

它是一个有内阻的电感线圈。

图2.5-4 日光灯电路接线图图2.5-5 日光灯电路实验接线图启动器有氖气的玻璃泡内装有两个电极，为双金属片制成的可动电极，当两电极加以一定电压时，氖气电离形成气体导电停止，双金属片收缩使两个电极断开，因此，启动器在电路中起一个开关作用。

日光灯的起燃过程如下：当接通电源时，日光灯管未起燃而不能导电，电源电压通过镇流器、灯管灯丝加在起动器的两极上，起动器因导电而闭合，但随即停止导电而断开，由于电路中电流突然消失，镇流器产生较高的自感电动势施加在灯管两端，使灯管起燃。

灯管起燃后，两端电压较低，起动器不再动作，日光灯正常工作。

图2.5-1为日光灯等效电路，r z 为镇流器内阻。

电路仿真模拟实验报告

综合设计设计1:设计二极管整流电路。

条件：输入正弦电压，有效值 220v ，频率50Hz ;要求：输出直流电压 20V+/-2V 电路图：结果：通过电路，将 220V 的交流电转化成了大约 20V 的直流电。

先用变压器将220V 的交流电转化为20V 的交流电，再用二极管将20V 交流电的负值滤掉，电容充当电源放电而且电压保持不变，因为一直有来自二极管的电流充电，而且周期为0.02秒，即电容两端电压能维持不变的放电到输出端。

将电容的C 调的小一点可以使充放电的速度加快，就可以使得输出电压变化幅度很小。

设计2:设计风扇无损调速器。

波形图如下:结论分析:条件：风扇转速与风扇电机的端电压成正比；风扇电机的电感线圈的内阻为200欧姆，线圈的电感系为500mH风扇工作电源为市电，即有效值220V,频率50Hz的交流电。

要求：无损调速器，将风扇转速由最高至停止分为4档，即0，1，2，3档，其中0档停止，3档最高。

电路图：（开关从下至上依次为0，1，2，3档）开关置0档，风扇停止，其两端电压波形如下图:开关置1档，风扇转速最慢，其两端电压波形如下图:开关置2档，风扇转速适中，其两端电压波形如下图:开关置3档，风扇转速最快，其两端电压波形如下图:结果：由图可知，当开关分别置0, 1, 2，3时，风扇两端的电压依次增大，其中当风扇置0档时，电压为零，满足风扇转速与风扇电机的端电压成正比的条件。

结论分析：设计3 :设计1阶RC 滤波器。

条件：一数字电路的工作时钟为5MHz 工作电压5V 。

但是该数字电路的+5v 电源上存在一个 100MHz 的高频干扰。

要求：设计一个简单的 RC 电路，将高频干扰滤除。

电路图：结果：由图知，滤过的波形的频率与 5MHz 基本一致，将高频 100MHz 滤去，符合题意要求。

结论分析：通过简单的 RC 电路，用低通函数 H (jw )=HWc/(jw+Wc)，计算出了电路中所需的电阻大小及电容大小。

荧光灯电路与功率因数的提高实验在Multisim10中的仿真分析

荧光灯电路与功率因数的提高实验在Multisim10中的仿真分析摘要本文以荧光灯电路与功率因数的提高实验为例，通过具体实验数据与仿真结果的比对，证明了仿真结果与实验结果基本符合。

本文论述了在电路分析课程实验教学中引入Multisim仿真技术的可行性和必要性。

关键词荧光灯；镇流器；功率因数；Multisim软件；仿真分析0引言“电路分析基础”课程是大学电类专业重要的技术基础课。

随着电子信息产业的飞速发展，计算机技术在电子电路设计中发挥着越来越大的作用。

电子产品的设计开发手段由传统的设计方法和简单的计算机辅助设计（CAD）逐步被EDA 技术取代。

由于其具有实现原理图的捕获、电路分析、交互式仿真、电路板设计、仿真仪器测试和单片机高级应用，又加上运行速度快，操作简便、入门容易、维护方便、兼容性好等诸多优点，非常适合电类专业课程的实验教学。

1荧光灯电路与功率因数提高的仿真分析1.1荧光灯的组成荧光灯电路主要由灯管、启辉器和镇流器（可视为具有铁心的电感线圈）组成，荧光灯工作电路图如图1所示。

1.2提高荧光灯电路的功率因数原理为了提高感性负载的功率因数，常用的方法是感性负载两端并联补偿电容器，以供给感性负载所需的部分无功功率。

荧光灯正常工作后，可看成由灯管和镇流器串联的电路。

灯管相当于一个电阻元件（R），镇流器是一个带铁心的电感线圈（相当于一个电阻（r）、电感（L）串联的元件）。

这样，荧光灯电路就看成一个（R+r）L串联电路。

（R+r）L串联电路是感性电路，设电压相位超前于电流相位θ角，则电路的功率因数为cosθ。

cosθ为负载网络的功率因数；θ为负载网络的阻抗角，即负载网络端口电压与电流的相位差。

为了提高荧光灯电路的功率因数，常用的方法就是与感性负载两端并联电容器，其电路图如图2（a）所示。

相位的相量图如图2（b）所示，由相量图可见并联电容器后，负载网络端口电压与电流的相位差为θ’。

由于θ>θ’，故cosθ<cosθ’，即功率因数得到了提高。

Multisim仿真在感性负载功率因数改善实验中的应用

44软件开发与应用Software Development And Application电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering电工电子技术是工科院校面向非电专业开设的课程，对于需要掌握现代化机械及自动化知识和技能的机械工程专业的学生而言，电工电子课程是一门必修的基础课。

在电工电子技术课程的实践教学中，会遇到这么几个问题：（1）实验台数量有限而学生人数较多时，不能做到让每位学生都能动手实践操作，甚至会出现小组成员为此产生争执的情况。

（2）基础性实验内容完成之后，往往还有学生意犹未尽，想要更多练习和验证自己对电工理论知识的理解，但这与实验室有限的开放时间、有限的实验设备和有限的实验元器件相矛盾。

（3）由于理论知识点较多，内容抽象、难懂，因此在实验操作中，学生在不十分清楚理论的情况下贸然接线，存在一定的安全隐患。

在此基础上，我们引入了不需要实物元器件就能操作完成实验的Multisim 仿真软件，让学生随时、随地就能完成实验、验证结果，并激发学生更大的学习热情和满足大家的不同需求。

1 Multisim仿真软件简介Multisim 是美国国家仪器(NI)公司推出的一款虚拟仿真软件，它是基于SPICE 标准的电路仿真软件，具有直观化和图像化的操作界面，含有丰富的虚拟元器件，操作安全，并能快速地显示仿真数据和结果，适用于各种电路的仿真和设计工作[1]。

Multisim 提供了上千种元器件和各种电路测量仪器和仪表，如万用表、示波器、信号发生器、频谱仪等。

各种仪器、仪表的控制面板和操作方式与实物相似，测量的数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的一样[2]。

元器件与测量仪表不但种类较多，在使用时也无使用次数和数量的限制。

由于Multisim 操作简便，学生经过简单的学习后就可以进行基本操作，因此在高校电类课程教学中应用广泛。

2 Multisim仿真软件在电工电子实验中的应用下面以感性负载功率因数的改善这个传统的电工电子实验为例，说明Multisim 仿真软件是如何在电工电子实验中展开仿真教学的。

基于Multisim10的电工学实验仿真——日光灯功率因数的提高与改善

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍｕｈｉｓｉｍｌ０；ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｌｆｕｏｒｅｓｃｅｎｔｌａｍｐ；ｐｏｗｅｒｆａｃｔｏｒ
ＹＡＮＧＱｉ，ＬＡＩＫａｎｇ — ｒｏｎｇ，ＬＩＵＨｏｎｇ
（ＰｈｙｓｉｃｓＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈａｎｇｊｉＣｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈａｎｇｊｉ８３１１００，Ｃｈｉｎａ）
杨奇，赖康荣，刘红
（昌吉学院物理系，新疆昌吉８３１１００）
摘要：传统的电工学实验都是在实验室搭建电路，使用仪器、仪表进行测试。而仿真软件Ｍｕ１ｔｉｓｉｍｌ０使设计者能快速地选
择元件搭建仿真电路，并用仿真仪表获得各种实验数据，进而分析、验证所设计电路的性能。与传统方法相比，这种虚拟技术既省时又经济，而且更加形象直观，通过合理的使用仿真软件和真实实验，更好的培养学生的综合能力和学习兴趣。关键词：Ｍｕ］ｔｉｓｉｍｌ０；电工学实验仿真；日光灯；功率因数中图分类号：ＴＰ３９１文献标识码：Ａ文章编号：１０Ｏ９ — ３０４４（２Ｏ１３）１０ — ２４４８ — ０４
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｍｅａｓｕｒｅｉｎｌａｂｏｒａｔｏｒｙｂｙｓｅｔｕｐｃｉｒｃｕｉｔ，ｕｓｅｔｈｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，ａｎｄｍｅ ‘ ｔｅｒ．ＢｕｔｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｔｆｗａｒｅＭｕｈｉｓｉｍ１０ｅｎａｂｌｅｓｆｏｒｄｅｓｉｇｎｅｒｓｔｏｑｕｉｃｋｌｙｓｅｌｅｃｔｅｌｅｍｅｎｔｂｕｉｌｄｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔ，ａｎｄｕｓｅｓｉｅ— ｒｕｌａｔｉｏｎｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｔｏｏｂｔａｉｎａｖａｒｉｅｔｙｏｆｅｘｐｅｉｒｍｅｎｔａｌｄａｔａ，ａｎｄｔｈｅｎａｎａｌｙｓｉｓ，ｖｅｒｉｆｙｔｈｅｄｅｓｉｇｎｃｉｒｃｕｉｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｉｍｅｓａｖｉｎｇａｎｄｅｃｏｎｏｍｙ，ａｎｄｍｏｒｅｉｎｔｕｉｔｉｖｅ，ｔｈｒｏｕｇｈｒｅａｓｏｎ — ａｂｌｅｕｓｉｎｇｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｒｅａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｂｅｔｔｅｒｔｒａｉｎｉｎｇｏｆｓｔｕｄｅｎｔｓｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｂｉｌｉｔｙａｎｄｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｓｔｕｄｙ．

单周控制的三相高功率因数整流器的仿真研究

Ｔｅｏｔｌｉｕｔａｅｉｐｍｎｅｙｔｅｇｎｒｔｇｔｃｃｉａｄｅｅｔｎｃｄｖｅ．ＴｅｐｐｓｄｃｎｌｒａｅｃｐｔｈｎｏｃｃｉＣｂｌｅｔｄｂｅｅｉｅｒｅｉｕｎｌｒｉｅｉｓｈｒｏｅｏｔｌｎｒｅｔｎｕｃｒｒｎｍｅｈｌａｎａｒｔｃｏｃｏｏｒｅＣｊｉ
ｖｌａｅｐｅｔｒａｉｎａｄｓｓａｎｔｅｓｎｏｄａｒｆｅｏｅｉｐｔａｅａｅｃｒｅｔｆｌｏｎｇｔｅｉｐｏｔｇ，ｅｅｎｔｅｃｎｔｆｏｔｇｒｕｂｔｏｕｔｉｉｕｓｉｌｐｉｆｔｎｕｖｒｇｕｒｎｏｌｗｉｎｕｔｖｌａｅｖｎｏｈｏｄｉｏｎｏｎｈｏｌｈｈｉ
山东理工大学电气与电子工程学院（东淄博２５４）张厚升山５０９
ｆｏｅｅｆＥｅｔｃｌＥｅｔｎｎｉｅｎ，ＳａｄｎｎｖｍｔｏｃｎｌｙＺｂ５０９ＣｉａＺａｇｏｓｅｇｌｇｌｒａ＆ｌｒｉＥｇｎｒｇｈｎｏｇＵｉｉＴｈｏｇ，ｉ２５４，ｈ）ｈｎｕｈｎＣｌｏＣｉｃｏｃｅｉｅｙｆｅｏｏｎＨ
ｔｅｌａｕｅｔｐｒｒｅ．Ｆｒｅｍｏｅｉｎｉｆａｉｅｃｃｅｏｌｗｏｓｔｈｓａｅｓｉｈｄａｉｈ￣ｅｕｎｙｔｕｅｈｏｄｃｒｎｅｕｂｄｔｕｈｒｒｎａｙｔｔｍｅｏｃｌｙｌ，ｎｙｔｗｉｅｒｗｔｅｔｈｇｎｃｃｑｅｃ，ｈｓｔｈｓｔｈｎｏｓｓａｅｓｇｉｃｔｅｕｅ．ＡｋｔｒｅｐａｅｈｇｏｅａｔｒｅｔｅｔｈｒｐｓｄＰＣｃｎｒｌｒｉｅｉｅ．ｗｉｉｇｌｓｅｒｉｎｆａｌｒｄｃｄｃｉｎｙ７Ｗｅ－ｈｓｉｈｐｗｒｆｃｏｃｉｒｗｉｔｅｐｏｅＦｏｔｌｓｄｓｇｄｈｒｆｉｈｏｏｅｎＳｍｕａｉｎｒｓｌｒｖｈｔｔｅｒｃｉｅ ’ ＳｐｗｅａｔｒＣｅｃ．９，ｉａｈｅｅｏｕｅｔｄｓｒｉｎａｄｕｉｏｒｆｃｏｉｌｔｅｕｔｐｅｔａｈｔｒｏｒｆｃｏａｒａｈ０９８ｔｃｉｖｓｌｗｃｒｎｉｔｔｏｎｎｔｐｗｅａｔｒｏｓｏｅｆｉｎｏｙ

功率因数提高的Multisim仿真和实验分析

功率因数提高的Multisim仿真和实验分析作者：谢晓霞张权来源：《现代电子技术》2015年第01期摘要：为了清楚直观地了解如何提高负载的功率因数，将理论分析、仿真分析以及实验分析三者进行有机的结合。

在理论分析的基础上，利用Multisim仿真软件对感性负载电路功率因数的提高进行了仿真分析，并设计了实验电路对理论分析以及仿真分析的结果进行验证。

关键词：功率因数；感性负载； Multisim仿真；虚拟仪器中图分类号： TN710⁃34； G642 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2015）01⁃0150⁃03Abstract：Theoretical analysis， simulation analysis and experiment analysis were combined to clearly comprehend about how to improve the power factor of the load. Based on the result of theoretical analysis， the Multisim software was used to simulate the improvement of power factor of perceptual load circuit. An experimental circuit was designed to verify the results of the theoretical analysis and simulation analysis.Keywords： power factor； perceptual load； Multisim simulation； virtual instrument0 引言功率因数是电器设备非常重要的性能指标，也是衡量供电系统电能利用程度的重要指标之一，它的高低关系到输配电线路、设备的供电能力，也影响到其功率损耗。

阻抗参数测量和功率因数改善实验报告

阻抗参数测量和功率因数改善实验报告
一、实验前的准备
1、实验课程名称：阻抗参数测量和功率因数改善实验
2、实验室：艾滋病毒病理学实验室
3、实验组成：由学生、实习老师、实习助教、技术人员组成
4、实验设备：直流电源、电抗器、偏压电路等
5、实验内容：阻抗参数的测量与分析，功率因数改善测试和改善模型的验证
二、实验介绍
1、实验目的：
（1）理解单相、三相等容阻器的构造原理与特性；
（2）掌握阻抗参数测量的方法；
（3）熟练操作功率因数改善和模拟负荷的测试；
（4）熟练掌握功率因数改善的原理与模型，掌握功率因数改善的技术。

2、实验步骤
（1）测量、分析电路阻抗参数；
（2）测量电路的功率因数；
（3）分析、仿真功率因数改善技术；
（4）实际操作功率因数改善；
（5）验证改善参数和模型的有效性。

三、实验结果与讨论
1、阻抗参数测量结果
根据实验结果，电路的漏抗为2.34 ohm，寄生抗为0.54 ohm，电容抗为8.2 μF。

2、功率因数测量结果
利用实验装置测量电路的功率因数，得到的结果为0.90。

3、功率因数改善结果
实验仿真中，采用容抗补偿技术改善电路的功率因数，最终得到的改善结果为0.92。

四、实验总结
本次实验，我们通过步骤完成了对电路阻抗参数及功率因数改善的测量及模拟，得出完善的结果。

实验中掌握了各种阻抗参数测量技术，对电路的功率因数改善技术也深入学习，掌握实验方法的同时，也对实验原理有了更深的认识。

基于Multisml0.0仿真软件对于提高功率因数方法的应用与研究

Ａｂｓｒｃ：ＩｐｏｉｔａｔｍｒｖｎｇｐｏｗｅａｔｒｉｍｐｏｒａｔｆｎｅｇａｉｇａｏｗｅｉｇｐｒｕｃｉｎＯＴ．ｈｓｐａｒｓｕｄｅｓｎｇＭｕｌｉｍｌ０ｓｔｒｆｃｏｓｉｔｎｏｒｅｒｙｓｖｎｎｄｌｒｎｏｄｔｏＣＳＳＴｉｐｅｔｉｓｕｉｔｓ０．ｏｆ— ｗａｅｗｉｓｒｅｃｍｐｅｓｔｏａｈｕｏｐｅｓｔｏｔＯｏｍｏｄｓｇｍｅｈｓｍｐｏｖｎｗｅａｔｒｔｏｕｈｅｓｍｕａｉｒｔｅｉｓｏｈｎａｉｎｎｄｓｎｔｃｍｎａｉｎＷｃｍｎｅｉｎｔｏｄ，ｉｒｉｇｐｏｒｆｃｏｈｒｇｈｔｉｌｔｏｎｗｈｉｈａｅｃｈｅｒａｔｖｃｃｎｒｄｕｅｔｅｃｉｅｐｏｗｅｎｄａｔｖｅｌｓｒａｃｉｏｓ．Ｋｅｏｒ：ＭｕｔｓｌＯｍｐｒｖｉｙｗｄｓｌｉｍ０．：ｉｏｎｇｐｏｗｅａｔ；ｓｒｅｏｐｅａｉ；ｓｕｎｔｃｒｆｃｏｒｅｉｓｃｍｎｓｔｏｎｈｏｍｐｅａｉｎｓｔｏｎ
△ Ｐ％
５００
ｌｏｏ
１０９０８０７０６．．．．
０５．
０４．
ＣＯＳ
图１固定负荷时，率因数下降，起功率功引在交流电路中，总电流与总电压之间相位差的余弦称为电路的功率因数，用损耗曲线符号ＣＳ￣表示。功率因数补偿，ＯＯ或即提高功率因数，其意义如下：１为了充分利用电气设备的利用率，）尽量提高电路的输出功率，＝ＵＩｏｓｏ由Ｐｓ＝ｃｓ可知，ｏ￣ｌＰＳ而当ｅｓ＜时，＜ｃ当ｅｓ＝时，＝，ｏａｌＰ

高功率因数PWM变流器仿真研究

（＝１２３是开关量Ｓ的转换函数，ｄ＝１时ｉ，，）当ｉ
Ｓ闭合，ｆ否则，ｄ＝０ｓ断开。当ｉ时
一
Ｒ
０
０
Ｌ０００
０Ｌ００００Ｌ００００Ｃ
￡Ｉ
厂ｌ
摘要：采用傅立叶变换、旋转变换、小信号线性化三种技术，对在幅相控制下的ＰＷＭ交一直电压源变流器作了全面的分析。获得调制波的幅值和相位的关系方程，仿真验证了该并
ＰＷＭ变流器的功率因素为１。关键词：高功率因数；ｒ；立叶变换；ｌｚＷＭ傅传递函数中图分类号：Ｎ３４Ｔ４文献标识码：Ａ
０引言
目前，交流变频调速传动已经成为电气调速传动的主流。采用自关断器件的全数字控制的ＰＷＭ变频器已经实现了通用化。但绝大多数变频器，其网侧变流器常采用不可控的二极管整流器。如图（）１所示。
幡
图１三相不可控整流桥的电压型逆变器图２相位和幅值控制矢量图
第３卷１
第３期
贵州工业大学学报（自然科学版）
ＪＵＮＬＯＵＩＯＵＩＥＳＴＦＴＣＮＬＧＯＲＡＦＧＺＵＮＶＲＩＹＯＥＨＯＯＹＨ
Ｖｌ．１Ｎｏ３ｏ３．１
２０年６Ｏ２月
Ｊｎ．０）ｕｅ２ｔ２
信号线性化处理，找到调制系数与相位角的数学关系。要控制能量回馈，即当ｅ＞时（为图３中电容ＬＣ两端的电压）使变流器发生逆变，，我们同样可以通过ｍ与的关系方程求出对应的ｍ和，这样就可以使相应的ＩＢＧＴ导通。所以问题的关键就是求出ｍ与的关系方程，这点将在后面给出具体的解法。

电路基础-§3-8应用Multisim软件进行功率因数提高仿真实验

电容值 C（μF）
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
有功功率功率因数总电流感性负载电流电容电流
P（W） cosφ I（A） I1（A）
I2（A）
五、讨论与思考
（1）电路中的电容容量改变时，电路的有功功率是否改变？为什么？（2）并联的补偿电容容量越大，电路的功率因数cosφ是否越高？为什么？（3）要提高感性负载的功率因数，能否采用串联电容的方法？为什么？
（1）在Multisim软件中按图建立实验电路。其中感性负载由 RL串联电路构成，参数设置如图中所示，并联的补偿电容C采用20μF可调电容，并由开关控制其是否接入电路。功率表中电压测量端并联在电源两端，电流测量端串联在被测电路中。双击功率表图标可打开其显示面板，可显示被测电路的有功功率和功率因数。
（2）按空格键使开关J1断开，电容记录于表中。（3）再按空格键使开关J1闭合，将电容C并联在感性负载两端。通过按键A或Shift+A组合键来调节电容的容量大小，在不同的容量下分别单击仿真开关运行仿真，将所测结果记录在表达式中。
（2）掌握感性负载并联电容器后，电路功率因数的变化情况。
（3）学习在Multisim软件中测量正弦交流电路与功率因数的方法。
二、实验原理及说明
负载功率因数过低，一方面没有充分利用电源容量，另一方面，当电压等级确定时，传输一定的功率，功率因数越低，线路上的电流越大，输电线路中线路损耗就越大，线路电压降也越大，所以提高功率因数可以提高经济效益，有非常现实的意义。
提高功率因数的方法之一是在感性负载两端并联一个电容器，补偿负载电流中的无功分量，使总电流减小。
感性负载两端并联补偿电容器后，负载支路的电流和负载消耗的有功功率不变，但是随着负载端功率因数的提高，输电线路上的总电流减小，线路压降减小，线路损耗降低，因此提高了电源设备的利用率和传输效率。