电工电子技术第七讲17星期四用于混*嘟萄Э渭

发布于:2021-06-24 17:15:52

电工电子技术 第七讲 2005.3.17星期四用于混* 1.交流电路功率因数的提高 2.串联谐振电路 3.并联谐振电路 2.3.5 交流电路的功率 1. 瞬时功率 p ? i ?u (设电感性电路) p ? I msin?t ?U msin(?t ??) ? I mU m [cos? ? cos(2?t ? ?)] 2 ? UI[cos? ? cos(2?t ??)] = UIcos? –UIco(s 2?t ??) 返回 2 . *均功率(有功功率)P P? 1 T ?T 0 pdt ? UI cos? 总电压 总电流 u与i 的 相位差角 上述公式为有功功率的一般表达式,可推广 到任何复杂交流电路,其有功功率等于电阻 上消耗的功率。 P ? PR ? URI ? I 2R cos ? 功率因数 返回 3 . 无功功率 Q Q=QL+(-QC) U ? UR UL ?UC Q ? I 2 X L ? I 2 XC ? I ?UL ?UC ? ? IU sin ? 4. 视在功率 S 电源(发电机、变压器等)可能提供的 最大功率(额定电压×额定电流)。 S ? UI 单位:VA、KVA 返回 5 . 有功功率、无功功率与视在功率间的关系 ---功率三角形 有功功率 P ? UI cos? 无功功率 Q ? UI sin ? 视在功率 S ? UI S . U 阻抗 三角形 Z ? XL ?XC R 电压 .. UL + UC 三角形 . UR P 功率 三角形 Q 返回 6. 功率因数的提高 工厂的电器设备多为感性负载(等效 为R-L 串联电路),导致功率因数低。 例如: 电动机 空载: cos? ? 0.2 ~ 0.3 满载: cos? ? 0.7 ~ 0.9 日光灯(R-L-C串联电路): 功率因数低会 带来什麽问题 cos? ? 0.5 ~ 0.6 返回 问题 例 40W,220V白炽灯cos? ? 1 P ? UI cos? I ? P ? 40 ? 0.182A U 220 对发电与供电设备 40W,220V日光灯cos? ? 0.5 的容量要求较大 I ? P ? 40 ? 0.364A U cos? 220? 0.5 供电局一般要求用户的 cos? ? 0.85 返回 电路功率因数低带来的问题 供电设备的容量不能充分利用 P ? U N I N cos? cos? 降低,电源发出的有功功率减小, 无功功率则相应增大。供电设备有一大 部分能量用于与负载间进行交换。 增加线路与电机绕组的功率损耗。 P ? UI cos? P、U一定时, cos? 愈低,I 愈大。 返回 提高功率因数的方法 原则:在不改变负载工作条件下,减小电压与 线电流间的相位差( ? 愈小 ,cos? 愈大)。 采取什么方法呢? 增加电容元件(其无功功率是负的,可 与电感正的无功功率相互补偿)。 串联还是并联电容? 串联电容不行!影响负载的工作电压。 返回 . 并联电容 IC + . U C - 负. 载 IC . 一般不可能严格补 IC 偿到 cos? ? 1 ? ? . I . IL . I . IL . I ? . IL . ? 减小, U 仍呈电感性 cos? ?1 . . U I . ,U 同相, cos? ? 1 . 呈电容性。 U cos? ? 1 返回 并联补偿电容后的效果 +i u C - 发电厂 i2 R L i1 用户 . I2 ? . U . I . I1 用户(R-L负载)的电压和电路参数没有改 变,因此它的I、P、cos? 、Q 均没有改变! 对供电设备而言,总负载(R-L//C)的cos ? 变大;总的有功功率不变(电路中只有R消耗 有功功率) ;总电流、无功功率变小。 返回 求解并联电容的公式 + i iC R u C i1 L - IC=I1Sin ? 1-I Sin ? . Ic ?1 IC=ωCU ?. .U I . I1 P ? U I1cos?1 P ?UI cos? C= P (tg ? 1-tg ?) ωU2 返回 例:某小水电站有一台额定容量为10kVA的发电机, 额定电压为220V,额定频率f=50Hz,今接一感性负 载,其功率为8kW,功率因数cos ?1=0.6,试问: 1. 发电机的电流是否超过额定值? 2. 若要把电路功率因数提高到0.95,需并多大的电容器? 3. 并联电容后,发电机的电流是多大? 解:1. 发电机提供的电流 I1 发电机额定电流IN I1= P UNcos ?1 = 8000 200×0.6 =60.6A IN= SN UN = 1000 220 =45.45A 发电机提供的电流超过了IN,不允许。 接前例:功率因数cos ?1=0.6,试问: 2. 若要把电路功率因数提高到0.95,需并多大的电容器? 3. 并联电容后,发电机的电流是多大? 解:2. cos ?1=0.6 ?1=53.6o tan ?1 =1.33 cos ?=0.95 ?=18.2o tan ? =0.329 C =? P U 2 (tan?1– tan ?) =3148×0020202 (1.33–0.329)=526?F 3. 并联电容C后,发电机的电流I P I= UNcos ? = 8000 =38.3A 220×0.95 例:求图示电路中未知电压表和电流表的读数。 –j10 i A C2 + 5? Vu j5? – i2 V1 100V 确定参考相量的 i1 原则? +? C1 u1 I1 ? UL – 10 10 ? I U?1100V A1 10A 14.14? I2 电

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