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主题:求证这个电路的功率因数?

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如图示,一个交流单相发电机,输出采用可控硅电子调压方式,负载为纯电阻。试问其功率因数随可控硅的导通角变化而改变吗?^_^
最后修改:2008-12-26 23:11:02
08-12-26 23:10
个人观点:一般电路中不同分支回路功率因数应不同分析,整流器(可控硅)前后功率因数并不相同。
整流器后,纯电阻负载,近似认为其功率因数为1。
全桥可控硅前,有传统的理想公式(现翻教材得到的,呵呵)根号下(sin2a/2Pi+(Pi-a)/Pi)。
另外,传统的电力功率因数一般指正弦波基波功率因数。严格来讲,可控整流电路已经很大地偏离了正弦轨迹,究竟这种电路的无功因数如何定义,似乎还没有统一的有说服力的说法。
我一直觉得这种基础性的问题,很难
08-12-27 13:42
会因为导通角的变化而变化,不是因为负载和可控硅的原因,是负载变化引起发电机的感性变化引起的。
08-12-27 15:56
谢谢2楼、3楼精彩分析。先封精致谢。然后继续下面的讨论。
功率因数的定义,不是电流与电压波形的相差的余弦吗?那么图中的电阻负载,电压和电流的波形相位差应该等于0了,也就是说,在直流侧的功率功率因数为1了吧?那么对于同步发电机来说,他的负载不是纯电阻嘛,尽管是可控硅整流,纯电阻负载的发电机,功率因数不为1吗?
为什么针对可控硅整流电路的输入和输出侧,功率因数会不一样呢?
08-12-27 22:14
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如图示,这个电路的功率因数应该为1了吧?
图示中的双向可控硅表示为固态继电器,是过零关断的电子开关。电阻R1/R2/R3是有级的纯电阻负载调节。这个电路功率因数应该在1附近了。^_^,但它是有级的调功。感觉很不爽。
最后修改:2008-12-28 12:17:09
08-12-27 22:27

引用 kdrjl 在 2008-12-27 22:14:00 发言【内容省略】

功率因数的宏观定义,似乎用有功/视在,更不容易有分歧。如果只是相差的余弦,那么,非正弦波的功率因数该如何用物理去理解?如果用余弦来解释,那只能解释为“基波功率因数”,但非正弦波形的基波成份大大减少,谐波成份大大增加,这时的“基波功率因数”有又什么研究价值呢?所以,采用有功/视在,更有价值一点儿。好象有资料认为,非正弦电路的功率因数,尚无广泛被接受的理想定义。我等就更没能力定义说明这个问题了。
个人理解,可控硅象电感电容一样,属于非线性负载,而且并非是单入单出的负载。如同一个电容与电阻并联,我觉得,并联之后的总负载有一个功率因数,而电容、电阻各分支也各有一个功率因数,这些功率因数并不相同。
08-12-28 10:29
引申一下三楼的解释,这样说可能更容易理解:正因为可控硅调了角,导致回路中电压、电流偏离了正弦波形,富含了谐波成份,在这些高次谐波成份的影响下,电源(电机)的感抗发生了改变,整个回路的电感发生了改变,但电阻没有因为谐波的改变而改变,因此,回路的阻抗角、功率因数发生改变,也是理所当然的事情了
08-12-28 10:33
翻开电力电子技术,可控硅是非线性负载,有固定的传递函数。Ks*e的(-Ts*S)次幂。Ks是电路中的比例系数,Ts是整流电路平均失控时间,不同整流方式数值不同。
把上式按泰勒级数展开,由于Ts都是毫秒级,忽略高次项,则传函约等于Ks/(Ts*S+1),即为一阶惯性环节。当然,考虑复变量S=jω并不确定,经过计算******(省略),当整个系统系统频率特性的无休止频率ωc<=(1/(3*Ts))的时候,这个近似是成立的。
同样电感特性是jωL=Ls,电容是1/jωC=1/(Cs),电阻就是线性R,由此,我们可以通过传函来理解其在电路中对功率因数的影响。其实简单把S当作jω来看,就很容易理解,非线性元件特性大小、对回路影响与系统电源的频率是相关的,只有线性电阻是不变的。
哈哈,俺不是搞变流的,也不专门搞传动,借老版主提供的机会,找课本短时间翻了翻,只能理解到这个水平了。
08-12-28 11:13
嗯,却是精彩的发言。非常的感激!
我最近遇到的问题,看似简单的,却一直是不注意关注的问题。就是功率因数,如何用最简单的办法将一个同步发电机的输出功率因数达到1附近,而且还能做到负载的任意可变、可调。一开始想简单了,结果发现似乎不这么简单,^_^,手头的教科书抓不到,故在此发帖讨论,寻求帮助。
如此说来此问题并不是一个简单的问题,而是一个比较复杂的问题了。因为,只要想无级调功,谐波是不可避免的,有谐波的存在,就不可能功率因数为1了?那IGBT的调功,不是号称功率因数可以接近1吗?他又是怎么做到的呢?
没有别的意思,只是讨论,随便发言即可,无需顾忌什么。嘻嘻嘻。
再次感谢楼上的帮助和指教。特别是将教科书的内容变为自己的理解的发言,本人尤其喜欢。并佩服之!
08-12-28 12:02
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这个电路将可以实现功率因数近似于1了。有谁想讨论吗?
08-12-29 20:15

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