线圈的品质因数称作q值。它表示线圈在一定频率的交流电压下工作时，其感抗ｘl和等效损耗电阻之比，即为q值。表示公式为
式中：2---常数
f--频率
l--线圈的电感量
r--线圈的总损耗电阻,在低频下可视为线圈的直流电阻.
q值的大小一般在几十到几百。q值越高，电路的损耗越小，效率越高。提高绕制线圈的q值可从以下几方面实施:
1)在线圈中装人磁心，这样可以增大电感值，从而提高q值。
2)尽量使用较粗的导线绕制线圈，在高频时还应采用多股线，这样可以减小导线电阻,
提高q值.
电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高.
电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关.
也有人把电感的Q值特意降低的,目的是避免高频谐振/增益过大.降低Q值的办法可以是增加绕组的电阻或使用功耗比较大的磁芯.
Q值过大,引起电感烧毁,电容击穿,电路振荡.
Q很大时,将有VL=VC>>V的现象出现.这种现象在电力系统中,往往导致电感器的绝缘和电容器中的电介质被击穿,造成损失.所以在电力系统中应该避免出现谐振现象.而在一些无线电设备中,却常利用谐振的特性,提高微弱信号的幅值.
品质因数又可写成Q=2pi*电路中存储的能量/电路一个周期内消耗的能量
通频带BW与谐振频率w0和品质因数Q的关系为:BW=w0/Q,表明,Q大则通频带窄,Q 小则通频带宽.
Q=wL/R=1/wRC
其中:
Q是品质因素
w是角频率
L是电感
R是串的电阻
C是电容
品质因数（□值）是表征电子电路中谐振回路特性的基本参数。谐振回路的能量关系为□也可用谐振回路各阻抗参量表示为
□通常，某个元件（如电感器或电容器）的□值,指这一元件与一理想的无损耗元件所组成的谐振回路的□值。品质因数测量有Q表法和变电容或变频率两种方法。
Q表法（电压比法）在高频范围广泛采用Q表法测量□值（图1高频Q表法原理图）。其基本原理是:被测件与Q表内部调谐电容器（及辅助电感）组成谐振回路，通过谐振电压和激励电压之比在谐振电压表上利用直接刻度得出谐振回路的直读□值。用此法还可由调谐电容读数求出被测件的电感或电容值。Q表法具有多用途、宽量程和可在实际工作频率下进行测量等特点。
变电容或变频率(通带)法这种方法是各种微波□□值测量方法的基础(图2变电容或变频率(通带)法原理图)。改变电容□或频率□测出谐振回路的谐振曲线,从而求出回路的□值,□
即□＝2□□/□□(变电容法)或□＝□□/□□(变频率法)。在实际应用时，被测谐振回路往往要与外界电路连接，其谐振特性不仅与被测回路本身的特性有关，而且也与外界电路的负载情况有关,即所测得的□值不是被测回路所固有的无载□值(□□),而是有载□值(□□)。
在工程上，通常用电路的特性阻抗与电阻值相比来表征谐振电路的性质，此比值称为串联谐振电路的品质因数。
这里所谓的串联谐振就是指作为激励电压源以某一频率加到由电阻，电容，电感串联的电路（任何实际电路都可以等效为这种戴维南电路模型）两端时，总的感抗为零，此时的激励源相当于直接加在电阻上，用此时的感抗或容抗与电路中的电阻相比，其比值就是品质因数了。顺便要提的是，我记得不光是电路中有品质因数的概念，在物理上关于阻尼振动的研究也提出了品质因数的概念，物体做阻尼运动时由于振幅不断减少，振动的能量也不断减少，当能量减少为起始能量的1/e时所经历的时间称为时间常量t,用这个时间常量t除以T，T是每次振动的周期，就得到了在这段时间内，该物体一共做了多少次振动，在工程上将这一次数乘以2π定义为该阻尼振动的品质因数。
谐振电路的品质因素与计算公式 谐振电路在电子技术中有着广泛的应用.谐振电路的特性与该谐振电路的品质因数(即Q值)密切相关.求1个电路的Q值应从其定义出发,才能对Q值的意义有更深刻的理解对谐振电路的特性有更全面的认识。在研究各种谐振电路时，常常涉及到电路的品质因素Q值的问题，那么什么是Q值呢？下面我们作详细的论述。 品质因数的原始定义是由能量来定义的，表示了电路中能量之间的转换的关系，即电路的储能效率。从能量定义品质因数可以清楚地表达品质因数的物理意义,对于各种电路具有普遍意义。 对于简单的RLC串联、并联电路品质因数的计算我们可以直接套用品质因数在RLC串联、并联电路中的定义式进行计算，但是对于稍复杂的RLC谐振电路这些公式就不再适用。通过品质因数最原始的定义即能量定义一定是可以计算的任意谐振电路的品质因数，但是却会较为繁琐。 图1是一串联谐振电路，它由电容C、电感L和由电容的漏电阻与电感的线电阻R所组成。此电路的复数阻抗Z为三个元件的复数阻抗之和。
Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC) ⑴ 上式电阻R是复数的实部，感抗与容抗之差是复数的虚部，虚部我们称之为电抗用X表示, ω是外加信号的角频率。 当X=0时，电路处于谐振状态,此时感抗和容抗相互抵消了，即式⑴中的虚部为零，于是电路中的阻抗最小。因此电流最大，电路此时是一个纯电阻性负载电路，电路中的电压与电流同相。电路在谐振时容抗等于感抗，所以电容和电感上两端的电压有效值必然相等， 电容上的电压有效值UC=I*1/ωC=U/ωCR=QU品质因素Q=1/ωCR，这里I 是电路的总电流。 电感上的电压有效值UL=ωLI=ωL*U/R=QU品质因素Q=ωL/R 因为：UC=UL 所以Q=1/ωCR=ωL/R 电容上的电压与外加信号电压U之比UC/U= （I*1/ωC）/RI=1/ωCR=Q 电感上的电压与外加信号电压U之比UL/U= ωLI/RI=ωL/R=Q 从上面分析可见，电路的品质因素越高，电感或电容上的电压比外加电压越高。结论 品质因数的能量定义清楚地表达了品质因数的物理意义，对于各种电路具有普遍意义，但是如果利用它去求解较为复杂的谐振电路的品质因数则相当困难，甚至难以求解。串联和并联谐振电路的品质因数的定义，是从电路参数的角度对品质因数直接下了定义，这种定义有利于求解品质因数的计算，但是从理解的角度讲,不如品质因数的能量定义更加明确，更容易看清其所包含的物理意义。从第一部分的证明我们可以看出串联、并联谐振电路的品质因数的定义可以由品质因
额定功率、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数及峰值因子的概念 2011-08-10 17:50 转载自分享 最终编辑老电工BG6RKO 三相异步电动机的有功功率和额定功率的区别和联系: 额定功率是电机运行在额定点输出的机械功率。 额定功率=sqrt（3）*额定电压*额定电流*功率因数*效率。这是特指额定点。视在功率=sqrt（3）*电压*电流。 有功功率=sqrt（3）*电压*电流*功率因数，这个有功功率是电机输入的电功 率，它不同于视在功率是交流电压电流的相交差造成的，或者说是电机中的储能元件电感造成的。 效率是电机中的定转子铜损，铁损和机械损耗造成的，完全不同的概念。无功功率没有功率损耗，只是有能量以磁场的形式储存在储能元件中，没有传递到机械功率输出，而效率的损耗全部转化成了热能，会使电机产生温升。 电动机从电网上吸收电能经过电磁感应定律的规定，变成电动机转子旋转，带动负载机械做功，这样就将电能转化成机械能。 电动机输出的能量为电动机的额定功率。 电动机运行时因线圈发热、轴承摩擦等很多损耗为电动机损耗。 将额定功率和所有的损耗加起来，就为电动机从电网中吸收的有功功率。 电动机将电能转化成机械能是离不开磁场的，磁场的建立就是靠电动机线圈通电形成的，那么形成磁场也需要能量，这部分的能量并没有转化成机械能和热能，相当于媒介，此部分能量为电动机的无功功率。 有功功率＋无功功率＝视在功率，注意：这可是矢量相加哟。 效率＝额定功率÷有功功率×100％永远小于1 一、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数及峰值因子的概念 1.有功功率：可以转化成其他形式能量（热、光、动能）的能量。以P来表示，单位为W。一般来说，有功功率是相对于纯阻性负载来说的。 2.无功功率：功率从能量源传递到负载并能反映功率交换情况的功率就是无功功率。以Q来表示，单位为Var。它的产生是由于感性负载、容性负载、以及
在谐振式传感器中，谐振子的品质因数Q 是一个极其重要的指标，因此，品质因数也是MEMS 谐振器件的关键参数，它决定基于MEMS 谐振器件的传感器的检测灵敏度和检测分辨率。品质因数通常被用来量化MEMS 中的能量耗散。 实际应用的谐振敏感元件多为弹性敏感元件，其Q 值的物理意义可以用一个等效的单自由度线性阻尼系统的运动微分方程来描述。如下图： 0sin mx cx kx F t ω++= 其中m 是谐振器件的等效质量；c 是阻尼系数；k 是弹性常量；0sin F t ω可以视为外加在谐振器件上的简谐激励。 解振动微分方程，可以得到振幅放大因子 A A = 当谐振器件发生谐振时，振幅放大因子也称为品质因数，此时01ω=，所以12Q ζ =，品质因数反比于阻尼系数，反应系统阻尼的大小。
同时，品质因数还可以用0 12 Q ωωω= -来表示。其中0ω为谐振频率，1ω和2ω代表幅值特 0A 处的两个频率值，0A 代表谐振频率处的幅值。 从图中可以看出，两个半功率频率之差（12ωω-）越小，谐振器件振动的振幅特征曲线尖锐度越高，其品质因数也就越高。因此，品质因数值的高低能反应谐振器件振动特性曲线的尖锐程度。 或者，针对能量的定义：谐振器件的品质因数可以定义为一个振动周期内，振动系统存储的总能量与在一个振动周期内阻尼损耗的能量的比值：0 2W Q W π= ? 式中，0W 为一个振动周期内系统存储的总能量，W ?为一个振动周期内系统损耗的能量。即在谐振器件工作时，能量损耗越小，品质因数越高。 振动中较大的能量损耗限制了谐振传感器不能获得一个高的品质因数。一般来说，谐振器件在振动时有四种主要能量耗散机制：热弹性损耗、表面能量损耗、支撑损耗和空气阻尼带来的损耗。 1 22()n i i W W Q W W π π===??∑ 111n i i Q Q ==∑ i W ?和i Q 分别代表振动过程中，第i 种能量损耗机制带来的能量损耗和限制的品质因数。 振动中，较大的能量耗散限制了谐振传感器不能获得一个高的品质因数。 1) 热弹性损耗 微谐振器件在振动时，会因为自身内部的热量流动，导致机械能损耗。振动时，谐振器件一端会处于压缩状态，而另一端处于拉伸状态，两端的应力不同导致温度的改变：拉伸状态导致温度降低，而压缩状态导致温度升高，这样就产生了热量流动，将机械能转换为不可恢复的热能。谐振器件的热弹性能量损耗程度和自身材料性质、形状、尺寸和工作温度有关。 2) 表面能量损耗 表面能量损耗主要由表面应力引起，表面吸附物和表面缺陷是造成表面能量损耗的主要原因。表面能量损耗只有在表面积与体积之比较大时才会被考虑，一般其大小因表面状况不同而不同。 3) 空气阻尼损耗 微谐振器件在空气中的能量损耗情况，随着真空度的不同而不同。因而可以根据真空度将谐振器件在空气中的能量耗散情况划分为三个区域：可忽略的高真空度范围、分子阻尼范围、粘性阻尼范围。 4) 支撑损耗的原因在于基片的非弹性振动。 总结：
许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的"无功"并不是"无用"的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。 在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为： cosφ=P/S=P/[(P2+Q2)^(1/2)] P为有功功率，Q为无功功率。 在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。 1 影响功率因数的主要因素 (1)大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～70％。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。 (2)变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。 (3)供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。 当供电电压高于额定值的10％时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110％时，一般无功将增加35％左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。 无功补偿通常采用的方法主要有3种：低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。下面简单介绍这3种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。 (1)低压个别补偿: 低压个别补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗，以补励磁无功为主。低压个别补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，因此不会造成无功倒送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。 (2)低压集中补偿： 低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。低压补偿的优点：接
串联谐振电路品质因数的定义 谐振电路中一个非常重要的参数就是品质因数Q,它揭示了谐振电路的各种重要关系,Q值的大小直接影响谐振电路的通频带和选择性等重要指标。然而,在现有的电子教科书中,对谐振电路品质因数的描述大都比较简单,这不利于学生对这一概念与其内涵的真正理解与把握。特别是对品质因数Q值的求解,学生更是感到无从下手。针对于这问题,本文从品质因数的定义出发进行研究,介绍了一种计算品质因数Q值简单而又有效的方法。 1.品质因数的定义 电路的品质因数分为串联电路的品质因数与并联电路的品质因数,以及部分电路的品质因数和整体电路的品质因数。品质因数有以下几种定义方式: 1.1用能量定义品质因数的能量定义清楚地表达了品质因数的物理意义,对于各种电路具有普遍意义,但在电路中利用能量定义来计算品质因数Q值相对比较复杂,有时候甚至难以计算。计算公式如下: 品质因数Q=2π(ω0/ωR0) 式中:0ω———谐振时电路储存的能量,ωR0———谐振时电路在1周期内消耗的能量。 品质因数Q=2π(ωLOM/P0T0) 式中:ωLOM———谐振时电路中电感能量的最大值,P0———谐振时电路中消耗的有功功率,T0———谐振周期。
1.2用功率定义品质因数的功率定义是从另一个角度对品质因数的能量定义的一种解释,它也较好地表达了品质因数的物理意义,用它来计算品质因数Q值的方法相对来说比用能量定义的方法来求解要好得多,不会出现计算不出来的情况。但对较为复杂电路,其计算过程较为繁琐。其计算公式如下: 品质因数Q=Q0/P0 式中:Q0———谐振时的无功功率,P0———谐振时的有功功率。 1.3串联电路品质因数的定义 1.3.1用参数定义如图1所示的RLC串联谐振电路,一般教科书用参数这样定义串联电路的品质因数:谐振时回路感抗值(或容抗值)与回路电阻R的比值称为回路的品质因数,用参数计算公式如下: 品质因数Q=ω0L/R=1/ω0CR=1R·L/R(1) 式中:0ω———电路谐振角频率,L———电路中的电感,C———电路中的电容,R———电路的电阻。
阻尼阻尼系数阻尼比 阻尼（英语：damping）是指任何振动系统在振动中，由于外界作用和/或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性，以及此一特性的量化表征。 概述 在物理学和工程学上，阻尼的力学模型一般是一个与振动速度大小成正比，与振动速度方向相反的力，该模型称为粘性（或粘性）阻尼模型，是工程中应用最广泛的阻尼模型。粘性阻尼模型能较好地模拟空气、水等流体对振动的阻碍作用。本条目以下也主要讨论粘性阻尼模型。然而必须指出的是，自然界中还存在很多完全不满足上述模型的阻尼机制，譬如在具有恒定摩擦系数的桌面上振动的弹簧振子，其受到的阻尼力就仅与自身重量和摩擦系数有关，而与速度无关。 除简单的力学振动阻尼外，阻尼的具体形式还包括电磁阻尼、介质阻尼、结构阻尼，等等。尽管科学界目前已经提出了许多种阻尼的数学模型，但实际系统中阻尼的物理本质仍极难确定。下面仅以力学上的粘性阻尼模型为例，作一简单的说明。 粘性阻尼可表示为以下式子： 其中F表示阻尼力，v表示振子的运动速度（矢量），c是表征阻尼大小的常数，称为阻尼系数，国际单位制单位为牛顿·秒/米。 上述关系类比于电学中定义电阻的欧姆定律。 在日常生活中阻尼的例子随处可见，一阵大风过后摇晃的树会慢慢停下，用手拨一下吉他的弦后声音会越来越小，等等。阻尼现象是自然界中最为普遍的现象之一。 理想的弹簧阻尼器振子系统如右图所示。分析其受力分别有： 弹性力（k为弹簧的劲度系数，x为振子偏离平衡位置的位移）： F s= ? kx 阻尼力（c为阻尼系数，v为振子速度）： 假设振子不再受到其他外力的作用，于是可利用牛顿第二定律写出系统的振动方程：
电路理论基础论文 名称：电路品质因数的定义及计算方法 学生姓名： 学院： 班级： 学号： 2013年12月
电路品质因数的定义及计算方法 XXX （哈尔滨工业大学 控制科学与工程 哈尔滨150001） 摘要：品质因数是谐振电路中非常重要的一个参数。本文将介绍品质因数的三种定义及之间的相互关系并对谐振电路中品质因数的计算方法进行讨论，给出了一般RLC 电路谐振时品质因数的简单计算方法。 关键词：品质因数；定义；计算方法；谐振电路；等效阻抗；等效导纳； 品质因数是谐振电路中一个非常重要的参数，然而在课程教材只是在RLC 串联、并联谐振电路中直接给出了谐振电路的品质因数的计算公式并由计算公式定义了品质因数，但对于品质因数的原始定义、其物理意义及在较为复杂的RLC 混联电路中的计算方法却并没有说明。本文将介绍品质因数的原始定义，并从原始定义分别推导RLC 串联、并联谐振电路的品质因数定义式，最终给出复杂RCL 谐振电路的品质因数计算的简单方法。 1. 品质因数的定义及相互间的关系 1.1 从能量的角度定义 =2Q π 电路中存储的最大能量电路在一周期内消耗的总能量 品质因数的原始定义是由能量来定义的，表示了电路中能量之间的转换的关系，即电路的储能效率。从能量定义品质因数可以清楚地表达品质因数的物理意义,对于各种电路具有普遍意义,但在电路中利用能量定义来计算品质因数Q 值则相对比较复杂。 1.2 在RLC 串联谐振电路中的定义 R L C 图一：RCL 串联电路 RLC 串联电路图如图所示，电路处于谐振状态时，L 、C 为RLC 串联电路中的电感及电容，C L = ρ，ρ称为RLC 串联电路的特性阻抗。则品质因数R Q ρ=。 1.3 在RLC 并联谐振电路中的定义
电机功率计算公式 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
一，电机额定功率和实际功率的区别 是指在此数据下电机为最佳工作状态。 额定电压是固定的，允许偏差10%。 电机的实际功率和实际电流是随着所拖动负载的大小而不同； 拖动的负载大，则实际功率和实际电流大； 拖动的负载小，则实际功率和实际电流小。 实际功率和实际电流大于额定功率和额定电流，电机会过热烧毁； 实际功率和实际电流小于额定功率和额定电流，则造成材料浪费。 它们的关系是： 额定功率=额定电流IN*额定电压UN*根3*功率因数 实际功率=实际电流IN*实际电压UN*根3*功率因数 二，280KW水泵电机额定电流和启动电流的计算公式和相应规范出处 (1)280KW电机的电流与极数、功率因素有关一般公式是：电流＝((280KW/380V)0.8.5机的电流怎么算 答：⑴当电机为单相电机时由P=UIcosθ得：I=P/Ucosθ,其中P为电机的额定功率，U为额定电压，cosθ为功率因数； ⑵当电机为三相电机时由P=√3×UIcosθ得：I=P/(√3×Ucosθ),其中P为电机的额定功率，U为额定电压，cosθ为功率因数。 功率因数
在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号 cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S 功率因数的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。所以，供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。 (1) 最基本分析：拿设备作举例。例如：设备功率为100个单位，也就是说，有100个单位的功率输送到设备中。然而，因大部分电器系统存在固有的无功损耗，只能使用70个单位的功率。很不幸，虽然仅仅使用70个单位，却要付100个单位的费用。在这个例子中，功率因数是 (如果大部分设备的功率因数 小于时，将被罚款)，这种无功损耗主要存在于电机设备中(如鼓风机、抽水机、压缩机等)，又叫感性负载。功率因数是马达效能的计量标准。 (2) 基本分析：每种电机系统均消耗两大功率，分别是真正的有用功(叫千瓦)及电抗性的无用功。功率因数是有用功与总功率间的比率。功率因数越高，有用功与总功率间的比率便越高，系统运行则更有效率。 (3) 高级分析：在感性负载电路中，电流波形峰值在电压波形峰值之后发生。两种波形峰值的分隔可用功率因数表示。功率因数越低，两个波形峰值则分隔越大。保尔金能使两个峰值重新接近在一起，从而提高系统运行效率。 对于功率因数改善
功率因数调整和谐波抑制基本原理 关键词：正弦波频率（周期）相位交流电电压电流电阻电感电容功率因数谐波 1、为什么要调整功率因数？ 电能的合理应用要求在传输及分配中要尽量限制电网中所有引起电能损耗的因素，其中重要的因素之一就是无功功率。无功功率因感性负荷所引起，工业以及公共电网上的主要负荷是电阻-电感性的。 电网功率因数调整的目的是通过在某些特定的环节上用超前无功功率来补偿滞后无功功率。此方法还能避免过高压降及额外的电阻损耗。将电容器尽可能地靠近电感负载并联于电网，就可产生所需的超前无功功率。静态电容补偿装置可以减少电网上传输的滞后无功功率。当网络条件改变时，通过增加或减少单个电力电容器，就可逐步调整所需的超前无功功率来补偿滞后无功功率。 2、功率因数调整的好处 ☆输配电成本降低：8到24个月即可收回投资成本，功率因数校正降低了系统中的无功功率、功率损耗进而输配电成本也成比例下降。 ☆有效的利用设备：功率因数的改善意味着电力设备更经济实用的工作（同样的视在功率具有更高的有功功率） ☆改善电压的质量 ☆减少压降 ☆优化电缆尺寸：随着功率因数的提高（载流量减小），电缆横截面也因此减小。或者说，同样的电缆可以传输更多的功率。 ☆较小传输损耗：输电线开关装置的载流量减不，假如只有有功部分，这就意味着输电线的铜损得以降低。 3、谐波的概念 谐波是频率几倍于50H频率的正弦电压和电流。谐波是由非线性电压/电流特性的电子负载的操作而引起的，主要谐波源有以下几类：
①电力电子装置工业常用有整流、逆变、调压和变频器等。 ②电弧炉用于钢铁等行业的交流和直流电弧炉等。 ③家用电器如日光灯、电视机、调速风扇、空调、冰箱等。 ④高新技术设备现代办公和商用计算机、节能灯、核磁共振设备等 发达国家的经验表明，随着科学技术的发展，各种非线性用电设备容量的增长率大大超过电网的发电设备容量的增长率，若不进行有效的谐波控制，供电电压的谐波畸变率可能高达10%。我国电网已开始遭遇并将迅速面临发达国家当前的谐波局面，即谐波源随着高新技术的发展而猛增，电网电压的畸变率也将上升。 谐波畸变可以导致相关设备的误动作，谐波引起的共振甚至破坏电网中的某些设备，谐振可导致以下不良后果： ☆电容器的过载 ☆变压器和传输设备的过载 ☆对测量和控制系统的干扰，对计算机和电气传动装置的干扰 ☆谐振增加，即谐波放大 ☆电压畸变 而有源及无源滤波器可防止这种现象的发生。 4、受谐波影响的功率因数调整 电能对工业而言是极为重要的生产力因素。我们的目标是如何有效地使用它，通过PFC降低无功电流有助于节约电能。现代电力电子设备（驱动装置、不间断电源等）的大量使用所产生的非线性电流正以谐波的方式影响着电网并加重了它的负荷（电网污染），在常规的功率因数调整系统中，电力电容器与电力变压器形成了一个谐振电路，使得谐波电压和电流被放大，严重地加大了谐波的危害程度。 这些谐振现象可通过串联带有滤波扼流圈的电容器得以避免，称去谐功率因数调整系统。去谐系统的自振频率要低于最低的线路谐波频率。这样对于高于基波频率的谐波而言，去谐PFC系统表现为纯感性，对于50Hz的线路频率而言，
功率因数计算公式功率因数统计计算公式 视在功率S 有功功率P 无功功率Q 功率因数cos＠（符号打不出来用＠代替一下） 视在功率S＝（有功功率P的平方＋无功功率Q 的平方）再开平方而功率因数cos＠＝有功功率P／视在功率S 功率因数统计计算公式 可分为提高自然功率因数和采用人工补尝两种方法： 提高自然因数的方法： 1). 恰当选择电动机容量，减少电动机无功消耗，防止“大马拉小车”。 2). 对平均负荷小于其额定容量40%左右的轻载电动机，可将线圈改为三角形接法（或自动转换）。 3). 避免电机或设备空载运行。 4). 合理配置变压器，恰当地选择其容量。
5). 调整生产班次，均衡用电负荷，提高用电负荷率。 6). 改善配电线路布局，避免曲折迂回等。 人工补偿法： 实际中可使用电路电容器或调相机，一般多采用电力电容器补尝无功，即：在感性负载上并联电容器。一下为理论解释： 在感性负载上并联电容器的方法可用电容器的无功功率来补偿感性负载的无功功率，从而减少甚至消除感性负载于电源之间原有的能量交换。 在交流电路中，纯电阻电路，负载中的电流与电压同相位，纯电感负载中的电流滞后于电压90o，而纯电容的电流则超前于电压90o，电容中的电流与电感中的电流相差180o，能相互抵消。 电力系统中的负载大部分是感性的，因此总电流将滞后电压一个角度，如图1所示，将并联电容器与负载并联，则电容器的电流将抵消一部分电感电流，从而使总电流减小，功率因数将提高。 并联电容器的补偿方法又可分为： 1．个别补偿。即在用电设备附近按其本身无功功率的需要量装设电容器组，与用电设备同时投入运行和断开，也就是再实际中将电容器直接接在用电设备附近。 适合用于低压网络，优点是补尝效果好，缺点是电容器利用率低。 2．分组补偿。即将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路出线上，它可与工厂部分负荷的变动同时投入或切除，也就是再实际中将电容器分别安装在各车间配电盘的母线上。 优点是电容器利用率较高且补尝效果也较理想（比较折中）。 3．集中补偿。即把电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧的母
线圈的品质因数称作q值。它表示线圈在一定频率的交流电压下工作时，其感抗ｘl和等效损耗电阻之比，即为q值。表示公式为 式中：2---常数 f--频率 l--线圈的电感量 r--线圈的总损耗电阻,在低频下可视为线圈的直流电阻. q值的大小一般在几十到几百。q值越高，电路的损耗越小，效率越高。提高绕制线圈的q值可从以下几方面实施: 1)在线圈中装人磁心，这样可以增大电感值，从而提高q值。 2)尽量使用较粗的导线绕制线圈，在高频时还应采用多股线，这样可以减小导线电阻, 提高q值. 电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高. 电感器品质因数的高低与线圈导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗及铁心、屏蔽罩等引起的损耗等有关. 也有人把电感的Q值特意降低的,目的是避免高频谐振/增益过大.降低Q值的办法可以是增加绕组的电阻或使用功耗比较大的磁芯. Q值过大,引起电感烧毁,电容击穿,电路振荡. Q很大时,将有VL=VC>>V的现象出现.这种现象在电力系统中,往往导致电感器的绝缘和电容器中的电介质被击穿,造成损失.所以在电力系统中应该避免出现谐振现象.而在一些无线电设备中,却常利用谐振的特性,提高微弱信号的幅值. 品质因数又可写成Q=2pi*电路中存储的能量/电路一个周期内消耗的能量 通频带BW与谐振频率w0和品质因数Q的关系为:BW=w0/Q,表明,Q大则通频带窄,Q 小则通频带宽. Q=wL/R=1/wRC 其中: Q是品质因素 w是角频率 L是电感 R是串的电阻 C是电容 品质因数（□值）是表征电子电路中谐振回路特性的基本参数。谐振回路的能量关系为□也可用谐振回路各阻抗参量表示为 □通常，某个元件（如电感器或电容器）的□值,指这一元件与一理想的无损耗元件所组成的谐振回路的□值。品质因数测量有Q表法和变电容或变频率两种方法。 Q表法（电压比法）在高频范围广泛采用Q表法测量□值（图1高频Q表法原理图）。其基本原理是:被测件与Q表内部调谐电容器（及辅助电感）组成谐振回路，通过谐振电压和激励电压之比在谐振电压表上利用直接刻度得出谐振回路的直读□值。用此法还可由调谐电容读数求出被测件的电感或电容值。Q表法具有多用途、宽量程和可在实际工作频率下进行测量等特点。 变电容或变频率(通带)法这种方法是各种微波□□值测量方法的基础(图2变电容或变频率(通带)法原理图)。改变电容□或频率□测出谐振回路的谐振曲线,从而求出回路的□值,□
EMC中功率因数的解释与意义 引子—国内销售曾问我，客户有问到功率因数，并考虑功率因数高的电源有否必要—在考虑成本的前提下？ 一．先解释下功率因数的定义与混乱之处： 1.输入负载（这里指灯具）的交流电压与输入负载的交流电流所产生的相位差,用PF字母表示。-实际上这个解释对于销售人员过于专业。 2.口语化解释：功率因数这个值讲的就是负载（这里指灯具）对电网电能的利用率。 3.纯阻性负载的功率因数为1（典型例子是白炽灯），因其不消耗无功功率，交流电在负载上没有产生相位差---即市电电网提供多少能量此负载即完全消耗多少能量，不会产生市电电网自身因无功功率所产生损耗，也就是提高了市电电网的带负载能力。 4.电表是按有功功率来计费，即无功功率在电网损耗后，不计在电表上。 5.电源效率是指电源的输出功率与输入功率的比例，效率越高只能说明电源本身的损耗越小。--功率因数与效率都按百分比表示时销售经常会混淆。 二．功率因数高低的具体影响 上面讲到了功率因数影响的是市电电网的带负载能力-简单的讲就是电网提供了100W的电能（不计电网传输损耗，这里说的是视在功率），负载（这里指灯具）的功率因数只有0.6的情况下，实际这个负载只消耗60W的电能，其它的电能通过无功功率所产生的电流反馈到了电网，严重的会污染电网。（污染是指谐波通过传导影响到电网-即EMI） 实际上负载所标的功率都是负载标称值，也就是额定功率—这里都是有功功率。 三．国内电网对功率因数的措施 说到功率因数的影响这么大，国家供电机构肯定对这种消耗资源的方式早就有了措施。 1.供电所、用电企业的配电房安装功率因数控制装置。--这个集中式的，针对大型的用电场所，与供电的源头。
电路理论基础论文 名称:电路品质因数的定义及计算方法 学生姓名: 学院: 班级: 学号: 2013年12月
电路品质因数的定义及计算方法 XXX (哈尔滨工业大学 控制科学与工程 哈尔滨150001) 摘要:品质因数就是谐振电路中非常重要的一个参数。本文将介绍品质因数的三种定义及之间的相互关系并对谐振电路中品质因数的计算方法进行讨论,给出了一般RLC 电路谐振时品质因数的简单计算方法。 关键词:品质因数;定义;计算方法;谐振电路;等效阻抗;等效导纳; 品质因数就是谐振电路中一个非常重要的参数,然而在课程教材只就是在RLC 串联、并联谐振电路中直接给出了谐振电路的品质因数的计算公式并由计算公式定义了品质因数,但对于品质因数的原始定义、其物理意义及在较为复杂的RLC 混联电路中的计算方法却并没有说明。本文将介绍品质因数的原始定义,并从原始定义分别推导RLC 串联、并联谐振电路的品质因数定义式,最终给出复杂RCL 谐振电路的品质因数计算的简单方法。 1、 品质因数的定义及相互间的关系 1、1 从能量的角度定义 =2Q π 电路中存储的最大能量 电路在一周期内消耗的总能量 品质因数的原始定义就是由能量来定义的,表示了电路中能量之间的转换的关系,即电路的储能效率。从能量定义品质因数可以清楚地表达品质因数的物理意义,对于各种电路具有普遍意义,但在电路中利用能量定义来计算品质因数Q 值则相对比较复杂。 1、2 在RLC 串联谐振电路中的定义 R L C 图一:RCL 串联电路 RLC 串联电路图如图所示,电路处于谐振状态时,L 、C 为RLC 串联电路中的电感及电容,C L =ρ,ρ称为RLC 串联电路的特性阻抗。则品质因数R Q ρ=。 1、3 在RLC 并联谐振电路中的定义
收稿日期:2012-11-27 作者简介:雷志坤(1966~),广西机电职业技术学院讲师,研究方向:电子技术、实验实训教学。浅谈谐振电路和品质因数Q 值的 物理意义及教学思路 雷志坤 (广西机电职业技术学院,广西南宁 530007) 摘 要:谐振是电路在运行过程中的一个特殊状态,处于谐振状态的电路具有明显而独特的特征;电路品质因数Q 值的物理意义在于揭示了电路谐振程度的强弱,体现了电路对信号源频率的选择性以及电路中无功功率对有功功率的比例。充分理解谐振和品质因数的物理含义对掌握和应用其原理起到事半功倍的效果。本文从实用角度出发,通过对常见应用实例分析引出谐振的概念及其学习重点,并通过对比方法讨论了两种典型谐振的特点及品质因数Q 值物理意义区别,给电路分析相关内容的教学提供了一些有效的参考方法。 关键词:谐振;品质因数Q 值;物理意义;讨论 中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1008-7508(2013)01-0123-03 引言 谐振是电路在运行过程中出现的一种特殊物理现象, 其重要性从无线电通信等技术中的应用中可见一斑。具有 电感和电容元件的不含独立激励源二端电路网络,当网络 的输入阻抗等效为纯电阻时,该电路发生了谐振现象,谐 振时电感感抗大小等于电容容抗,网络端口的电压和电流 同相位,在电感或电容上将获得比端口信号大得多的信号 响应量。Q 值的物理意义体现了一个电路发生谐振的强弱 程度和电路对输入信号选频性的好坏。然而,在电路分析 教学中,我们常常发现学生(尤其是高、中职学校的学生) 对谐振其品质因数Q 这些重要概念的物理含义理解不清或 一知半解,究其原因主要是因为其概念较为抽象,教材中 又多采用复杂而繁琐的数学公式推导,直观性不强,造成 学生对这些概念的理解出现一定程度的困难,将影响到他 们后续课程的学习效果。 如何才能便捷有效地理解电路中的谐振和品质因数等 概念呢?笔者在多年的教学实践中总结出一些较为理想的 教学方法,现归纳为以下几点供同行们探讨。 一、举例说明谐振概念及其品质因数Q 值的物理意义 1、谐振的概念及典型应用举例 现以最常见的收音机输入回路(即调台电路)为例。 如图1为简单的收音机信号输入等效电路,由天线和电阻 R 、电感L 及电容C 组成,其中,R 、L 、C 构一个串联谐振回路。 Journal of Jilin Radio and TV University No.1,2013(Total No.133) 吉林广播电视大学学报 2013年第1期(总第133期) 学术论坛
功率因数、峰值系数、浪涌系数的概念 已发布2009/04/23 03:01 下午 | 已更新2009/05/04 04:22 下午 | 解答ID 9867 功率因数、峰值系数、浪涌系数的概念 功率因数、峰值因数和浪涌系数经常用来表述UPS的性能。 功率因数：功率是描述能量传输的参数，直流系统中，功率就是电压与电流的乘积。交流系统中，功率就不是这样一个简简单单的乘积，系统中一部分电流并没有提供给负载，我们称之为谐波电流。由此产生视在功率（VA），大于有功功率。视在功率与有功功率之间存在的系数就是功率因数。考虑到这一点，我们用伏安（VA）来表述视在功率，而用瓦特（W）来表述有功功率。 线形负载的视在功率与有功功率无甚差别，但是对于很多负载来说两者之间的差别很大。计算机设备的功率因数一般为0.65,这就意味着视在功率比有功功率大将近50%。IT类设备，例如服务器，路由器，HUB，存储设备等，电源部分由于采用了功率因数矫正设计，对于电网来说，它们近似于线形负载。相对于日光灯、电机等负载来说，这种负载较为清洁，产生较少的谐波电流。 电池运行时间和UPS的有功功率有关系，但是，很多厂家在注明电池在满载下的运行时间时都标明伏安，而不是瓦特。例如，一台10K的UPS满载下可以运行20分钟，在负载功率因数为0.65的前提下，负载量满载时只有6500W，而此UPS有功功率为9000W，这就意味着实际负载量为6500/9000，即72%。而20分钟的运行时间在实际以瓦特为单位的满负载下就不足20分钟。为了避免造成这种误解，机器的运行时间参数应该以瓦特而不是伏安为基础。 峰值因数：是指电流峰值与平均值的比率，大部分电气设备的峰值因数为1.4,PC 机峰值因数为2至3。若负载的峰值因数大于1.4,前端供电设备必须提供负载所需要的峰值电流，否则供电设备的输出电压波形会产生失真。负载峰值因数因前端供电设备的不同而有差异，甚至当负载从一个输入插口移到另一个插口时，峰值因数也会有所变化。目前大家普遍认为峰值因数是计算机负载所固有的，而实际上，它是负载与电源相互作用的结果。负载的峰值因数数值取决于电网的电压波形，在电源设备输出电压波形为纯正弦波的前提下，没有输入功率因数矫正设计的负载的峰值因数一般为2到3，在电源设备输出电压波形为阶梯波的前提下，此种负载设备的峰值因数一般为1.4至1.9。SU机型在带满载时峰值因数为3，带半载时峰值因数为4，1/4负载时峰值因数为8，BK类产品满载时峰值因数为1.6,半载时为2。 浪涌系数：此参数经常会和UPS系统中所采用的浪涌抑制相混淆。浪涌系数与UPS的瞬间过载能力有关，是用来表述UPS应对负载启动时产生的瞬间启动电流的数值。电机、压缩机等负载浪涌系数较大。对于计算机类负载来说，浪涌系
物理与电子工程学院 电路分析 课程设计报告书 设计题目：提高功率因的意义、方法及应用专业：自动化 班级： 10级自动化3班 学生姓名:张葆 学号: 2010341341 指导教师：赵双义 年月日 物理与电子工程学院课程设计任务书
专业： 10级自动化班级： 3班
摘要 在电力系统中，电动机及其它带有线圈（绕组）的设备很多，这类设备除了从电源取得一部分电功率作有功用外，还将耗用一部分电功率用来建立线圈磁 场。这就额外地加在了电源的负坦，功率因数cos (也称力率）就是反映总 电功率中有功功率所占的比例大小功率因数的高低涉及发电设备和用电设备等能否充分利用电能，提高功率因数可以充分利用电源设备的容量，改善供电质量，降低线路损耗，是缓和电能供需矛盾，减少企业经济支出的有效措施。且在能源匮乏的今天，节约能源、提高能源利用率是非常重要且实际的问题。因此，提高供电系统的功率因数有其重要意义，以下，本文将从功率因数的定义、影响功率因数的主要因素、提高功率因数的意义与提高功率因数的方法四个方面展开讨论。 关键词：功率因数；主要因素；意义；方法；
目录 1 功率因数 (5) 1.1 有功功率 (5) 1.2 无功功率 (5) 1.3 视在功率 (5) 1.4 功率因数 (6) 2 提高功率因数的实际意义 (6) 2.1 提高功率因数能提高设备的利用率 (6) 2.2 提高功率因数能降低输电线上的损耗 (6) 2.3 提高功率因数能改善供电质量 (7) 2.4 提高功率因数能减少电力设备的投资 (7) 3 提高功率因数的方法 (7) 3.1 提高自然功率因数法 (7) 3.2 人工补偿法 (8) 4 提高功率因数的应用 (9) 5 总结与体会 (10) 参考文献 (11)
滤波器的主要参数（Definitions）： 中心频率（Center Frequency）：滤波器通带的频率f0，一般取f0=（f1+f2）/2，f1、f2为带通或带阻滤波器左、右相对下降1dB或3dB边频点。窄带滤波器常以插损最小点为中心频率计算通带带宽。 截止频率（Cutoff Frequency）：指低通滤波器的通带右边频点及高通滤波器的通带左边频点。通常以1dB或3dB相对损耗点来标准定义。相对损耗的参考基准为：低通以DC处插损为基准，高通则以未出现寄生阻带的足够高通带频率处插损为基准。 通带带宽（BWxdB）：指需要通过的频谱宽度，BWxdB=（f2-f1）。f1、f2为以中心频率f0处插入损耗为基准，下降X（dB）处对应的左、右边频点。通常用X=3、1、0.5 即BW3dB、BW1dB、BW0.5dB 表征滤波器通带带宽参数。分数带宽（fractional bandwidth）=BW3dB/f0×100[%]，也常用来表征滤波器通带带宽。 插入损耗（Insertion Loss）：由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗，以中心或截止频率处损耗表征，如要求全带内插损需强调。 纹波（Ripple）：指1dB或3dB带宽（截止频率）范围内，插损随频率在损耗均值曲线基础上波动的峰-峰值。 带内波动（Passband Riplpe）：通带内插入损耗随频率的变化量。1dB带宽内的带内波动是1dB。 带内驻波比（VSWR）：衡量滤波器通带内信号是否良好匹配传输的一项重要指标。理想匹配VSWR=1：1，失配时VSWR<1。对于一个实际的滤波器而言，满足VSWR<1 BWdBBWdBdiv> 在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ，形成波节。其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。这种合成波称为行驻波。驻波比是驻波波腹处的电压幅值Vmax与波节处的电压幅值Vmin之比。 回波损耗（Return Loss）：端口信号输入功率与反射功率之比的分贝（dB）数，也等于|20Log10ρ|，ρ为电压反射系数。输入功率被端口全部吸收时回波损耗为无穷大。 回波损耗，又称为反射损耗。是电缆链路由于阻抗不匹配所产生的反射，是一对线自身的反射。 从数学角度看，回波损耗为-10 lg [(反射功率)/(入射功率)]。 回波损耗愈大愈好，以减少反射光对光源和系统的影响。 阻带抑制度：衡量滤波器选择性能好坏的重要指标。该指标越高说明对带外干扰信号抑制的越好。通常有两种提法：一种为要求对某一给定带外频率fs抑制多少dB，计算方法为fs处衰减量As-IL；另一种为提出表征滤波器幅频响应与理想矩形接近程度的指标——矩形系数（KxdB<1），KxdB=BWxdB/BW3dB，（X可为40dB、30dB、20dB等）。滤波器阶数越多矩形度越高——即K越接近理想值1，制作难度当然也就越大。 延迟（Td）：指信号通过滤波器所需要的时间，数值上为传输相位函数对角频率的导数，即
后处理 | Q值计算 1 Faq-040802: 在CST 中的品质因数Q 值的计算 先介绍Q 值最根本的定义，然后在CST 中通过计算群时延得到Q 值。接着利用人们熟悉的电路原理，通过谐振电路计算Q 值，并证明CST 中的Q 值等于电路中的有载Q 值。在串联谐振回路里带宽BW 和Q 值之间的关系是互为倒数，这也将在文章中推导。 最后利用CST 自带的算例计算贴片天线的Q 值。 1 从Q 值定义开始 最初始的Q 值定义就是：l ( m e W W Q P ω ω +==平均储能 损耗功率 2 CST 中的Q 值计算 群延时GD 的定义：2 21 1 GD 1( L d dt R R ?+==+，其中：1 L-arctan
R ω?= 当0=ωω2022 GD C L R R ω== 通过Q 值与群延时的关系，得到：00cst L GD 42R Q ωω== 3 电路中的Q 值计算 以串联谐振回路为例：当m e W W = 时，0ω 得到00 021 m t W L Q P ωωω===R RC 如上图所示，外部Q 值：0e L Q ω= L R ，有载Q 值
111l e Q Q Q =+ 当L R R =，0L 2R l Q ω= =cst Q 4 带宽BW 和Q 值的关系 在串联谐振回路里： 220in 22 1(2 Z =R+jL+R+jL( R+jL j C ωωωωωωωωωωω ?Δ?Δ== 当0ωω→时，0ωΔ→，可以得到：in Z R+2jL ω=当 2 2in Z =2R时， R 2L ω=Δ 可以有：000L L 1 R 2L 2BW Q ωωωωω=
谐振电路分析 一、是非题 2.由R、L、C组成的串联电路，当其外加正弦电压源的角频率变为时，电路中的电流最大。 3.RLC串联电路谐振时，。 4.RLC串联电路谐振时，电路中的电流最大，因此L、C上的电压也一定大于电源电压。 5.RLC串联电路的通频带?f随着电阻R的增大而增大。 6.电感元件和电容元件组成并联谐振电路时，其电路的品质因数为无穷大；谐振时电路的等效阻抗也为无穷大。 7.图示电路，当发生电流谐振时，U C =0。 8.图示RLC串联电路，S闭合前的谐振频率与品质因数为f0与Q，S闭合后的谐振频率与品质因数为与Q'，则，Q 10.图示RLC串联电路，未并联C2时，谐振角频率与品质因数分别为ω0与Q，并联C2后，谐振角频率与品质因数为ω0'与Q'，则ω0>ω0'，Q >Q'。 12.图示电路，当LC并联谐振时，U R =0。 2.答案(+) 3.答案(+) 4.答案(-) 5.答案(+) 6.答案(+) 7.答案(-)8.答案(+)9.答案(-)10.答案(+)12.答案(+) 二、单项选择题 1.RLC串联电路的串联谐振频率为。当f
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