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用串联电容器的方法是否也能提高感性负载的功率因数?为什么?

网友发布 2023-08-01 10:41 · 头闻号仪器机械

在实际应用电路中,多是感性的,线圈用的较多,会降低功率因素的。

我们知道,串联电路中电流处处相同。这个相同,不仅是有效值相同,而且瞬时值也相同,也就是说,任何时刻都相同。

我们又知道,电感和电容中电流与两端电压不同相,电容两端电压落后于电流90度,而电感两端电压超前于电流90度。现在电感和电容中电流相位相同,所以电感两端电压与电容两端电压相位相反,也就是说,任何时刻电容和电感上的电压是互相“抵消”的。

感抗和容抗都与频率有关。必定存在某一频率,在这个频率感抗与容抗相等。既然电感两端电压是感抗乘电流,电容两端电压是容抗乘电流,所以在这个频率下,电感两端电压恰与电容两端电压大小相等,方向相反,完全抵消。这就是串联谐振。

电感两端电压与电容两端电压完全抵消,那么电流不就是无穷大了?实际上电路中总有一些电阻,所以电流不会是无穷大,但电流很大是肯定的。此时串联电路呈纯阻性,即串联电路两端电压与电路中电流同相。

如果频率稍微降低一些怎么样?频率稍微降低一些,容抗变大一点,感抗变小一点,电容两端电压的大小稍微比电感两端电压的大小大一些,不能完全“抵消”,串联电路中电流仍比较大,注意比没有电感时要大,串联电路呈容性,当然不是纯容性,电路中还有一些电阻。从串联电路两端看,施加的电压没有变化,但电流比没有电感单纯是一个电容时大,好像是电容量变大了。可以这样考虑:感抗“抵消”了一部分容抗,使容抗减少,从串联电路两端看,就好像是电容量变大了。

应该注意到,现在容抗随频率的变化非常快,因为现在感抗与容抗互相“抵消”,频率变化一点点,“抵消”的程度就会差很多,也就是从串联电路两端看上去的电容量随频率很快变化,频率降低一点,“看上去”的电容量就会减少很多。

频率继续降低,感抗越来越小,容抗越来越大,直到感抗可以忽略,此时串联电路中电流与只存在一个电容时几乎相同,好像电感不存在。根据串联电路两端电压和其中的电流计算电容量,与没有电感几乎是相同的。频率非常低时,就可以认为是完全相同。

频率从谐振频率稍微升高一些,所有情况变得相反,现在电路呈感性,但感抗比没有电容时小,从串联电路两端看,好像是容抗“抵消”了一部分感抗,使电感量变小了。频率继续升高,容抗越来越小,感抗越来越大,直到容抗可以忽略,根据串联电路两端电压和其中的电流计算电感量,与没有电容时几乎相同。

对于电感和电容的并联电路,分析完全相同,只不过现在是并联,电感和电容两端电压相同,电感中电流和电容中电流相位相反,“抵消”的是电流而不是电压。

总之可以有效地提高有效功率。

关于提高日光灯电路的功率因数

,用并联电容的方法是可以补偿电感镇流器的无功损耗,若在镇流器的前后串联电容,由于电感电容无功电压的抵消,将使日光灯上的电压严重超标,会对日光灯的寿命有极大的影响,严重时有可能发生谐振,电路电流剧烈增大而烧毁线路的。我曾经在一个理发店中看到串联电容接法的日光灯电路,那个镇流器及导线被烧的漆黑。

方式:

(1)提高自然功率因数。自然功率因数是在没有任何补偿情况下,用电设备的功率因数。提高自然功率因数的方法:合理选择异步电机;避免变压器空载运行;合理安排和调整工艺流程,改善机电设备的运行状况;在生产工艺允许条件下,采用同步电动机代替异步电动机。

(2)采用人工补偿无功功率。装用无功功率补偿设备进行人工补偿,电力用户常用的无功功率补偿设备是电力电容器。

作用:

(1)提高用电质量,改善设备运行条件,可保证设备在正常条件下工作。

(2)节约电能,降低生产成本,减少企业的电费开支。

(3)能提高企业用电设备的利用率,充分发挥企业的设备潜力。

扩展资料:

一、感性负载的危害

由于感性负载在接通电源或者断开电源的一瞬间,会产生反电动势电压,这种电压的峰值远远大于负载交流供电器所能承受的电压值,很容易引起车用逆变器的瞬时超载,影响逆变器的使用寿命。因此,这类电器对供电波形的需要较高。

开关旁边并联电容是为了在开关断开时减少开关断开的两个触点之间形成的电弧;开关闭合时,则没有消除电火花的作用。

因为开关所接的电路中,常常都属于感性负载,感性负载在断电时由于电流不能突变,因此会在断开的两个触点之间形成的电弧,这个电弧一方面对触点造成损坏作用(容易拉成毛刺),一方面影响电路的断开时间。

加上电容后,由于电容两端电压不能突变,使触点两端的电压也不能突变,因此就没有火花形成,其可吸收尖锋电压,起到保护触点的作用和及时断开电路的作用,防止击穿。

二、提高功率因数的补偿方法

采用供应无功功率的设备来补偿用电设备所需的无功功率,以提高其功率因数的措施,称为提高功率因数的补偿方法。采用补偿法来提高功率因数,必须增加新设备、增加有色与黑色金属的需用量。?

此外,补偿设备本身也有功率损失,所以从整体来看,应首先采用提高用电设备自然功率因数的方法。但当功率因数还达不到《电力设计技术规范》所要求的数值时,则需采用专门的补偿设备来提高功率因数。

应用人工补偿无功功率的方法通常有应用移相电容器(即静电电容器) 、采用同步电动机和采用同步调相机三种方法。

百度百科-功率因数

百度百科-感性负载

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