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家用电器功率因数解析与实测

2017-06-14 08:55阅读:4,776
用电设备的功率因数是指有功功率占全部功率的比值,全部功率为有功功率与无功功率之和。若用电设备的电流波形超前或者滞后电压波形,即电流波形与电压波形相位差为α,则功率因数=cosα。若电流波形超前电压波形α,则该用电设备为容性;反之,为感性。用电设备的功率因数成感性或容性及数值大小,对无功补偿元件是采用电容或电感即取值大小起着决定性的作用。
1.波形测试电路
电压、电流波形测试电路如图一所示:
家用电器功率因数解析与实测X

2.用电设备电压电流相位波形
21配电子镇流器的照明灯
配电子镇流器的照明灯波形如图二所示。由图二可见,电流波形发生畸变,并且超前电压波形,所以灯具呈容性。
家用电器功率因数解析与实测

22电脑

台式电脑的波形如图三所示,笔记本电脑如图四所示。
家用电器功率因数解析与实测
家用电器功率因数解析与实测
通过CCC认证的电脑主机电源都必须增加PFC电路,即主动式功率因数校正电路,所以功率因数可达到0.95以上。
23分体式变频空调

分体式变频空调波形图如图五所示。
家用电器功率因数解析与实测
大多数变频空调内部多采用PFC校正电路,所以功率因数可达到0.95以上。由图五可见,电流波形超前电压波形,即功率因数的是超前的。
24彩色电视机
彩色电视机波形图如图六所示。
家用电器功率因数解析与实测
彩色电视机内部多采用PFC电路,所以功率因数可达到0.98以上。由图六可见,功率因数是超前的。
25微波炉

微波炉波形见图七所示。
家用电器功率因数解析与实测
微波炉的工作量原理是先经变压器升压后再倍压整流,产生直流高压作为微波管的高压电源,升压变压器另一次级低压作为微波管灯丝电源。高压部分呈容性,低压部分呈感性,所以电流波形有两个波峰。
26台式电风扇

台式电风扇低速运转时波形如图八所示,高速运转时波形如图九所示。
家用电器功率因数解析与实测
家用电器功率因数解析与实测
台式电风扇驱动电机使用电容移相启动方式,在运行电容已起补偿作用。从图九可以看出,电压与电流同时过零点,功率因数接近1.0。当调速至低速档时,从图八可见,电流过零点超前电压过零点。
27电冰箱

电冰箱波形如图十所示。
家用电器功率因数解析与实测
由图十可见,电冰箱电流波形滞后电压波形,即功率因数滞后,电冰箱呈感性。
28洗衣机

洗衣机波形如图十一所示。
家用电器功率因数解析与实测
由图十一可见,洗衣机功率因数滞后,洗衣机呈感性。
29定频式分体空调
定频式分体空调波形如图十二所示。

由图十二可见,半周期电流过零点与电压过零点重合,另半周期电流滞后电压,其功率因数达到0.95以上。
家用电器功率因数解析与实测
3.结语
如今的用电设备,相当部分的用电负荷已从呈感性变为呈容性,因为用电设备内部大量采用交流—直流变换电路。有些设备的内部电路采取了校正环节,虽仍为感性,但功率因数已接近1.0

无功补偿应与时俱进地调整设计理念,一方面减小补偿容量;另一方面,在系统负荷呈容性,且功率因数小于电力部门规定值时,宜采用电感或欠励磁同步补偿机进行补偿。

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