基于matlab的正弦穩(wěn)態(tài)電路功率的分析-資料下載頁
2025-08-05 04:56本頁面
【正文】 式(51)為并聯(lián)電容后的電流：式(52)式(53)由于：式(54)所以： 式(55)所需并聯(lián)電容的值為式(56)式(57)從經(jīng)濟成本角度來說，電容取小值，即取減號。所以：例2：在電壓有效值為220V時，負載的有功功率為，頻率為的RC串聯(lián)電路中，計算將功率因數(shù)從提高到，需要并聯(lián)多大的電感？設(shè)負載原有功率因數(shù)為，現(xiàn)要達到的功率因數(shù)為，則所需要并聯(lián)的電感L的計算式，可從下面的推導(dǎo)得出。設(shè)負載所消耗的有功功率不變，負載的電壓不變，以電壓為參考量為沒有并聯(lián)電感前電流：式(58)為并聯(lián)電感后的電流：式(59):式(510)由于：式(511)所以：式(512)所需并聯(lián)電感的值為：式(513)從經(jīng)濟成本角度來說，電感取小值，即取加號，所以：在確定了我們所需要電容的大小時，我們可以將很多小的電容并聯(lián)在一起形成一個較大的電容器。這是根據(jù)電容并聯(lián)的特性（）例如上面我們計算的電容的大小，根據(jù)市場調(diào)查，一個的電容只要1元錢，一個的電容要4元錢，一個的要10元錢。從市場調(diào)查我們可以看出，電容的價格與他的容量有關(guān)。電容的容量越大，價格就越高。如果我們要一個的電容，用不同容量的電容，哪一個比較合算。表：電容的容量與價格的關(guān)系元件大小2 5 8元件數(shù)量（個） 15 6 4元件價格（元） 1 4 10總額（元） 15 24 40從上表我們可以看出，用多個小容量的電容并聯(lián)來補償可以得到更多的經(jīng)濟效益。所以在無功補償?shù)臅r候，不但要考慮我們要補償?shù)姆桨福€要考慮我們補償時，電容的用法。比如，直接用大的電容也可以補償，可那樣在設(shè)備的投入上就要增加資金。不管對負載的無功補償是用什么樣的電容，最終的目的只有一個，就是要增加經(jīng)濟效益。用同樣的方法可以對容性負載并聯(lián)電感提高功率因數(shù)進行分析。在我們?nèi)粘Ｉ钪懈行噪娐泛芏啵缥覀冏畛Ｒ姷碾妱訖C，變壓器等。這些電器設(shè)備是我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚?，也是用得最普遍的。這么多的電器是感性的，所占的無功功率占視在功率中比例就很大，功率因數(shù)也就很低，所以要提高功率因數(shù)采取的措施是在感性負載兩端關(guān)聯(lián)電容器，這樣使感性負載所需要的無功功率用電容的無功功率獲得部分或者是全部的補償，就是利用電感和電容之間磁場能量和電場能量直接交換，從而減輕了電源供給負載無功功率的負擔(dān)，所以把并聯(lián)電容稱為補償電容[11]。理論上把功率因數(shù)提高到1，即為全補償，但在實際中沒有進行全補償，因為一是增加了投資，二是當負載變動時會造成過補償，過補償?shù)慕Y(jié)果會使得感性的電路變成容性的電路，這時與全補償相比，線路損耗反而會增大。因此在電力系統(tǒng)中一般采用欠補償，而且在經(jīng)濟上也劃算[12]。提高功率因數(shù)是一種不可缺少的技術(shù)。本論文先就常見的正弦交流電路的瞬時功率、有功功率、無功功率、視在功率進行了討論，然后就不同情況——電源電壓、電源頻率不變，元件參數(shù)對功率因數(shù)的影響。元件參數(shù)不變，電源電壓、電源頻率對功率因數(shù)的影響,分不同性質(zhì)負載的電路進行了分析討論。從討論結(jié)果可以看出，同一種電路功率因數(shù)的改善方法不是唯一的。改善功率因數(shù)，主要是利用電感和電容的無功補償。在感性負載電路中用串聯(lián)容性負載的方法、在容性負載電路中用串聯(lián)感性負載的方法，可以改變功率因數(shù)，但由于一般供電線路的電壓是不變的，這兩種方法都將影響負載的正常工作，因而不是很好的補償方法。但在感性負載電路中用并聯(lián)容性負載的方法、在容性負載電路中用并聯(lián)感性負載的方法，也可以改變功率因數(shù)，而這兩種方法都不會影響負載的正常工作，因而是一種很好的補償方法。當我們要把功率因數(shù)從某一個值提高到相同的另一個值時，怎樣才能更加經(jīng)濟有效？這是本文的一個創(chuàng)新點。通過對電容元件價格的調(diào)查市場，從中可以選出一種既經(jīng)濟又可行的方案?？偟脑瓌t是，在保證負載正常工作的情況下，既要達到同一效果（比如將功率因數(shù)提高到同一個值），又要使所選用的材料經(jīng)濟、耐用，最大限度地提高經(jīng)濟效益。
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