10 正弦稳态电路的功率及功率因数的提高

南京理工大学电光学院电路作业3-373-40南京理工大学电光学院电路第3章正弦交流电路3.1正弦交流电的基本概念3.2正弦量的相量表示法3.3正弦交流电路中的电阻元件3.4正弦交流电路中的电感元件3.5正弦交流电路中的电容元件3.6基尔霍夫定律的相量形式3.7阻抗和导纳3.8复杂正弦交流电路的分析与计算3.9正弦交流电路的功率及功率因数的提高目录南京理工大学电光学院电路正弦稳态电路的平均功率平均功率的两种计算方法1:2:cosRkPPPUIN0..+_iu若正弦稳态二端网络N0中不含独立源ui南京理工大学电光学院电路正弦稳态电路的无功功率无功功率的两种计算方法21:()2:sinXkkLkCkQQIXXQUIN0..+_iu若正弦稳态二端网络N0中不含独立源ui南京理工大学电光学院电路正弦稳态电路的视在功率视在功率(表观功率)coscossinPUISQS22,QSPQtgP即有：SUI反映电源设备的容量（可能输出的最大平均功率）量纲：VA(伏安):功率三角形PQS注：在工程上视在功率用来表示电源设备（变压器、发电机等）的容量，也可用来衡量发电机可能提供的最大平均功率（额定电压×额定电流）南京理工大学电光学院电路正弦稳态电路的功率因数功率因数及其提高9090,cos0cos当正弦稳态一端口电路内部不含独立源时，用λ表示，称为该一端口电路的功率因数cosPUI工业生产中很多设备都是感性负载，感性负载的P、U一定时，λ越小，由电网输送给此负载的电流就越大。这样一方面要占用较多的电网容量，又会在发电机和输电线上引起较大的功率损耗和电压降。所以需要提高λ的值.南京理工大学电光学院电路正弦稳态电路的功率因数提高功率因数的原则：必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电压和负载的平均功率不变提高功率因数的措施:并联电容CuiRRuLu+_L+_+_南京理工大学电光学院电路正弦稳态电路的功率因数374μF例：在f=50Hz,U=380V的交流电源上，接有一感性负载，其消耗的平均功率P1=20kW,其功率因数。求：线路电流I1;若在感性负载两端并联一组电容器，其等值电容为，求线路电流I及总功率因数1cos0.6cos+_U..jXL1IRI..CI374μF1112000087.72Acos3800.6PIUjj44.6ACICU3800VU令,则187.7253.1AI158.525.8ACIII58.5A,coscos25.80.9I南京理工大学电光学院电路正弦稳态电路的功率因数并联电容的作用：减小端口电流，提高功率因数U1ICII1+_U....jXLICI1IR374μF感性负载工程上一般将功率因数提高到0.85~0.95情况1：欠补偿补偿后电路呈电感性南京理工大学电光学院电路正弦稳态电路的功率因数情况2U1ICII11cos呈电阻性从经济方面考虑，工程上一般不要求补偿到1。南京理工大学电光学院电路正弦稳态电路的功率因数情况3：过补偿U1ICII1呈电容性1cos补偿成容性要求使用的电容容量更大，经济上不合算南京理工大学电光学院电路正弦稳态电路的功率因数11111sinsinsinsin()coscosCPPPIIItgtgCUUUU给定P、,要求将提高到，求C=?cos1cos1cos12()PCtgtgUU1I11sinICIICI1sinI南京理工大学电光学院电路正弦稳态电路的功率守恒功率守恒情况22()kkkLkCkkQQXIXXI无功功率守恒：()()kptpt瞬时功率守恒:2kkkPPRI平均功率守恒:kSS视在功率不守恒:南京理工大学电光学院电路习题正误判断对正弦二端网络，下列关系是正确的是：？？21.2.3.cos4.SPQSuiSPSZImm5.tan16.cos2LCRPUI答案：4，6南京理工大学电光学院电路习题例：已知U=100V,P=86.6W,I=I1=I2,求R,XL,XC+_U....RI1I-jXC2IjXL作出电路的相量图，可见电流相量图为等边三角形U2IgI1Ig60301Acoscos(30)PPIUU则：121AIII2100CUXI2186.6PRI50LX南京理工大学电光学院电路习题10,6,17.926.6VCRXU3.38：已知,R1=5Ω,XL=5Ω，电路消耗的平均功率P=40W,消耗的无功功率Q=-40Var。试求电阻R、容抗XC和电压U。120AI.+_U..R1IR1jLX-jXC南京理工大学电光学院电路习题3.35：已知I1=22A,I2=10A,I=30A,R1=10Ω,f=50Hz。试求电路参数R2和L；电路的功率因数及P、Q、S。cos215.8,48.7mH6.4kW,1.5kVar,6.6kVARLPQS+_U..R1I1I2IR2jL南京理工大学电光学院电路习题102122112121.cosPPtgPtgPPPQQtg则：设电路总功率因数为5.7cos0.995，P1cos1P2cos22I+_1IIU11170kwcos0.7(0),P，例：已知一个负载的另一个负载的求此电路的总功率因数22290kwcos0.85(0),P，南京理工大学电光学院电路正弦稳态电路的平均功率、无功功率两种计算方法.功率因数的提高.本次课重点