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工業(yè)系統(tǒng)的功率因數(shù)校正(PFC)
來源: 日期:2013-12-5 10:33:31 人氣:標(biāo)簽:
要弄清楚其原因還要依靠電磁感應(yīng)的基本原理來進(jìn)行解釋。
外加電勢加到感性負(fù)載上,由于其自感電勢的對抗,負(fù)載內(nèi)部的電流不會(huì)立即上升,而是先有電壓后,電流才能逐步上升,也就是“電壓超前電流”。
那么,正弦交流電加到電感性設(shè)備上,電壓和電流的關(guān)系會(huì)怎么樣呢?
(1)因?yàn)檎医涣麟姷姆仁侵芷谛宰兓模灰粋(gè)周期是360°;(由0°→90°→180°→270°→360°)。下圖所示是連續(xù)正弦交流電的波形。
(2)這樣一個(gè)正弦波形的交流電加到感性負(fù)載上,在感性負(fù)載的內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)自感電勢來對抗外加正弦波形電勢引起電流的變化,如下圖所示。由于自感電勢的方向總是和外加電勢方向相對抗的(楞次定律),所以在下圖中虛線所示是自感電勢感v和外加電勢v是反相的關(guān)系,自感電勢也是正弦波形。
由于自感電勢的對抗,感性負(fù)載內(nèi)部電流的產(chǎn)生滯后于外加電勢。現(xiàn)在外加電勢是正弦波形,那么在負(fù)載內(nèi)部就具有一定滯后量的電流,其波形即也是正弦波形。
下圖所示,在圖中虛線所示就是感性負(fù)載中電流的波形(在正弦交流電路中,純感性的負(fù)載中的電流滯后于電壓90°)。
從下圖可以看出:
①當(dāng)外加電壓v的瞬時(shí)幅度達(dá)到 大值時(shí)(90°),電流i的瞬時(shí)幅度為0;②當(dāng)外加電壓v的瞬時(shí)幅度下降為0時(shí)(180°),電流i的瞬時(shí)幅度為 大值;③當(dāng)外加電壓v的瞬時(shí)幅度達(dá)到 大負(fù)值時(shí)(270°),電流i的瞬時(shí)幅度為下降0;④當(dāng)外加電壓v的瞬時(shí)幅度回升為0(360°)時(shí),電流i的瞬時(shí)幅度為 大負(fù)值。
依此循環(huán),這就形成了在正弦交流電路中,電感性負(fù)載兩端所加的電壓和內(nèi)部流過的電流在相位上不同步:當(dāng)供電電路電壓瞬時(shí)值(絕對值)達(dá)到 大時(shí),其電流瞬時(shí)值為0;當(dāng)供電電路電壓瞬時(shí)值降為0時(shí),其電流瞬時(shí)值(絕對值)即達(dá)到 大值。
通過對上圖的分析可以得出如下結(jié)論:在正弦交流電路中,純電感兩端的電壓超前電流90°。或者說,電流滯后電壓90°,如下圖所示。
當(dāng)電流達(dá)到 大值時(shí),供電電路的電壓為零。這就造成了一個(gè)惡果;即在電流達(dá)到 大值時(shí),因?yàn)殡娐冯妷簽榱悖行载?fù)載內(nèi)部的電流會(huì)回流到供電電路中。由于工業(yè)系統(tǒng)中的感性設(shè)備功率龐大,這些回流的電流也是巨大的,這些回流的電流和原來電路中電流疊加,這就增加了供電線路的負(fù)荷,線路壓降增大、增加電能的損耗。這是供電、用電部門都不愿意看到的,必須要解決的。
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