功率因数的提高仿真汇总
功率因数的提高仿真验证
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？。
感性负载功率因数提高的Muhisim2001仿真分析
（ ａｕｔ ｆ ｃ ａｉａ ａ ｄＥｅｔ ｎｃＥ ｇｎｅｉｇ ｈｎ ｎｖｒｉ ｆＰｔ ｌｕ Ｆ ｃｌ ｏ ｈｎｃｌ ｎ ｌ ｒ ｉ ｎ ｉｅｒ ，Ｃ ｉａＵ ｉｅｓｙｏ ｅ ｏｅｍ，Ｂ ｉｎ １２ ４ ｙ Ｍｅ ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｅ ｉｇ ０ ２９，Ｃ ｉａ ｊ ｈｎ ）
Ｋｅ ｒ ｓ ｐ ｗｅ ｃｏ ；ｉ ｄ ｃ ｉｅ ｌ ａ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｒ ａ ｔｒ ｎ ｕ ｔ ｏ ｄ； Ｍｕ ｔ ｉ ０ １； ｓｍｕ ａｉ ｎ ａ ａｙ ｉ ｆ ｖ ｌｉ ｍ２ ０ ｓ ｉ ｌ ｔ ｎ ｓｓ ｏ ｌ
１ 引 言
电路 分析 是 当代 电气 工程 与 电子 科 学 技术 的重
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｐ ｗ ｒｆ ｃｏ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｆ ｉ ｕ ｔ ｅ ｌ ａ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｆ ｃ ｓ ａ ｄ ｄｆ ｃ ｌ ｎ ｔ ａ ｈ ｎ ｉｃ ｉ ａ ａｙ ｉ． Ａｓ ａ ｗ ｌ ｈ ｏ ｅ ｔｒ ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔｏ ｃ ｉ ｏ ｄ ｈ ｓ ｂ ｅ ｈ ｏ ｕ ｎ ｉ ｉ ｕ ｔ ｉ ｅ ｃ ｉ ｇ ｃ ｒ ｕｔ ｎ ｌ ｓｓ ａ ｄ ｖ ｙ ｅｌ —
Ｓ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｈ ｗｅ ｃ ｏ ｍ ｐｒ ｖ ｍ ｅ ｔ ｏ ｉ ｌ ｔｏ ａ ｙ ｉ ｆ ｔ ｅ Ｐｏ ｒ Ｆａ ｔ ｒ Ｉ ｏ ｅ ｎ ｆ
Ｉ ｕ ｔｖ ａ ｙ Ｍ ｕ ｔｓｍ ２ ０１ ｎｄ ｃ ｉ ｅ Ｌｏ ｄ ｂ ｌ ｉｉ ０
度高、功能 强大、运行速 度快 ，而且软 件界 面友 善 、操 作 简单 、使 用 方便 、有 良好 的数 据 开放 性 和 互 换性 等特 点 ，因此 非 常适合 电类 专业 课 程 的实 验 教 学 。本文 以感性 负 载 功率 因数 提高 的仿 真分 析 为
基于Proteus的提高电路功率因数仿真分析
流 和直流 等 。
路设计 、 制版及仿真等多种功能于一身， 近年来它在
朱其 祥 ， 等： 基于Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｕ ｓ 的提 高电路功 率 因数仿 真 分析
ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ｓ ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉｃ ｒ ａ ｌ ｃ ｏ ｕｒ ｓ ｅ ｓ ． Ｔａ ｋ ｅ ｔ ｈｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｌｕ ｆ ｏ ｒ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｔ ｌ ａ ｍｐ ｃ ｉ ｒ － ｃ ｕｉ ｔ ｏｒ ｆ ｅ ｘ ａ ｍｐｌ ｅ， ｔ ｈ ｉ ｓ ｐａ ｐｅ ｒ ｉ ｎｔ ｒ ｏ ｄ ｕｃ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｐｒ ｏ ｔ ｅ ｕ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ｓ ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕｉ ｔ ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ，ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｓ ｐｅ ｃ ｉ ｉｃ ｆ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｖ ｅ ｉｆ ｒ ｉｅ ｄ ． Ｐｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ｈ ａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈｅ
日光 灯 电路是 电路 分析 实验 中一 个传统 的实验
项 目， 它 既具 有 基 础 性 又 具 有 现 实 的广 泛 应 用 性 。
国 内外 高校 和 电子技 术领 域得 到快 速推 广 。 由于其 具 有 自动化 程度 高 、 功能 强 大 、 运行速度快 ， 而 且 软
电工实验报告,功率因数的提高
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。
6. 日光灯电路功率因数提高虚拟实验
1. 研究正弦交流电路中电压、电流相量之间的关系。 研究正弦交流电路中电压、电流相量之间的关系。 2. 掌握电抗镇流式日光灯线路的接线及其工作原理。 掌握电抗镇流式日光灯线路的接线及其工作原理。 3. 理解改善负载电路功率因数的意义，掌握提高日光灯电 理解改善负载电路功率因数的意义， 路功率因数的方法。 路功率因数的方法。 4.了解在交流电路中串联电容的移相或升压的作用。 了解在交流电路中串联电容的移相或升压的作用。 了解在交流电路中串联电容的移相或升压的作用
S R
ĐC Đc
C
L VL
VR
ĐLR
Đ ĐLR
2.1.电路原理图 电路原理图 Đ
220v
φ Đ
L
Ū
Ū
ĐC
ŪL ŪR R
Ū
ŪL ŪR Đ
ĐLR
φ
2.2.等效电路图 等效电路图
2.3. 电压相量图
电工电子实验中心龙从玉
2.4. 电流相量图
5
2.提高日光灯功率因数的仿真实验 提高日光灯功率因数的仿真实验 提高日光灯 2.1.根椐日光灯电路原理图新建提高功率因数的仿真实验电路 根椐日光灯电路原理图新建提高功率因数的仿真实验电路. 根椐日光灯电路原理图新建提高功率因数的仿真实验电路 2.2.分别测量日光灯的电路的电流I，电源电压U及镇流器电压 分别测量日光灯的电路的电流 分别测量日光灯的电路的电流I 电源电压U 与灯管电压U UL与灯管电压UR，用虚拟示波器测量日光灯电压电流的相 位差。 位差。 2.3.接入并联可调电容C，串联电流表IC。并在灯管支路串联 2.3.接入并联可调电容C 串联电流表I 接入并联可调电容 电流表I 电流表IRL 2.4.调接并联电容大小 使电路电流Đ降至最小 电压U 调接并联电容大小， 降至最小（ 2.4.调接并联电容大小，使电路电流 降至最小（电压U与电 流I的相位差为0）。记录下各电压.电流及其相位差。 的相位差为0）。记录下各电压.电流及其相位差。 记录下各电压 2.5.分别增加 减少并联电容，记录下不同情况下各电压. 分别增加/ 2.5.分别增加/减少并联电容，记录下不同情况下各电压.电 流及其相位差。 流及其相位差。 2.6.根据实验记录数据 计算电路的功率因数， 根据实验记录数据， 2.6.根据实验记录数据，计算电路的功率因数，讨论提高电 路的功率因数的意义。 路的功率因数的意义。
功率因素提高的仿真实验报告
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
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。
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镇流器
+209
2.5H
AC Volts
+220
AC Volts
V1
VSINE VA=312V
SW1
SW2 C1 1u
SW3 C2 2u C3 2.5u15W 灯管250
+66.3
AC Volts
R 3
vi
2019/3/10
长江大学 龙从玉
6
采用Proteus仿真
2019/3/10
长江大学 龙从玉
7
4
②并联电容提高电路总功率因数
电压与电流 的相位差小
总电流 下降了
增加 电容 电流
灯管 电流 不变
并联电容能改变电路的外特性； 不能改变电路内部特性！
2019/3/10 长江大学 龙从玉 5
采用Proteus仿真
功率因数的提高
+265
AC mA
A B C D V1
+265
AC mA
+0.00
AC mA
2019/3/10 长江大学 龙从玉 1
图-1 提高日光灯功率因数实验电路原理图
S
R
IC
L UR ILR IC C
UL 1-1 电路原理图
I’ I
I’ I
220V
U
φ’
φ
ILR
C U UL L φ UL I=ILR
I’
U
IC
UR R
1-2 等效电路图
2019/3/10
ILR
UR
1-3 电压相量图
长江大学 龙从玉
2019/3/10 长江大学 龙从玉 3
EWB使用简介
电 源 基 本 指 示 仪 器
EWB主菜单
工具菜单 元件与仪器菜单 电压与电流 的相位差大
启动 停止 开关
暂停 恢复 按键
1）日光灯电路的固有功率因数低
2019/3/10 长江大学 龙从玉
C=0时电容支路应断开！ 调电容量按C键，改变增 减方向按大小写转换键。
表-1 日光灯功率因数提高的仿真实验表
并联C
(uF)
U
(V)
UL
(V)
UR
(V)
I
(A)
ILR
(A)
IC
(A)
T
(ms)
△t
(ms)
φ
(△t/T)
COSφ
P
(W)
S
(VA)
0
220
0
1.0 2.0 ? 4.0 5.0
220 0 1
说明：1）用模拟示波器测量相位差φ：根椐测量的电压与电流 初相时间差△t与周期T计 算：φ=(△t/T )×3600。 2）表中的功率因数COSφ、功率P (W) 、视在功率S(VA) 均为根据原始测量数据计算的实验值。
2019/3/10 长江大学 龙从玉 9
5、实验报告要求
5.1、完成实验数据表格中的计算，进行必要的误差分析。 5.2、根据实验数据，绘制日光灯实验的电压相量图、电流相 量图，根据基尔霍夫定律解释支路电流大于总电流，部分电 压大于总电压的实验现象。 5.3、讨论改善日光灯功率因数的方法。为什么不采用串联电 容的方法提高功率因数？ 5.4、讨论改善日光灯电路的功率因数的意义。
1- 4 日光灯并联电容 前、后的电流相量图
2
3、EWB仿真实验内容与实验步骤
3.1、根椐电抗式日光灯电路原理图，新建功率因数提高实验 的EWB仿真电路。 3.2、分别用EWB中虚拟电压表、电流表测量电源电压U、日 光灯电路中镇流器电压UL、灯管电压UR及电路电流I，用虚拟 示波器测量电路电压与电流间的相位差φ，记录在表-1 中。 3.3、在日光灯电路中接入并联可调电容C，串联电容电流表IC。 并串联灯管支路电流表IRL。 3.4、调节并联电容量的大↑小↓，使电路总电流I降至最小(此时 电压U与电流I的相位差φ =0)。测量相应的电压、电流及相位 差，记录在表-1 中。 3.5、分别增加↑或减少↓并联的电容量，分别测量电压U、 UL 和 UR，测量总电流I 、灯管电流IRL和电容电流IC 、测量相应电 压与电流的相位差φ 。记录在表-1 中。 3.6、根据实验记录数据，计算电路的功率因数，讨论提高电 路功率因数的意义。
实验五 功率因数的提高仿真 1、实验目的
1.1、掌握电抗式日光灯的工作原理及其线路的接线方法。 1.2、理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。 1.3、学习电路仿真软件的使用。
2、实验原理
2.1、相量形式的基尔霍夫定律适用于正弦交流电路： 节点的 各支路电流相量和为零，即Σİ=0； 闭合回路的各段电路电压相量和为零，即ΣÙ=0。 2.2、日光灯实验电路如图-1所示，图中R:日光灯管、 L:电抗镇流器、S:启辉器，C:补偿电容器--用以改善电路 的功率因数。
2019/3/10 长江大学 龙从玉 8
4、 实验注意事项
4.1、仿真实验使用的EWB软件：在电路中插入元件或仪表时 可直接插入，但实际操作时则应断开电路接入！删去元件时 却会在此保留短接线，如删去电压表后还要删去短接线！ 4.2、电感负载串联电容实验，电路的总阻抗会下降，属于电 压谐振性质，要防止器件过电压过电流！