电源功率因数的提高

电源功率因数的提高

1.电路课程设计的目的

⑴理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。

⑵验证：可以通过并联一个电容来提高功率因数。

2.仿真电路的设计原理

用来提高功率因数所并联的电容的大小：1222(tan tan )c rms rms

Q P C V V θθωω-== 下图为一个简单的稳态交流电路，求出其有功功率及功率因数，然后通过并连一个电容将功率因数提高到0.96.

240Vrms

50Hz

0°

j20Ω20Ω

-j10Ω 240Vrms

50Hz

0°

j20Ω20Ω

-j10ΩC

理论计算： 并联前： ()Ω+=-+=1020102020j j j Z

212010tan 1==θ 57.262

1arctan 1==θ 功率因数8944.057.26cos 1==pf

电流 57.2673.1010200240-∠=+∠==j Z

U I A 有功功率为：W R I P 7.2302

2073.102

2=⨯== 并联后：有功功率不变，功率因数提高到0.96即96.0cos 22==θpf

则 26.1696.0arccos 2==θ

则并联的电容大小为

()()

uF V P C rms 5.2624010026.16tan 57.26tan 7.2302tan tan 2221=⨯-⨯=-=πωθθ

3电路设计步骤

⑴在仿真实验中将并联电容前的电路连接起来（电容和电感的参数转换一下）并用功率表测量此时电源的有功功率及功率因数。

⑵再将并联电容后的电路连接起来，并用功率表测量此时电源的有功功率和功率因数。

4结果与误差分析

⑴通过以上几图的分析，发现测量结果与理论计算基本一致，则可证明：可以通过并联电容的方法提高电源的功率因数。

⑵测量结果与计算结果存在的微小的误差可能是因为在转换L与C的参数时取得是近似值，并且导线也存在微小的电阻有一定的影响。

5设计总结

这次仿真实验通过并联前后的对比得出并联电容能有效的提高功率因数，我们也可以并联一个电感或者串联一个电容，看看是否能提高功率因数。