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不良功率因数的产生原因探讨

发布时间:2016年06月30日    浏览量:1379 次   

  一般用电器在电流通过的时候会消耗一定的电能来转化为其他形式的能,而所消耗的电能包含两部分,一部分为用电器实际使用到的(有功),一部分为用电器使用过程中在其他方面消耗了(无功)。而功率因素就是有功占视在功率(有功2+无功2)的百分比,可见功率因素对于一般的导体来说不会等于1的,功率因素越大,电功的有效使用率就越高。

  开关电源的输入端通常采用由整流二极管和滤波电容组成的整流滤波电路,220V交流输入市电整流后直接接电容器滤波,以得到波形较为平滑的直流电压。

但是由整流二极管和滤波电容组成的整流滤波电路是一种非线性元件和储能元件的组合,虽然交流输入市电电压的波形Vi是正弦的,但是整流元件的导通角不足180o,一般只有60°左右,导致输入交流电流波形严重畸变,呈脉冲状[1]  。由整流二极管和滤波电容组成的整流滤波电路主要存在如下的问题:

(一)启动时产生很大的冲击电流,约为正常工作电流的十几倍至数十倍 。

(二)正常工作时,由于整流二极管的导通角很小,形成一个高幅度的窄脉冲,电流波峰因数(CF)高、电流总谐波失真(THD)通常超过100%,同时引起电网电压波形的畸变。

(三)功率因数(PF)低,一般在0.5~0.6左右。

脉冲状的输入电流含有大量的谐波成份,但是交流输入电流中只有基波电流才做功,其余各次谐波成份不做功,即各次谐波成份的平均功率为零,但是大量的谐波电流成份会使电路的谐波噪声增加,需在整流电路的输入端增加滤波器,滤波器即贵、体积和重量又大。同时大量谐波电流成份倒流入电网,会造成电网的谐波“污染”。一则产生“二次效应”,即谐波电流流过线路阻抗造成谐波电压降,谐波电压降反过来又会使电网电压波形(原来是正弦波)发生畸变,二则会造成输入电流有效值加大,使线路和变压器过热,同时谐波电流还会引起电网LC谐振,或高次谐波电流流过电网的高压电容,使之过电流而发生爆炸。对三相交流供电,由于大量的谐波电流成份还会使中线电位偏移,中线电流过电流而发生故障等。感性负载或容性负载都会使交流输入电压、电流产生附加相移,使线路功率因数降低,电能利用率降低;非电阻性负载还会产生严重的谐波失真,对电网造成干扰。

低压互感器是工业上用于1KV以下,36V以上交流互感器。包含低压电流互感器低压电压互感器两种。


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