功率因数的提高仿真汇总

功率因数的提高仿真验证例 有一电感性负载，功率为10kW ，功率因数为0.6，接在电压为220V ，50Hz 的交流电源上。

（1）若将功率因数提高到0.95 ，需并联多大的电容？（2）计算并联电容前后的线路电流。

解：（1）由1cos ϕ＝0.6，得 531＝ϕ 由950cos 2.＝ϕ，得 182＝ϕ代入公式得 F (C μπ65618tan 53tan 502220101023）＝－ ⨯⨯⨯= （2）并联电容前的线路电流为A ..U P I 675602201010cos 311＝＝⨯⨯=ϕ并联电容后的电流A ..U P I 8479502201010cos 32＝＝⨯⨯=ϕ 从计算结果可以看出，并联电容后线路上的电流减小了很多。

并联适当电容可提高电路的功率因数，减小电路上的电流，仿真电路如图所示。

图中，负载为一感性负载，通过刀开关，依次将电容加上，观察，各功率表、电流表读数如表所示。

表 感性负载并联电容提高功率因数仿真数据并电容值μF 电路cos ϕ 总功率/WI /A I RL /A I C /A 负载功率/W 0（没并电容） 0.3429.853 0.399 0.399 0.039mA 29.8663 0.629 29.884 0.216 0.399 0.207 29.866 3+1.5 0.904 29.862 0.15 0.399 0.311 29.866 3+1.5+30.68829.8510.1970.3990.51829.866从表中数据可以看出，并联电容确实可以提高电路的功率因数，减小线路上的电流。

但并不是并联电容越大越好，当电容值超过一定值后，功率因数不升反降。

并联电容前后，电路的有功功率基本不变，约为负载的有功功率。

并联电容后，负载的工作状态没有发生变化。

你可以计算一下，并联电容3μF 和7.5μF ，电路的性质发生了怎样的变化？。

电工实验报告,功率因数的提高
功率因数的提升实验
功率因数指电力平衡系统中，有功功率与无功功率之比值，是反映电能功率利用程度的重要指标，实际应用中往往要求功率因数达到尽可能接近1的最大值，以达到节能减排的目的。

为了研究电变压器改善负载安装位置对功率因数提升的作用，本实验选择复相负载和开关电源为实验设备，使用万用表测量电压和电流值进行实验。

实验过程：
1. 连接电力系统的负载和开关电源之间的电缆，使电力系统完成接线。

2. 调节比例负载安装位置，当电压谐波和相位差稳定时，使万用表接通，启动谐波测量，记录两组负载安装位置前后的有功功率、无功功率和功率因数数据。

3. 计算出两个负载安装位置下的平均有功功率、无功功率和功率因数，完成此实验。

实验结果：
实验结果表明，改善电变压器负载安装位置可以提升功率因数值，且比不改变负载位置提升相对较明显，但随着负载安装位置的改变，负载电流也会有所变化，因而不同的环境有待设计中考虑合理的负载安装位置，以提高功率因数，以达到最优。

结论：
通过本次实验，我们发现改善电力系统中电变压器负载安装位置可以显著提高功率因数，从而达到节能减排的目的。

由于实际环境复杂，合理安装负载位置应充分考虑有功功率、无功功率以及环境等因素，以达到最佳效果。

提高功率因数的实验报告提高功率因数的实验报告引言：功率因数是电力系统中一个重要的参数，它反映了电路中有用功和无用功的比例关系。

在实际应用中，功率因数的大小直接影响着电网的稳定性和能效。

为了提高功率因数，我们进行了一系列实验，并对实验结果进行了分析和总结。

实验目的：本实验的目的是通过改变电路中的元件来提高功率因数，从而减少无用功的损耗，提高电路的效率和经济性。

实验材料和仪器：1. 交流电源2. 电阻箱3. 电容器4. 电流表5. 电压表6. 示波器7. 实验电路板8. 连接线等实验步骤：1. 搭建基本的并联电路，包括交流电源、电阻箱、电容器和电流表。

2. 测量并记录电路中的电流和电压值。

3. 通过调节电阻箱的阻值和电容器的容值，改变电路中的阻抗和容抗。

4. 重复步骤2和步骤3，记录不同阻抗和容抗条件下的电流和电压值。

5. 分析实验数据，计算功率因数的大小，并比较不同条件下的功率因数。

实验结果：通过实验数据的记录和分析，我们得出了以下结论：1. 当电路中只有电阻时，功率因数为1，电路中的有用功和无用功相等。

2. 当电路中加入电容器时，电路呈现感性负载，功率因数小于1。

3. 通过增大电容器的容值，可以提高功率因数的大小，减少无用功的损耗。

4. 当电路中加入电感器时，电路呈现容性负载，功率因数小于1。

5. 通过增大电感器的感值，可以提高功率因数的大小，减少无用功的损耗。

实验讨论：根据实验结果，我们可以得出以下讨论：1. 在实际应用中，我们可以通过合理地选择电容器和电感器的容值和感值，来调节电路的功率因数。

2. 提高功率因数有助于减少电网的无用功损耗，提高电路的效率和经济性。

3. 在电力系统中，功率因数的大小对电网的稳定性和电力设备的寿命都有重要影响。

实验结论：通过本次实验，我们验证了通过改变电路中的元件来提高功率因数的方法。

合理选择电容器和电感器的容值和感值，可以有效提高功率因数，减少无用功的损耗，提高电路的效率和经济性。

功率因素提高的仿真实验报告
实验目的：1.熟练对ewb5.12电子仿真软件的应用
2.验证并联补偿电容提高电路功率
实验器材：ewb5.12软件
实验过程：1、如图建立仿真电路
参数：
|Z|=U/I=220/(4/11)=650
R=|Z|cosα=302.5
L=1.66777H
由电流表示数得知，并联电容后，供电电路电流由360.2mA下降为186.5mA，减少了线路上的损耗，与理论分析结果一致。

2、先后观察并联电容与否的示波器并分析
（1）、未并联电容功率因数角的测量
由图可知测量时间差为3.4ms，折算到角度为60.3。

，即并联前电路的功率因数为０.５。

（2）并联后的测量
同理可知，电路在并联电容后的功率因数为０．９５。

对比并联前更大，符合理论分析。

功率因数的提高实验报告
实验目的：
通过实验，掌握提高功率因数的方法，并验证提高功率因数对电路的影响。

实验原理：
功率因数是指电路中有用功率与视在功率的比值，其大小反映了电路中有用功率与总功率之间的关系。

功率因数越接近1，说明电路中的有用功率占总功率的比例越大，电路的能效越高。

而功率因数低则会造成电能的浪费和线路过载，影响电网的稳定运行。

提高功率因数有利于提高电路的能效，减少电能的浪费。

实验步骤：
1. 连接实验电路，包括电源、电阻、电感、电容等元件。

2. 测量电路中的电流、电压和相位角。

3. 计算电路的功率因数。

4. 调整电路中的元件，如改变电容或电感的数值，观察功率因数的变化。

实验结果与分析：
通过实验测量和计算，我们得到了不同元件数值下的功率因数数据。

实验结果表明，当电路中的电感或电容数值增加时，功率因数会有所提高。

这是因为电感和电容能够改变电路中的相位差，从而影响功率因数的大小。

通过调整电路中的元件数值，我们成功提高了功率因数，验证了提高功率因数对电路的影响。

实验总结：
本实验通过实际操作，使我们更加深入理解了功率因数的概念和影响因素。

我们掌握了提高功率因数的方法，并验证了提高功率因数对电路的重要性。

在实际工
程中，我们应该注重提高功率因数，以提高电路的能效，减少电能浪费，保障电网的稳定运行。

结语：
通过本次实验，我们对功率因数的提高有了更深入的认识，这对我们今后的学习和工作都具有重要意义。

希望我们能够在工程实践中，充分利用所学知识，为提高电路能效、节约能源做出更大的贡献。

2.5 R、L串联电路特性及其功率因数的提高一、实验目的1.了解日光灯电路和元件的作用。

2.掌握正弦交流信号作用下的R、L串联电路的性质。

3. 掌握R、L串联电路提高功率的方法。

4. 学习功率表使用方法。

二、设计与仿真1. 选择日光灯电路作为典型的R、L串联电路，通过仿真的方法研究它的基本性质。

日光灯的等效电图2.5-1所示。

在EWB上定性地创建出仿真图2.5-2，测量出各元件上电压和支路电流。

图2.5-1 日光灯的等效电路图2.5-2 日光灯定性仿真电路图2. 在RL负载两端并联一可变电容，见图2.5-3，改变电容值同时观察电路中各参数的变化，会得出什么样的结论？电容为何值时，电路的功率因数最高？图2.5-3 并联电容后的R、L电路三、实验原理图2.5-4是由日光灯管、镇流器、启动器组成的日光灯电路。

灯管在玻璃管内壁涂以荧光粉，管内充有氩气和少量的汞，两端装有灯丝。

它需要有一瞬间的高电压帮助起燃，在正常工作时灯管两端电压较低，需用镇流器与之串联才能接入220V电源正常工作，灯管可视为一个电阻性元件。

镇流器是一个有铁心的电感线圈，它在电路中有两个作用，一是电源刚接通时，产生一高电压使灯管起燃；二是限制电路中电流不致过大，保持灯管正常工作。

它是一个有内阻的电感线圈。

图2.5-4 日光灯电路接线图 图2.5-5 日光灯电路实验接线图启动器 有氖气的玻璃泡内装有两个电极，为双金属片制成的可动电极，当两电极加以一定电压时，氖气电离形成气体导电停止，双金属片收缩使两个电极断开，因此，启动器在电路中起一个开关作用。

日光灯的起燃过程如下：当接通电源时，日光灯管未起燃而不能导电，电源电压通过镇流器、灯管灯丝加在起动器的两极上，起动器因导电而闭合，但随即停止导电而断开，由于电路中电流突然消失，镇流器产生较高的自感电动势施加在灯管两端，使灯管起燃。

灯管起燃后，两端电压较低，起动器不再动作，日光灯正常工作。

图2.5-1为日光灯等效电路，r z 为镇流器内阻。

功率因数提高的Multisim仿真和实验分析作者：谢晓霞张权来源：《现代电子技术》2015年第01期摘要：为了清楚直观地了解如何提高负载的功率因数，将理论分析、仿真分析以及实验分析三者进行有机的结合。

在理论分析的基础上，利用Multisim仿真软件对感性负载电路功率因数的提高进行了仿真分析，并设计了实验电路对理论分析以及仿真分析的结果进行验证。

关键词：功率因数；感性负载； Multisim仿真；虚拟仪器中图分类号： TN710⁃34； G642 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2015）01⁃0150⁃03Abstract：Theoretical analysis， simulation analysis and experiment analysis were combined to clearly comprehend about how to improve the power factor of the load. Based on the result of theoretical analysis， the Multisim software was used to simulate the improvement of power factor of perceptual load circuit. An experimental circuit was designed to verify the results of the theoretical analysis and simulation analysis.Keywords： power factor； perceptual load； Multisim simulation； virtual instrument0 引言功率因数是电器设备非常重要的性能指标，也是衡量供电系统电能利用程度的重要指标之一，它的高低关系到输配电线路、设备的供电能力，也影响到其功率损耗。

实验2、功率因数的提高(含数据)功率因数的提高一. 实验目的1. 学会用功率表法测量电感阻抗参数的方法。

2．通过实验了解提高功率因数的方法和意义。

3. 熟悉交流电压表、电流表、功率表和单相自耦调压变压器的主要技术特征，并掌握其正确的使用方法。

二. 实验内容1. 电感阻抗参数的测量，按图5-1分别测量40W 白炽灯(R)，电感线圈(L) 的等效参数。

图5-12. 电感阻抗两端并联电容，接线如图5-2。

逐渐加大电容量每改变一次容值，都要测量端电压U （调节自藕变压器使其保持90V 固定值），测量总电流I ，电感阻抗电流IRL ，电容电流IC 以及总功率P 之值，记录于表5-2。

Z图5-2表5-2 电感阻抗L两端并联电容C测得数据电容测量数据uF U(V) I(mA) IRL (mA) IC(mA) P(W) cosφ2 90 302.8 356.3 57.5 7.05 0.2574 90 250.0 356.3 113.2 7.06 0.313 6 90 199.8 357.2 169.9 7.10 0.393 8 90 148.7 354.7 230.1 7.07 0.52910 90 114.5 355.3 286.9 7.10 0.69111 90 104.5 354.6 315.5 7.12 0.75712 90 101.4 357.9 343.8 7.10 0.78212.5 90 103.3 355.4 358.0 7.15 0.77613 90 104.4 355.2 372.5 7.16 0.758表5-3 电感阻抗L与两个灯泡R串联后两端并联电容C测得数据电容测量数据uF U(V) I(mA) IRL (mA) IC(mA) P(W) cosφ2 90 109.1 111.0 56.2 9.66 0.98384 90 134.2 111.0 115.2 9.59 0.79406 90 174.2 111.0 171.7 9.63 0.61428 90 224.1 111.1 230.1 9.65 0.478510 90 275.6 111.1 287.4 9.72 0.391911 90 301.5 111.0 315.8 9.69 0.357112 90 332.2 111.1 346.6 9.77 0.326812.5 90 343.7 110.8 361.2 9.62 0.311013 90 357.5 110.7 373.3 9.61 0.2987三.注意事项1. 本实验直接用市电220V交流电源供电，实验中要特别注意人身安全，不可用手直接触摸通电线路的裸露部分，以免触电，进实验室应穿绝缘鞋。

&电工基础实验指导书（两种形式任选一种）硬件实验实验一基尔霍夫定律一、实验目的：1、验证基尔霍夫的电流定律及电压定律。

2、学习使用电流表及电压表。

二、实验原理：1、第一定律（节点电流定律）：电路中，任意时刻流入任一个节点的电流恒等于流出这个节点的电流。

若规定流入节点的电流为正，流出节点的电流为负值，则：0∑I。

=2、第二定律（回路电压定律）：沿着任一个闭合回路绕行一周，电路中各元件上电压降的代数和恒为零，即：0∑U。

=说明：在分析和计算电路时，按选定的回路绕行方向列方程，若所得的值为正值时，则表明实际的电流方向和电压方向与图中所标的参考方向一致，若为负值则相反。

E2实验原理图三、实验仪器及设备1、直流电源一台（J1202）2、干电池一节3、电压表C19—V一只4、电流表C19—mA三只5、电阻三个6、开关两个7、综合实验板及连接导线若干。

四、实验内容和步骤321R R R 、、，按给定的实验值记下数据。

K 12b实验接线图E1—12V E2—1.5V图中：mA1 用0—250—500mA 表接250mA 量程。

mA2 用0—150—300mA 表接150mA 量程。

mA3 用0—100—200mA 表接100mA 量程。

1、 看懂原理图后，按照实验接线图，将所有实验的仪器仪表及电器 元件接到综合实验板上，请老师检查。

2、 用双手同时合上K1、k2开关，观察三个电流表（若指针有反向指 示，立即关闭k1、k2, 将电流表正负极调换，再重新合上K1、K2）并将三个电流数值记录下来。

3、 用电压表的15V 量程，测量回路各点（元件上电压）的电压值及 E 1、E 2，并记入下表之中。

五、填写实验报告1、用实验测得各支路电流值，计算“b ”点处I 为多少，填入表中。

2、计算各支路电流为多少，并与实验测的各值进行比较，有无误差，为什么？3、计算各回路压降值的代数是否为零？为什么？ 六、注意事项：1、测量与计算，记好各电流值的正负值。

实验名称 交流电路的功率和功率因数仿真实验 一、实验目的
① 测定 RC 串联电路的有功功率和功率因数
② 测定 RL 串联电路的有功功率和功率因数； ③ 掌握感性负载提高功率因数的方法，确定 所需要的电容。

二、实验仪器设备
220v 交流电压源、470 电阻、2H 电感、电容值为1μF~7μF 的
电容、功率表、交流电压表、交流电流表
电工电子实验A （一）[091114X11]
实 验 报 告
院（系）
专业
班 组
姓名 学号
指导老师 实验日期
年
月
日
成绩
表4-1中。

图4-3 RC串联电路功率测量的仿真电路ϕ
cos于表4-2中。

图4-5 并电容提高功率因素
四、实验结果讨论，并完成实验指导书上的实验题目
3.根据表 4-3 的仿真数据，对电容取 1 F 的实验结果，画出相量图，并分析为何感性负载并联适当的电容后可以提高功率因数?
答：电容电流超前于电源电压90°，感性负载电流滞后于电源电压。

ϕ，并联电容电流与感性负载电流相位差>90°,所以并联适当<
90
电容后，合成矢量与电源电压的夹角变小，cosϕ增大，功率因数λ增大。

4.采用并联电容提高感性负载功率因数，是否电容越大越好？并计算无功完全补及，功率因数为 1 所需要的电容 C。

答：采用并联电容提高感性负载功率因数，电容并不是越大越好。

电力系统中功率因数提高的方法和仿真
张仁红;刘跃;周克;匡经国
【期刊名称】《工业控制计算机》
【年(卷),期】2012(25)8
【摘要】对于众多供电企业来说,用户用电功率因数的高低,直接关系到电网中的电能损耗和功率损耗,关系到供电线路的电压波动和电压损失,而且关系到电能的节约和供电的质量.为此,如何提高配电网功率因数,已成为众多供电企业的一个重要课题.首先提出了电力系统中功率因数低对电网的所带来的影响及提高功率因数的意义,然后再给出了具体提高功率因数的方法,并在此基础上设定了一定参数进行了功率因数提高的仿真.从而从理论上解决了提高功率因数的基本办法,符合了众多供电企业功率因数的要求.
【总页数】3页(P114-115,121)
【作者】张仁红;刘跃;周克;匡经国
【作者单位】贵州大学电气工程学院,贵州贵阳550001;贵州大学电气工程学院,贵州贵阳550001;贵州大学电气工程学院,贵州贵阳550001;贵州大学电气工程学院,贵州贵阳550001
【正文语种】中文
【相关文献】
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功率因数校正仿真实例解析功率因数校正仿真实例解析实例1：变压整流器下图所示的为一个典型的单相不控整流滤波器电路，这种电路的特点是，用半控型器件作为开关，用相控方式实现电压调节和电源换流，其优点是主电路结构简单，控制方便。

但缺点也尤其明显：网测功率因数低；网测电流也将包含谐波，而一些高次谐波的存在会使电路产生畸变功率，从而增加无功功率，而且我们知道谐波对一些负载，尤其是电机的危害非常大。

该电路的输入电流，输入电压以及输入功率的仿真结果下图皆有展现。

图4-1-1单相整流滤波器的原理图VOFF = 0R2150图4-1-2单相整流滤波器的PESPICE 仿真图仿真程序如下：.lib "nom.lib"*Analysis directives:.TRAN 0 104m 54m 0.1m SKIPBP.PROBE V(alias(*)) I(alias(*)) W(alias(*)) D(alias(*)) NOISE(alias(*)) .INC "..\"* source SINGLE_PHASE_RECTIFIER_81D_D4 0 N04198 MUR880C_C1 N04257 N04204 1000u IC=-100R_R1 0 N04257 0.1R_R2 0 N04204 150V_V1 N04194 N04198+SIN 0 165 60 0 0 0D_D1 N04194 N04204 MUR880D_D2 0 N04194 MUR880D_D3 N04198 N04204 MUR880.END图4-1-3整流滤波器电路的相关波形图4-1-4整流滤波器电路的输入电流频谱仿真结果分析：从上图的电压电流波形以及输入电流频谱图中，我们不难发现，谐波比较明显，畸变系数势必较大。

我们不妨设基波位移角为φ1，则基波位移因数为cos1φ；基波电流均值I1，则谐波电流均值依次为I2，I3，I4……In，基波有功功率为P1，视在功率为S，电流波形的正弦因数为μ，网测功率因数为λ。