实验2、功率因数的提高(含数据)上课讲义
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功率因数的提高实验报告数据
本次实验旨在探究影响电机功率因数的因素,观察不同变位、电压调节等方法对功率
因数的影响。
实验装置为电动机模拟系统,其由上游高压发电机、起动系统和低压供电电机组成,
可以通过控制上游高压发电机频率调节电压,使用起动系统控制电机变位。
实验结果表明,当变位率从3/4位置(低变位)至2/2位置(高变位)时,功率因数
由0.7提升至0.9左右,表明变位调节可以有效改善电机的功率因数;而电压调节率从
380V至420V时,功率因数从0.81降至0.71,表明增加电压会降低电机的功率因数。
实验数据还表明,在变位及电压调节率变化时,运行效率也会相应变化,当变位率增
加时,运行效率会随之提高;而当电压调节率增加时,运行效率会降低。
此外,实验还发现,当电机运行于低变位且高电压状态时,功率因数最高可达到0.93,这也符合经典电机原理:处于低变位及高电压条件下,电机的功率因数最高。
总之,本次实验可以有效地探讨影响电机功率因数的因素,并验证电机受到变位和电
压干扰时功率因数的变化规律。
今后,可以深入实验,以进一步促进电机的功率因数提高。
电路原理实验02功率的测量及功率因数的提高电路原理实验02功率的测量及功率因数的提高装订线中北大学电工电子实验教学中心实验报告课程名称:__________________________ 实验题目:_____________________________班级:_____________ 学号:____________ 姓名:____________ 指导老师:__________一、实验目的:1、研究正选稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。
2、掌握RC 串联电路的向量轨迹及其作为移相器的应用。
3、掌握日光灯线路的链接。
4、理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。
二、实验任务1、日光灯线路接线与测量2、并联电路——电路功率因数的改善三、实验仪器1、交流电压表2、电流表3、功率表4、功率因数表5、三相电源6、EEL—17组件7、30W镇流器8、400V/4电容器9、电流插头10、30W日光灯四、相关知识注:与本实验相关的理论、知识点五、实验步骤一、日光灯线路接线与测量电路图按图组成线路,检查后按下闭合按钮开关,调节自耦调压器的输出,使其输出电压缓慢增大,电压调至220V,记录表一中的相关数值,并验证电压、电流相量关系。
(电容断开)二、并联电路——电路功率因数的改善电路图线P(W)I(W)U(W)U L(V)U A(V)正常工作值表二并联电路——电路功率因数的改善电路数据记录表电容测量数值值P(W)U(V)I(A)I C(A)I L(A)0.4711.472.22.673.23.674.3七、总结。
课题:功率因数提高课型:教学目的要求:知识目标:1、提高功率因数意义;2、提高功率因数方法;技能目标:熟悉电流表、电压表的使用。
教学重点、难点:教学重点:提高功率因数方法教学难点:提高功率因数并联电容的选取方法。
教学分析:本次课首先通过对RL串联电路在没有并联电容和并联不同电容的情况进行测试。
然后对测试数据进行分析,得出并联电容能提高电路的功率因数的结论。
然后说明提高功率因数的意义。
在此基础上进一步讨论并联电容的选取方法,最后通过例题巩固所学知识,达成本次课的教学目的。
复习、提问:1、有功功率、无功功率、视在功率的概念及计算公式分别是什么?2、什么叫功率因数?教学过程:提问:我们已经学习有功功率、视在功率、无功功率和功率因数的概念。
并且由功率三角形知道:有功功率与功率因数有一定的关系。
功率因数对于电能质量有一定的关系。
功率因数越高电能质量越好,那么功率因数能不能有办法提高呢?先让我们做一个实训:一、实训操作:课内实训项目:功率因数提高实训提示注意事项,做好电路图的连接示范,按照实训操作单对项目1进行连接测试并作好记录。
二、对操作结果进行分析:通过提问引导学生对以下六个问题进行讨论。
(1)并联电容后,I L 改变了吗?变大还是变小了?为什么?(2)并联电容后,通过计算P 改变了吗?变大还是变小了?为什么?(3)并联电容后,I 改变了吗?变大还是变小了?为什么?(4)并联电容后,Q 改变了吗?为什么?(5)C 能否串联在电路中?(6)cos ϕ能否提高到1?分析:(1)根据实训数据,未并电容前后,I L 始终不变。
因为U 、R 、X L 均没有变化。
因此得: 结论一:在并联电容前后,电路原工作状态不会改变,即本身参数不能改变。
(2)由于I L 始终不变,根据有功公式P=I 2R ,得:在并联电容前后,有功功率P 也没有。
并联电容后线路电流:L C I I I =+●●●(3)观察实训测试数据,我们发现L I 在并联电容前后始终保持不变,但发现在并联了电容后总电流I 下降,而cos P UI ϕ=,所以cos ϕ升高。
实验二电路功率因数的提高一、实验目的1、了解提高电路功率因数的意义及方法2、进一步掌握功率表的使用方法。
3、学习使用低功率因数表。
二、原理与说明1、发电机或变压器把电能经输电线传送给负载。
图2-1是供是线路图,在工业频率下,当传输距离不长,电压不高时,线路阻抗Z1可以看成电阻RL和感抗XL相串联的结果。
若输电线的始端(供电端)电压为U1,终端(负载端)电压为U2,负载阻抗和负载功率分别为Z2(=R2+jX2)和P2,负载端功率因数为cosφ,则线路上的电流为:图2-1线路的电压降为ΔU=U1-U2输电效率为式中,P1为输电线始端测得的功率,P2为负载端的功率,ΔP为线路上的损耗功率,R1为负载阻抗的实部。
2、在用户中,一般的感性负载居多,如电动机、变压器等,其功率因数较低,当负载的电压一定时,功率因数越低,输电线路上的电流越大,导线上的压降越大,由此导致电能损耗增加,传输效率降低,发电设备容量得不到充分的利用,从经济效益来说,也是一个损失。
因此,应设法提高功率因数。
通常在负载端并联电容器,这样以流过电容的容性电流补偿原来负载的感性电流,虽然此时负载消耗的有功功率不变,但随着功率因数的提高,输电线的总电流减小,线路压降减小,线路损耗降低,因此提高了电源设备的利用率和传输效率。
3、本实验用调压器作电源,用一个具有较小阻抗的元件模拟输电线路阻抗,用感性元件模拟负载阻抗,研究在负载端并联电容器改变负载功率因数时,输电线路上电压降和功率损耗情况以及对输电线路传输效率的影响。
4、日光灯负载是感性负载,因此可以用功率因数表直接测量电路的功率因数,同时观察在日光灯电路两端并联上不同值的电容器时,线路电流及负载功率因数的变化情况。
由于日光灯电路中的电流波形是非正弦波的,它会给实验结果带来误差。
三、任务与方法1.研究模拟简单供电线路的工作情况实验电路如图2-2所示,Z1为线路阻抗,保持负载端电压U2(Uab)为给定值不变。
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。
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5-1
2. 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) I
RL (mA) I
C
(mA) P(W) cosφ
2 90 302.8 356.
3 57.5 7.05 0.257
4 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 0.529
10 90 114.5 355.3 286.9 7.10 0.691
11 90 104.5 354.6 315.5 7.12 0.757
12 90 101.4 357.9 343.8 7.10 0.782
12.5 90 103.3 355.4 358.0 7.15 0.776
13 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) I
RL (mA) I
C
(mA) P(W) cosφ
2 90 109.1 111.0 56.2 9.66 0.9838
4 90 134.2 111.0 115.2 9.59 0.7940
6 90 174.2 111.0 171.
7 9.63 0.6142
8 90 224.1 111.1 230.1 9.65 0.4785
10 90 275.6 111.1 287.4 9.72 0.3919
11 90 301.5 111.0 315.8 9.69 0.3571
12 90 332.2 111.1 346.6 9.77 0.3268
12.5 90 343.7 110.8 361.2 9.62 0.3110
13 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。
2. 自耦调压器在接通电源前,应将其手柄置在零位上,调节时,使其输出电压从零开始逐渐升高。
每次改接实验线路及实验完毕,都必须先将其旋柄慢慢调回零位,再断电源。
必须严格遵守这一安全操作规程。
四.实验设备
(1)功率表 1只
(2)数字万用表 1台
(3)电量仪 1台
(4)白炽灯 1只 40W /220V
(5)电感线圈 1只
(6)电容器 5只 0.5μF ,1μF ,2μF,4μF ,8μF /500V
五.实验报告要求
1.完成表格中的数据计算。
2. 以电容C的值为自变量,绘制cosφ曲线。
此处cosφ是指负载端的功率因数,包括电容器。
3. 根据一组实验数据分别绘出电压、电流相量图,验证相量形式的基尔霍夫定律。
4.讨论改善电路功率因数的意义和方法。
1.数据计算见表格;
2.根据表5-2和表5-3绘制出C-cosφ散点图,并进行三次样条插值得到C-cosφ曲线。
图5-3 电感阻抗L与两个灯泡R串
联后两端并联电容C电路的C-cosφ曲
线
图5-4 电感阻抗L两端并联电容C
电路的C-cosφ曲线
3.选择表5-2中第4组数据
4.1)为了最大程度利用发电机的容量。