功率因数的提高仿真汇总

1- 4 日光灯并联电容 前、后的电流相量图
2
3、EWB仿真实验内容与实验步骤
3.1、根椐电抗式日光灯电路原理图，新建功率因数提高实验 的EWB仿真电路。 3.2、分别用EWB中虚拟电压表、电流表测量电源电压U、日 光灯电路中镇流器电压UL、灯管电压UR及电路电流I，用虚拟 示波器测量电路电压与电流间的相位差φ，记录在表-1 中。 3.3、在日光灯电路中接入并联可调电容C，串联电容电流表IC。 并串联灯管支路电流表IRL。 3.4、调节并联电容量的大↑小↓，使电路总电流I降至最小(此时 电压U与电流I的相位差φ =0)。测量相应的电压、电流及相位 差，记录在表-1 中。 3.5、分别增加↑或减少↓并联的电容量，分别测量电压U、 UL 和 UR，测量总电流I 、灯管电流IRL和电容电流IC 、测量相应电 压与电流的相位差φ 。记录在表-1 中。 3.6、根据实验记录数据，计算电路的功率因数，讨论提高电 路功率因数的意义。
2019/3/10 长江大学 龙从玉 9
2019/3/10 长江大学 龙从玉 8
4、 实验注意事项
4.1、仿真实验使用的EWB软件：在电路中插入元件或仪表时 可直接插入，但实际操作时则应断开电路接入！删去元件时 却会在此保留短接线，如删去电压表后还要删去短接线！ 4.2、电感负载串联电容实验，电路的总阻抗会下降，属于电 压谐振性质，要防止器件过电压过电流！
2019/3/10 长江大学 龙从玉 3
EWB使用简介
电 源 基 本 指 示 仪 器
EWB主菜单
工具菜单 元件与仪器菜单 电压与电流 的相位差大
启动 停止 开关
暂停 恢复 按键
1）日光灯电路的固有功率因数低
2019/3/10 长江大学 龙从玉
C=0时电容支路应断开！ 调电容量按C键，改变增 减方向按大小写转换键。
镇流器
+209
2.5H
AC Volts
+220
AC Volts
V1
VSINE VA=312V
SW1
SW2 C1 1u
SW3 C2 2u C3 2.5u
15W 灯管
250
+66.3
AC Volts
R 3
vi
2019/3/10
长江大学 龙从玉
6
采用Proteus仿真
2019/3/10
长江大学 龙从玉
7
2019/3/10 长江大学 龙从玉 1
图-1 提高日光灯功率因数实验电路原理图
S
R
IC
L UR ILR IC C
UL 1-1 电路原理图
I’ I
I’ I
220V
U
φ’
φ
ILR
C U UL L φ UL I=ILR
I’
U
IC
UR R
1-2 等效电路图
2019/3/10
ILR
UR
1-3 电压相量图
长江大学 龙从玉
5、实验报告要求
5.1、完成实验数据表格中的计算，进行必要的误差分析。 5.2、根据实验数据，绘制日光灯实验的电压相量图、电流相 量图，根据基尔霍夫定律解释支路电流大于总电流，部分电 压大于总电压的实验现象。 5.3、讨论改善日光灯功率因数的方法。为什么不采用串联电 容的方法提高功率因数？ 5.4、讨论改善日光灯电路的功率因数的意义。
表-1 日光灯功率因数提高的仿真实验表
并联C
(uF)
U
(V)
UL
(V)
UR
(V)
I
(A)
ILR
(A)
IC
(A)
T
(ms)
△t
(ms)
φ
(△t/T)
COSφ
P
(W)
SFra Baidu bibliotek
(VA)
0
220
0
1.0 2.0 ? 4.0 5.0
220 0 1
说明：1）用模拟示波器测量相位差φ：根椐测量的电压与电流 初相时间差△t与周期T计 算：φ=(△t/T )×3600。 2）表中的功率因数COSφ、功率P (W) 、视在功率S(VA) 均为根据原始测量数据计算的实验值。
实验五 功率因数的提高仿真 1、实验目的
1.1、掌握电抗式日光灯的工作原理及其线路的接线方法。 1.2、理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。 1.3、学习电路仿真软件的使用。
2、实验原理
2.1、相量形式的基尔霍夫定律适用于正弦交流电路： 节点的 各支路电流相量和为零，即Σİ=0； 闭合回路的各段电路电压相量和为零，即ΣÙ=0。 2.2、日光灯实验电路如图-1所示，图中R:日光灯管、 L:电抗镇流器、S:启辉器，C:补偿电容器--用以改善电路 的功率因数。
4
②并联电容提高电路总功率因数
电压与电流 的相位差小
总电流 下降了
增加 电容 电流
灯管 电流 不变
并联电容能改变电路的外特性； 不能改变电路内部特性！
2019/3/10 长江大学 龙从玉 5
采用Proteus仿真
功率因数的提高
+265
AC mA
A B C D V1
+265
AC mA
+0.00
AC mA