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电工学期中论文


镇流器的非纯电感性研究
江徐明 6002210014 [摘要] 通常,日光灯管正常工作时被等效成电阻,镇流器被等效成电感与电阻的串联。其 中 U A, U L, U 应该满足基尔霍夫电压定律,但实验测量和理论计算结果之间存在较大误 差。本文就以上的情况进行进一步的分析与讨论。确认日光灯是否可以看成纯电阻,以及测 定电感电阻的精确值。 [关键词]镇流器;相量分析;日光灯电路
. . .

1 日光灯电路
.

.

.

日光灯电路见图 1 其中 A 为日光灯管,L 为镇流器,S 为启辉器。其中 U L,U A,U 分别为 镇流器、日光灯管及电源端电压有效值, I 为日光灯电路中电流有效值, COS? 为电源电 压与电流之间夹角的余弦(即电路功率因数), P 为负载消耗的有功功率, Q 为负载总的无 功功率, Q L 为镇流器消耗的无功功率。

图3 表一 日光灯电路测量数据 测 变 启 量 辉 值
PW
COS?

量 数 据
I A

计 算 值
U V

UL V

UA V

r ?

COS?

26.04 36.80

0.56 0.48

0.244 0.350

186.0 220.1

133.8 175.7

105.8 99.50

26 38

0.574 0.478

正常工作值

2
.

实验结果及相量分析
.

.
. .
.

.

表 1 中, 根据实验测量数据, 以电流 I 为参考相量, 其中以 U A 为灯管二端压降,U LL,

U RL 分别为镇流器的电感压降分量和电阻压降分量,U 为总电压.如果 U A 与 I 同相位,说
明日光灯在工作状态下是一个纯电阻性元件,否则为非纯电阻性元件。
. .
[3]

设相量 U 和相量 U A(虚线一实际相量)的夹角为 ? , ? ? 为灯管电压 U A 与电路中电 ? 流 i 之间的相位差,由余弦定理得(代入表 1 第 1 组数据) :
COS? ? U
2

.

2U ?U A

? U A ?U L
2 2

2U ? UA

? 0.709

? ? 44.88。
。 实验测得 COS? ? 0.56 , ? ? 55.94
.

由右图可知知,灯管端电压 U A 与电路中电流

。 I 之间的相位差为 ? ? ? ? 11.06
另:镇流器消耗的无功功率 Q L ? 32.64W , 负载总无功功率 Q ? UIsin? ? 37.6W 。 其差值为 5W ,因此,日光灯管在工作状态下 不是纯电阻,灯管内含有电感量.所以把日光 灯管简单的转化为纯电阻是不合理的。

.

3 测定镇流器内阻
将镇流器与白炽灯串联,见图 4,等效电路及相量图见图 5。

组次 1 2

PW

COS?

I A

U V

U V
L

U V
R

总电阻 R ' ?

P
2

, R灯 ?

I

UR ,则镇流器内阻 RL ? R' ? R灯 。 I

参考文献 [1]郑敏,正弦稳态电路的相量图解法[J]。青海师范大学学报:自然科学版, 2005(4),43--45. [2]关源,电路[M]。北京:高等教育出版社,2006:311。 [3]高微,朱英,日光灯电路非线性分析。大庆石油学院学报,2008 年 2 期。


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