日光燈電路和功率因數(shù)提高

1、日光燈電路和功率因數(shù)提高（項(xiàng)目編號(hào)：061427-1）1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）了解解日光燈燈電路的的工作原原理，測(cè)測(cè)量電路路的元件件參數(shù)。（2）了解解提高功功率因數(shù)數(shù)的方法法和意義義。（3）學(xué)會(huì)會(huì)使用功功率因數(shù)數(shù)表等測(cè)測(cè)量?jī)x表表。2、實(shí)驗(yàn)原原理：電力系統(tǒng)中中的負(fù)載載大部分分是感性性負(fù)載，其其功率因因數(shù)較低低，為提提高電源源的利用用率和減減少供電電線路的的損耗，往往往采用用在感性性負(fù)載兩兩端并聯(lián)聯(lián)電容器器的方法法，來(lái)進(jìn)進(jìn)行無(wú)功功補(bǔ)償，以以提高線線路的功功率因數(shù)數(shù)。日光光燈電路路為感性性負(fù)載，其其功率因因數(shù)一般般在0.30.4左右，在在本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中，利利用日光光燈電路路來(lái)模擬擬實(shí)際的的感性負(fù)負(fù)載觀察察交

2、流電電路的各各種現(xiàn)象象。UUS-.220V燈管鎮(zhèn)流器 啟輝器 圖1 日光燈電路C+UUS-.圖2 日光燈等效電路C+I.+-+ULrUR.+-+rLUrUL.R.ILIC圖3 啟輝器的結(jié)構(gòu)圖3 啟輝器的結(jié)構(gòu)1.日光燈燈的工作作原理如圖6-11所示，日日光燈電電路由熒熒光燈管管、鎮(zhèn)流流器和啟啟輝器三三部分組組成：(1)燈管管：日光光燈管是是一根玻玻璃管，它它的內(nèi)壁壁均勻地地涂有一一層薄薄薄的熒光光粉，燈燈管兩端端各有一一個(gè)陽(yáng)極極和一根根燈絲。燈燈絲由鎢鎢絲制成成，其作作用是發(fā)發(fā)射電子子。陽(yáng)極極是兩根根鎳絲，焊焊在燈絲絲上，與與燈絲具具有相同同的電位位，其主主要作用用是當(dāng)它它具有正正電位時(shí)時(shí)吸收部

3、部分電子子，以減減少電子子對(duì)燈絲絲的撞擊擊。此外外，它還還具有幫幫助燈管管點(diǎn)燃的的作用。燈管內(nèi)還充充有惰性性氣體(如氮?dú)鈿?與水銀銀蒸汽。由由于有水水銀蒸汽汽，當(dāng)管管內(nèi)產(chǎn)生生輝光放放電時(shí)，就就會(huì)放射射紫外線線。這些些紫外線線照射到到熒光粉粉上就會(huì)會(huì)發(fā)出可可見光。(2)鎮(zhèn)流流器：它它是繞在在硅鋼片片鐵芯上上的電感感線圈，在在電路上上與燈管管相串聯(lián)聯(lián)。其作作用為：在日光光燈啟動(dòng)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)產(chǎn)生足夠夠的自感感電勢(shì)，使使燈管內(nèi)內(nèi)的氣體體放電；在日光光燈正常常工作時(shí)時(shí)，限制制燈管電電流。不不同功率率的燈管管應(yīng)配以以相應(yīng)的的鎮(zhèn)流器器。(3)啟輝輝器：它它是一個(gè)個(gè)小型的的輝光管管，管內(nèi)內(nèi)充有惰惰性氣體體，并裝裝

4、有兩個(gè)個(gè)電極：一個(gè)是是固定電電極，一一個(gè)是倒倒“U”形的可可動(dòng)電極極，如圖圖6-33所示。兩兩電極上上都焊接接有觸頭頭。倒“U”形可動(dòng)動(dòng)電極由由熱膨脹脹系數(shù)不不同的兩兩種金屬屬片制成成。點(diǎn)燃過(guò)程：日光燈燈管、鎮(zhèn)鎮(zhèn)流器和和啟輝器器的聯(lián)接接電路如如圖6-1所示。剛剛接通電電源時(shí)，燈燈管內(nèi)氣氣體尚未未放電，電電源電壓壓全部加加在啟輝輝器上，使使它產(chǎn)生生輝光放放電并發(fā)發(fā)熱，倒倒“U”形的金金屬片受受熱膨脹脹，由于于內(nèi)層金金屬的熱熱膨脹系系數(shù)大，雙雙金屬片片受熱后后趨于伸伸直，使使金屬片片上的觸觸點(diǎn)閉合合，將電電路接通通。電流流通過(guò)燈燈管兩端端的燈絲絲，燈絲絲受熱后后發(fā)射電電子，而而當(dāng)啟輝輝器的觸觸點(diǎn)閉

5、合合后，兩兩電極間間的電壓壓降為零零，輝光光放電停停止，雙雙金屬片片經(jīng)冷卻卻后恢復(fù)復(fù)原來(lái)位位置，兩兩觸點(diǎn)重重新分開開。為了了避免啟啟輝器斷斷開時(shí)產(chǎn)產(chǎn)生火花花，將觸觸點(diǎn)燒毀毀，通常常在兩電電極間并并聯(lián)一只只極小的的電容器器。 在雙金屬片片冷卻后后觸點(diǎn)斷斷開瞬間間，鎮(zhèn)流流器兩端端產(chǎn)生相相當(dāng)高的的自感電電勢(shì)，這這個(gè)自感感電勢(shì)與與電源電電壓一起起加到燈燈管兩端端，使燈燈管發(fā)生生弧光放放電，弧弧光放電電所放射射的紫外外線照射射到燈管管的熒光光 粉上，就就發(fā)出可可見光。燈管點(diǎn)亮后后，較高高的電壓壓降落在在鎮(zhèn)流器器上，燈燈管電壓壓只有1100V左右右，這個(gè)個(gè)較低的的電壓不不足以使使啟輝器器放電，因因此，它它

6、的觸點(diǎn)點(diǎn)不能閉閉合。這這時(shí)，日日光燈電電路因有有鎮(zhèn)流器器的存在在形成一一個(gè)功率率因數(shù)很很低的感感性電路路。日光光燈電路路的等效效電路如如圖6-2所示示。2.日光燈燈電路原原理分析析日光燈電路路可以看看成R、LL串聯(lián)的的感性電電路（見見圖6-2）。以以電流??L為參考考相量，則則電壓、電電流關(guān)系系為U=Ur+UL+UR=?(r+jXLL+R)= ??Z其相量圖如如圖6-4所示示。U圖5 U圖5 提高功率因數(shù)相量圖.ILr.ICIU.圖4 日光燈電路相量圖.UR.UrULr.ILUL3.功率因因數(shù)的提提高如果負(fù)載功功率因數(shù)數(shù)低（日日光燈電電路的功功率因數(shù)數(shù)在0.300.4），一一是電源源利用率率不

7、高，二二是供電電線路損損耗加大大，因此此供電部部門規(guī)定定，當(dāng)負(fù)負(fù)載（或或單位供供電）的的功率因因數(shù)低于于0.85時(shí)，必必須對(duì)其其進(jìn)行改改善和提提高。提高功率因因數(shù)的方方法，除除改善負(fù)負(fù)載本身身的工作作狀態(tài)、設(shè)設(shè)計(jì)合理理外，由由于工業(yè)業(yè)負(fù)載基基本都是是感性負(fù)負(fù)載，因因此常用用的方法法是在負(fù)負(fù)載兩端端并聯(lián)電電容器組組（接線線方法如如圖6-1），補(bǔ)補(bǔ)償無(wú)功功功率，以以提高線線路的功功率因數(shù)數(shù)。功率率因數(shù)提提高的原原理如圖圖6-55所示。3、實(shí)驗(yàn)儀儀器：TTS-BB型通用用電工實(shí)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，單單元板4、儀器介介紹：（1）空氣氣開關(guān)電源開關(guān)兼兼做短路路過(guò)載保保護(hù)（2）電源源輸入指指示燈（3）漏電電保護(hù)開開關(guān)

8、一個(gè)帶自動(dòng)動(dòng)脫扣裝裝置的四四極斷路路器，當(dāng)當(dāng)對(duì)地漏漏電流大大于300mA時(shí)時(shí)，保護(hù)護(hù)開關(guān)自自動(dòng)脫扣扣，斷開開電路。保保護(hù)開關(guān)關(guān)上有一一試驗(yàn)按按鈕，檢檢驗(yàn)漏電電開關(guān)時(shí)時(shí)，按下下此按鈕鈕電開關(guān)關(guān)應(yīng)自動(dòng)動(dòng)脫扣，否否則需檢檢修。平時(shí)使用時(shí)時(shí)，不要要按動(dòng)此此鈕。（4）電源源輸出指指示指示燈分紅紅、綠、黃黃三色，燈燈亮?xí)r表表示三相相電源已已接通，各各電源輸輸出接口口可以輸輸出單、三三相電壓壓。（5）三相相螺旋熔熔斷器（6）交流流電壓表表指示輸出線線電壓（7）電壓壓轉(zhuǎn)換開開關(guān)與電壓表配配合使用用，監(jiān)視視輸出線線電壓的的大小及及對(duì)稱情情況。（8）三相相四線制制電源輸輸出接插插口（左左側(cè)組）（9）信號(hào)號(hào)源提供脈

9、沖源源和正弦弦信號(hào)源源（10）急急停按鈕鈕此按鈕是自自鎖式，遇遇有緊急急情況發(fā)發(fā)生，按按下此按按鈕，切切斷總控控制柜接接觸器線線圈電路路，切斷斷總電源源。按鈕鈕按下后后即鎖位位，不會(huì)會(huì)自動(dòng)復(fù)復(fù)位，只只有當(dāng)故故障排除除后，沿沿順時(shí)針針?lè)较蜣D(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)此按按鈕，方方可復(fù)位位。特別注意：正常使使用時(shí)，不不要按動(dòng)動(dòng)此鈕！（11）三三相四線線電源及及地線輸輸出接插插口（右右側(cè)組）（12）帶帶燈電源源開關(guān)它是交、直直流可調(diào)調(diào)電源的的開關(guān)（13）熔熔斷器用以保護(hù)電電壓可調(diào)調(diào)電源，22A保險(xiǎn)險(xiǎn)管（14）電電壓調(diào)節(jié)節(jié)旋鈕此旋鈕是5500VVA單相相自耦調(diào)調(diào)壓器的的電壓調(diào)調(diào)節(jié)旋鈕鈕，用以以提供可可調(diào)的交交流電壓壓，與整

10、整流橋相相接，可可以提供供可調(diào)的的直流電電壓。（15）交交流電壓壓表用以監(jiān)視可可調(diào)交流流電源的的輸出電電壓（16）實(shí)實(shí)驗(yàn)臺(tái)日日光燈照照明和實(shí)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)換換開關(guān)，含含啟輝器器（17）交交流可調(diào)調(diào)電源輸輸出接插插口實(shí)驗(yàn)屏：實(shí)驗(yàn)屏由實(shí)實(shí)驗(yàn)單元元板及鐵鐵鋁結(jié)構(gòu)構(gòu)的框架架組成?？蚩蚣苡煞椒戒摴躄L型支架架及三條條帶有滑滑道的鋁鋁型材經(jīng)經(jīng)螺栓組組合成，安安放在鋁鋁型材滑滑道中的的單元板板上，上上、下取取用方便便，位置置移動(dòng)滑滑快。5、實(shí)驗(yàn)內(nèi)內(nèi)容：熟悉儀器。連接日光燈燈電路，同同時(shí)接上上測(cè)量?jī)x儀器。 鎮(zhèn)流流器 日光燈燈管220V 啟啟輝器 檢查無(wú)誤后后，接通通電源，測(cè)測(cè)量有關(guān)關(guān)數(shù)據(jù)。測(cè)量電源電電壓、燈燈管電壓壓、整流流器電壓壓、各支支路電流流。并聯(lián)電容，觀觀察功率率因數(shù)的的變化并并記錄數(shù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表格如如下電容 項(xiàng)項(xiàng)目IIDIC