基于matlab的正弦穩(wěn)態(tài)電路功率的分析(編輯修改稿)
2024-09-01 04:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 正負(fù)，需另加說明。常以“滯后”表示電流滯后于電壓，角為正；以“超前”表示電流超前于電壓，角為負(fù)。功率因數(shù)小于或等于1。功率因數(shù)的大小說明有功功率占視在功率的比例。功率因數(shù)決定于電路端電壓和電流之間的相位差。小于1，電路中就發(fā)生能量互換，出現(xiàn)無功功率，在實際計算中，可用電能值代替相應(yīng)的功率[6]。本章從分析無源一端口網(wǎng)絡(luò)的瞬時功率出發(fā)，分析了有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)提高以及各個功率之間的相互關(guān)系。為了方便正弦電路中相量的計算，引入了復(fù)功率的概念。最后通過電路中復(fù)功率的守恒，進(jìn)而得出有功功率守恒和無功功率守恒。、頻率不變，元件參數(shù)對功率因數(shù)的影響下面就電源電壓、電源頻率不變的情況下，分不同電路討論元件參數(shù)對功率因數(shù)的影響。在等效串聯(lián)電路中，要知道此負(fù)載是容性的還是感性的，可判斷容抗和感抗的大小。如果,則此負(fù)載屬于感性的。則與簡單的電路一樣。下面要研究的是即感性負(fù)載。分四種情況討論對功率因數(shù)的改善：串聯(lián)電容和電感；關(guān)聯(lián)電容和電感。對串聯(lián)電路，、正弦電壓U=380V，f=50Hz。且令R=30Ω，L=127mH。以電流為參考相量在電路中串聯(lián)一個電容，電路中電感所消耗的無功功率與電容所消耗的無功功率可以相互補(bǔ)償，用這種補(bǔ)償?shù)姆椒梢赃_(dá)到降低無功功率的目的。、：串聯(lián)電容前的阻抗：式(31)功率因數(shù)：式(32)串聯(lián)電容后的阻抗：式(33)功率因數(shù)：式(34)要提高電路的功率因數(shù)，則有，所以，當(dāng)，即時電路的功率因數(shù)會增大，且有，即時電路的功率因數(shù)取最大值；而當(dāng)，即，電路的功率因數(shù)反而會減小。計算結(jié)果表明：當(dāng)電容C的值大于39時。當(dāng)電容C的值等于78時，電路的功率因數(shù)達(dá)到最大值1(此時電路發(fā)生諧振)，當(dāng)電容C的值小于39時。在電路中串聯(lián)一個電感電路圖和相量圖如下：當(dāng)電路中串聯(lián)電感時，阻抗增大，功率因數(shù)只會減少，不會提高。在感性負(fù)載的兩端并聯(lián)一個電容并聯(lián)電容后不會影響原電路的有功功率，但并聯(lián)電容后，電容的無功功率“補(bǔ)償”了電感的無功功率，減少了電源的無功功率，從而改善電路的功率因數(shù)。其電路圖和相量圖如下：電路中的導(dǎo)納（）式(35)并聯(lián)電容前的導(dǎo)納：式(36)功率因數(shù)：式(37)并聯(lián)電容后的導(dǎo)納：式(38)功率因數(shù)：式(39)要提高電路的功率因數(shù)，則：即即所以當(dāng)時，電路的功率因數(shù)會提高。且有當(dāng)時，電路的功率因數(shù)取最大值1；而當(dāng)電容時，電路的功率因數(shù)反而會減小。計算結(jié)果表明：當(dāng)電容C的值小于125時。時，電路的功率因數(shù)達(dá)到最大值1(此時電路發(fā)生諧振)，當(dāng)電容C的值大于125時。在電路中并聯(lián)一個電感電路圖和相量圖如下：如果并聯(lián)電感，由相量圖可知，電路總電流將增加，功率因數(shù)只會減少，不會提高。與前面的討論可以看出，在感性電路中串聯(lián)電感和電容，可以改變電路功率因數(shù)，但電路中的電流將發(fā)生變化。為了保證負(fù)載的功率不變，一般應(yīng)改變輸入電壓。而供電電壓一般是不變的，所以串聯(lián)電容和電感不是最好的補(bǔ)償方法。并聯(lián)電感也可以改變功率因數(shù)，但功率因數(shù)只會減少，不會提高。并聯(lián)電容可以保證負(fù)載正常工作，同時可以提高功率因數(shù)。在感性負(fù)載中并聯(lián)容性負(fù)載，可以提高功率因數(shù)，原理是用電容器的無功功率來補(bǔ)償感性負(fù)載的無功功率，從而減少甚至消除感性負(fù)載與電源之間原有的能量交換。但要注意，采用并聯(lián)電容來做無功補(bǔ)償?shù)臅r候，應(yīng)該考慮電容器的耐壓值。必要時可以串聯(lián)一個恰當(dāng)阻值的電阻[7]。上面研究了感性負(fù)載功率因數(shù)的改變問題，下面我們將對容性電路功率因數(shù)的改變進(jìn)行研究。如果感抗,則此電路屬于容性電路。它與簡單的電路差不多。簡化電路的電路圖和相量圖如下：正弦電壓U=380V，f=50Hz。且令R=30Ω，C=80在電路中串聯(lián)一個電感電路圖和相量圖如下：串聯(lián)電感前的阻抗：16
語文相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1