1、1.交流電路功率因數(shù)的提高2.串聯(lián)諧振電路3.并聯(lián)諧振電路電工電子技術(shù) 第七講功率因數(shù)的提高1.功率因數(shù):對(duì)電源利用程度的衡量。X+-的意義：電壓與電流的相位差，阻抗的輻角時(shí),電路中發(fā)生能量互換,出現(xiàn)無(wú)功當(dāng)功率這樣引起兩個(gè)問(wèn)題:(1) 電源設(shè)備的容量不能充分利用若用戶： 則電源可發(fā)出的有功功率為： 若用戶： 則電源可發(fā)出的有功功率為： 而需提供的無(wú)功功率為:所以 提高 可使發(fā)電設(shè)備的容量得以充分利用無(wú)需提供無(wú)功功率。（2）增加線路和發(fā)電機(jī)繞組的功率損耗(費(fèi)電)因此，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要的意義。設(shè)輸電線和發(fā)電機(jī)繞組的電阻為 :要求:(、定值)時(shí)所以提高 可減小線路和發(fā)電機(jī)繞組

2、的損耗。(導(dǎo)線截面積)2. 功率因數(shù)cos 低的原因 日常生活中多為感性負(fù)載-如電動(dòng)機(jī)、日光燈，其等效電路及相量關(guān)系如下圖。 +-+-+-感性等效電路40W220V白熾燈 例40W220V日光燈 供電局一般要求用戶的 否則受處罰。 Lw相量圖常用電路的功率因數(shù)純電阻電路R-L-C串聯(lián)電路純電感電路或純電容電路電動(dòng)機(jī) 空載電動(dòng)機(jī) 滿載 日光燈 （R-L串聯(lián)電路）(2) 提高功率因數(shù)的措施:3.功率因數(shù)的提高 必須保證原負(fù)載的工作狀態(tài)不變。即：加至負(fù)載上的電壓和負(fù)載的有功功率不變。 在感性負(fù)載兩端并電容I(1) 提高功率因數(shù)的原則：+- 結(jié)論并聯(lián)電容C后：(2) 原感性支路的工作狀態(tài)不變:不變感性

3、支路的功率因數(shù)不變感性支路的電流(3) 電路總的有功功率不變因?yàn)殡娐分须娮铔](méi)有變，所以消耗的功率也不變。(1) 電路的總電流 ，電路總功率因數(shù)I電路總視在功率S4. 并聯(lián)電容值的計(jì)算相量圖:又由相量圖可得：即:+-例1:解：(1)（2）如將 從0.95提高到1，試問(wèn)還需并多 大的電容C。（1）如將功率因數(shù)提高到 ,需要 并多大的電容C,求并C前后的線路的電流。一感性負(fù)載,其功率P=10kW, ，接在電壓U=220V , =50Hz的電源上。即即求并C前后的線路電流并C前:可見(jiàn) : cos 1時(shí)再繼續(xù)提高，則所需電容值很大（不經(jīng)濟(jì)），所以一般不必提高到1。并C后:(2)從0.95提高到1時(shí)所需增

4、加的電容值例2:解：(1)電源需提供的電流為電源的額定電流為(1) 該電源供出的電流是否超過(guò)其額定電流？已知電源UN=220V , =50Hz，SN=10kVA向PN=6kW,UN=220V， 的感性負(fù)載供電，(2) 如并聯(lián)電容將 提高到0.9，電源是否還有 富裕的容量？例2:該電源供出的電流超過(guò)其額定電流。（2）如將 提高到0.9后，電源需提供的電流為 該電源還有富裕的容量。即還有能力再帶負(fù)載；所以提高電網(wǎng)功率因數(shù)后，將提高電源的利用率。2.3.6 R L C 電路中的諧振 含有電感和電容的電路其電壓與電流存在相位差。若調(diào)節(jié)電源的頻率或電路參數(shù)，使u、i（總電流）同相，稱此電路處于諧振狀態(tài)。

5、翻頁(yè)返回諧振串聯(lián)諧振并聯(lián)諧振()研究諧振的目的，就是一方面在生產(chǎn)上充分利用諧振的特點(diǎn)，(如在無(wú)線電工程、電子測(cè)量技術(shù)等許多電路中應(yīng)用)。另一方面又要預(yù)防它所產(chǎn)生的危害。1.R L C 串聯(lián)諧振UUR&=uRLCi 串聯(lián)諧振的條件UUR&=由于即：串聯(lián)電路諧振頻率電路諧振 角頻率uRLCi 串聯(lián)諧振的方法(1)電源頻率 f 一定，調(diào)參數(shù)L、C 使 fo= f；(2)電路參數(shù)LC 一定，調(diào)電源頻率 f，使 f = fo 1) 電流達(dá)到最大值諧振電流即阻抗值最小，電流最大。 諧振時(shí)2）u i 同相位，整個(gè)電路呈純電阻性 串聯(lián)諧振的特點(diǎn)CLXX=，R-jXCjXLUUR&=時(shí)， 當(dāng)CCLLXIUXIU

6、 , =則。=3） ，即 與 的有效值相等，相位相反，相互抵消，所以串聯(lián)諧振又稱電壓諧振。LU&CU&LU&CU&R-jXCjXL品質(zhì)因數(shù) - Q 值定義： 諧振時(shí)， 或 與總電壓的比值。IRU=ILIXLUL0w=ICIXUCC01w=UURLUUQCLwCRw001=所以串聯(lián)諧振又稱為電壓諧振。注意諧振時(shí):與相互抵消，但其本身不為零，而是電源電壓的Q倍。如Q=100,U=220V,則在諧振時(shí)所以電力系統(tǒng)應(yīng)避免發(fā)生串聯(lián)諧振。相量圖：(1) 串聯(lián)電路的阻抗頻率特性 阻抗隨頻率變化的關(guān)系。容性感性0(2) 諧振曲線電流隨頻率變化的關(guān)系曲線。Q值越大，曲線越尖銳，選擇性越好。Q大Q小分析：諧振電流

7、 電路具有選擇最接近諧振頻率附近的電流的能力 稱為選擇性。fR 通頻帶：諧振頻率上限截止頻率下限截止頻率Q大通頻帶寬度越小(Q值越大)，選擇性越好，抗干擾能力越強(qiáng)。Q小= 21 當(dāng)電流下降到0.707Io時(shí)所對(duì)應(yīng)的上下限頻率之差，稱通頻帶。即：串聯(lián)諧振應(yīng)用舉例接收機(jī)的輸入電路：接收天線：組成諧振電路電路圖 為來(lái)自3個(gè)不同電臺(tái)(不同頻率)的電動(dòng)勢(shì)信號(hào)；調(diào)C，對(duì)所需信號(hào)頻率產(chǎn)生串聯(lián)諧振等效電路+-最大則例1：已知：解：若要收聽(tīng) 節(jié)目，C 應(yīng)配多大？+-則：結(jié)論：當(dāng) C 調(diào)到 204 pF 時(shí)，可收聽(tīng)到 的節(jié)目。(1)例1： 已知：+- 信號(hào)在電路中產(chǎn)生的電流 有多大？在 C 上 產(chǎn)生的電壓是多少？

8、(2)已知電路在解：時(shí)產(chǎn)生諧振這時(shí)2.并聯(lián)諧振1. 諧振條件+-實(shí)際中線圈的電阻很小，所以在諧振時(shí)有則：1. 諧振條件2. 諧振頻率或可得出：由：3. 并聯(lián)諧振的特征(1) 阻抗最大，呈電阻性(當(dāng)滿足 0L R時(shí))(2)恒壓源供電時(shí)，總電流最小；恒流源供電時(shí)，電路的端電壓最大。(3)支路電流與總電流 的關(guān)系當(dāng) 0L R時(shí)，+-1支路電流是總電流的 Q倍 電流諧振相量圖例2：已知：解：試求：+-例3： 電路如圖：已知 R=10 、IC=1A、1 =45（ 間的相位角）、=50Hz、電路處于諧振狀態(tài)。試計(jì)算 I、I1、U、L、C之值，并畫相量圖。解：(1) 利用相量圖求解相量圖如圖:由相量圖可知電路諧振，則：+-又：(2) 用相量法求解例3：設(shè)：則：例4：圖示電路中U=220V,(1)當(dāng)電源頻率 時(shí),UR=0試求電路的參數(shù)L1和L2