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單相橋式整流電容濾波負(fù)載的功率因數(shù)分析

作者: 時(shí)間:2011-02-13 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:從理論上對(duì)橋式(即非線性)的因數(shù)作定量分析,并與傳

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/179857.htm

統(tǒng)概念的因數(shù)作比較。

關(guān)鍵詞:因數(shù)

1引言

  功率因數(shù)一直是電力系統(tǒng)中比較關(guān)心的問題,近年來隨著電子鎮(zhèn)流器、開關(guān)電源等電路的大量應(yīng)用,且功率日益增大,功率因數(shù)的影響在這一領(lǐng)域越發(fā)明顯。有些實(shí)用電路中,有適當(dāng)?shù)男U娐?,但較少涉及功率因數(shù)的定量分析,本文對(duì)此作出了分析,供電路設(shè)計(jì)時(shí)參考。

2傳統(tǒng)概念的功率因數(shù)

  以往電力系統(tǒng)中,由于感性或容性負(fù)載的使用,使得交流電路中電壓與電流間存在相位差,設(shè)其值為φ,其功率因數(shù)定義如下:

令:u=Umcosωt

則:i=Imcos(ωt±φ)

  可見,當(dāng)電壓與電流相位差為φ,而波形均為余弦(或正弦)波時(shí),功率因數(shù)只與相位差φ有關(guān)。

3橋式整流濾波負(fù)載的功率因數(shù)

  橋式整流濾波負(fù)載的電路如圖1所示。因?yàn)檎鳛V波電路中的作用,使整流橋每臂的導(dǎo)通時(shí)間小于半個(gè)周期,即導(dǎo)通角小于π,設(shè)其值為2α,如圖2所示。由于i已不是正弦波,功率因數(shù)就不能用cosφ來表示。

  忽略電容放電期間的壓降,此時(shí),電容可等效為一個(gè)電壓源,設(shè)電壓為E,內(nèi)阻為r,見圖3、圖4,當(dāng)ui>E時(shí),半個(gè)周期中流過整流橋的電流為通常Rr,忽略u(píng)i/R項(xiàng),則即流過整流橋的電流為正弦波的頂部,輸入電壓及電流波形如圖2所示。

Xzg1.gif (3006 字節(jié))

圖1單相橋式整流電容濾波電路

Xzg2.gif (4603 字節(jié))

圖2輸入電壓、電流波形

Xzg3.gif (3380 字節(jié))

圖3輸出電壓波形

Xzg4.gif (2797 字節(jié))

圖4濾波電容等效為電壓源

由圖5可知:

Xzg5.gif (4510 字節(jié))

圖5電流i與導(dǎo)通角2α之間的關(guān)系

4結(jié)論

  隨著導(dǎo)通角的增大,輸入功率因數(shù)增加,當(dāng)導(dǎo)通角2α為π時(shí),PF=1。實(shí)際應(yīng)用中,可通過電路設(shè)計(jì)來增大導(dǎo)通角,達(dá)到提高輸入功率因數(shù)的目的。

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