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简单整流滤波电路的功率因数问题,整流滤波电路,桥式整流滤波电路,桥式整流电容滤波电路,整流滤波电路实验报告,整流滤波电路原理,整流滤波电路图,桥式整流滤波电路图,桥式整流滤波电路原理,三相整流滤波电路
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简单整流滤波电路的功率因数
问题
深圳 冯旭升
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问题的引出
许多电子设备电源输入部分都带有二极
管和电容组成的整流滤波电路。用正弦波
交流电对这种带有整流滤波电路的电子设
备供电功率因数接近100%。但是,人们却
普遍认为用正弦波交流电对这种电子设备
供电功率因数很低,尤其严重的是许多标
准及检测部门的技术人员也这样认为,因
此造成了概念上的混乱。本文提出这个问
题供大家讨论。
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电器电子设备产生无功功率的原因
• 用正弦波交流电给电器设备供电,如果用
电设备的阻抗特性含有电抗成分,则会在
外界正弦波电压上升期内形成能量存储,
电容器件电场中存储的能量为Ec=0.5CV2,
电感器件磁场中存储的能量为El=0.5LI2。
在正弦波电压下降期内,电抗器件中存储
的能量将会返回电网,形成无功功率。
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电子电器设备形成无功功率的条件
• 由以上分析可见,用电设备形成无功功率
有两个必要条件:
• 1、用电设备中必须包含能存储电能的电抗
成分以在正弦波电压上升期内存储能量。
• 2、在正弦波电压下降期内,存储在电抗器
件中的能量要能返回电网。
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有功功率、无功功率、视在功率及
功率因数的含义
• 用正弦波电源给电子/电器设备供电输入功率中既包含有
功功率又包含无功功率。
• 有功功率是用电设备实现了能量转换对外做功的功率。
• 无功功率就是指用电设备电抗器件中存储的返回电网的能
量在单位时间内的总和,这部分能量没有对负载做功。
• 用正弦波电源给用电设备供电时,如果测量用电设备的输
入电流和输入电压再根据电流乘以电压的定义换算用电设
备的输入功率,则得出的功率值中既包括了有功功率又包
括了无功功率,这个功率总和在电工学中叫做视在功率。
即:视在功率=输入电流x输入电压=有功功率+无功功率
• 功率因数是用电设备输入端有功功率与视在功率的比值。
即:功率因数=有功功率/视在功率
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提出功率因数概念的实际意义
• 供给用电设备的无功功率没有在负载上做
功而是把电抗器件内存储的能量返回了电
网。无功功率形成的电流在线路上流动会
在线路的电阻上发热,形成线路功耗,并
且,供电设备为了提供这部分无功能量还
需要加大容量,这就会使电力系统的运行
成本提高。因此,用电设备无功功率高对
电网的运行不利。功率因数就是量化表示
用电设备这种负载特性以便控制用电设备
相关的技术指标的参数。
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用一个电容和电阻并联的电路来说
明这种情况。
具体电路如图所示:
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• 正弦波电压加在并联阻容网络的两端,电阻上的
电压和流过电阻的电流的乘积使电阻发热。电能
转换成热能做功,这就是电阻上的有功功率。电
能同时会在电容上存储和释放从而形成容性电
流,这个充放电过程并没有任何形式的能量转
换,也就是没有任何形式的做功,这部分容性电
流和输入电压的乘积就形成了这个网络上的无功
功率。
• 如果测量网络总的输入电流,即大于电阻上的电
流又大于电容上的电流,(具体的数值服从矢量
运算规则。)这个输入电流乘以输入电压就是视
在功率。显然视在功率是电阻上的有功功率和电
容上的无功功率之和。由于视在功率大于有功功
率,根据功率因数的定义,该电路的功率因数必
然小于1 。
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