[实用新型]一种新的功率因数补偿实验仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及高校电工实验中，对电路功率因数进行补偿的实验仪器。

背景技术

当前，高校在功率因数补偿实验时，用三支带有镇流器的白光灯并联后作为感性负载，电路中电压表与电流表的显示值可以计算出电路的总功率，从有功功率表测量出负载的有功功率，两者相除得出功率因数；同时，与日光灯负载并联的是几只电容器，各通过拨动开关可接入或切出电路进行功率因数补偿。

从前实验时采用纸介电容，由于其损耗较大，电量释放时间较长，虽然功率因数只能补偿到0.9左右，但5A拨动开关切换时不会因电弧及涌流咬住开关。

现在纸介电容基本已淘汰，没有厂家生产，新增实验仪器所需电容器只能采用薄膜电容，聚丙烯薄膜电容器损耗小、价格低，采购方便，但聚丙烯薄膜电容器的电量释放很快，拨动开关在切换时，会产生电弧及涌流，尤其是容量大的电容器，15A拨动开关打几下后就粘住了，如采用闸刀，因裸露不够安全，且体积太大，仪器也放置不下。

为了解决该问题，专利号ZL200520013666.7通过对聚丙烯薄膜电容器一端的导线上，穿过一批铁氧体磁珠，由于铁氧体磁珠对50HZ这样的低频电流几乎没有什么阻抗，当补偿电容在切出或接入电路瞬间，铁氧体磁珠产生很高的阻抗，延长聚丙烯薄膜电容器放电时间，使拨动开关不会粘住。

由于铁氧体磁珠不好固定，运输过程中会出因铁氧体磁珠自重过大，把穿有磁珠的引线从焊点中拉脱的问题；同样长的导线电感值也不够大，手工操作效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种新的功率因数补偿实验仪，在薄膜电容器切出或接入电路时，使开关不产生电弧或瞬间涌流的电感生产容易、电感值大、固定方便。

本实用新型采取的技术方案是这样的：市电由自耦调压器接入电路后，通过交流电压表显示调节到所需的实验电压，交流电流表串联在仪器电路里，电路中有三支带镇流器的日光灯负载并联在输入端，并有功有功率表接入电路中检测日光灯负载消耗的有功功率，与日光灯负载并联的是10×0.1μF及10×1μF两只步进盘的电容器，另有11μF的一只电容器；两只步进盘0～10十个步进值所用电容器都采取1，2，3，3，7组合：双刀十一掷开关上下两层的两个常闭触点用导线连接，两层的“0”触点无连接，1个单位值的电容器一端焊接双刀十一掷开关的“1”触点后又连接双刀十一掷开关下层的“4”触点及下层的“8”触点，2个单位值的电容器一端焊接双刀十一掷开关的“2”触点后又连接双刀十一掷开关下层的“5”触点及下层的“9”触点，第一只3个单位值的电容器一端焊接双刀十一掷开关的“3”触点后又连接双刀十一掷开关下层的“6”触点，第二只3个单位值的电容器一端焊接双刀十一掷开关上层的“4”、“5”、“6”触点后又连接双刀十一掷开关下层的“10”触点，7个单位值的电容器一端焊接双刀十一掷开关上层的“7”、“8”、“9”、“10”触点，两只步进盘上双刀十一掷开关的常闭触点及11μF电容器的一端与日光灯负载的一端连接，其特征在于10×1μF步进盘上五只电容器的另一端经过绕在铁氧体E型骨架上的线圈后，与五刀双掷开关K₁的五个常闭触点分别连接，即每只电容器单独连接一个常闭触点，五刀双掷开关K₁的上层触点连接日光灯负载的另一端，下层触点经过10KΩ电阻后与双刀十一掷开关K₃对应的触点连接；11μF电容器的另一端经过绕在铁氧体E型骨架上的线圈后，与单刀双掷开关K₂的常闭触点连接，单刀双掷开关K₂的上层触点与五刀双掷开关K₁的上层触点连接，单刀双掷开关K₂的下层触点经过10KΩ电阻后与双刀十一掷开关的常闭触点连接。

绕在铁氧体E型骨架上的线圈对50HZ低频电流几乎没有什么阻抗，所以功率因数补偿实验中，对各种实验数据的不起作用，当电容在切出或接入电路瞬间，瞬间电流变化非常快，铁氧体上的电感线圈会产生很高的感抗，因此可避免电弧的产生及抑制了涌流的冲击，使开关长期使用不会触点咬合。线圈上的导线可用绕线机绕，固定E型铁氧体磁芯的支架，生产E型铁氧体磁芯的厂家直接有售，把E型铁氧体磁芯及线圈固定在仪器上很方便，而且绕在E型铁氧体磁芯上同样长导线的电感远比穿铁氧体磁珠来得大。

附图说明

附图是功率因数补偿仪电路图

附图中1、自耦调压器     2、交流电压表            3、交流电流表

4、有功功率表           5、三支带镇流器的日光灯并联成的感性负载