整流电路的谐波和功率因数

在正弦电路中，电路的有功功率便是其平均功率：
视在功率为电压、电流有效值的乘积，即S=UI
无功功率界说为：Q=UIsin功率因数cos界说为有功功率P和视在功率S的比值：此刻无功功率Q与有功功率P、视在功率S之间有如下联系：功率因数是由电压和电流的相位差φ决议的：=cos在非正弦电路中，有功功率、视在功率、功率因数的界说均和正弦电路相同，功率因数仍由式 界说。
不考虑电压畸变，研讨电压为正弦波、电流为非正弦波的状况有很大的实际意义。非正弦电路的有功功率：P=UI1 cos1 功率因数：基波因数：n =I1/I，即基波电流有效值和总电流有效值之比
位移因数（基波功率因数）：cos1功率因数由基波电流相移和电流波形畸变这两个要素一起决议的。非正弦电路的无功功率：

无功功率Q反映了能量的活动和沟通，现在被较广泛的承受。疏忽电压中的谐波时有：Qf =UI1 sin1
在非正弦状况下， 因而引进畸变功率D，使得：Qf为由基波电流所发生的无功功率，D是谐波电流发生的无功功率。
(2)带阻感负载时可控整流电路沟通侧谐波和功率因数剖析a、单相桥式全控整流电路疏忽换相进程和电流脉动，在阻感负载且电感L足够大时电流i2的波形见下图。

（2-36）

其间：
由变压器二次侧电流谐波剖析可知：电流中仅含奇次谐波。
各次谐波有效值与谐波次数成反比，且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。基波电流有效值为： i2的有效值I=Id，结合上式可得基波因数为：
电流基波与电压的相位差就等于操控角a，故位移因数为

所以，功率因数为：b、三相桥式全控整流电路
以a =30°为例，在阻感负载时，疏忽换相进程和电流脉动，且直流电感L为足够大。此刻，电流为正负半周各120°的方波，如下图所示，其有效值与直流电流的联系为：

图2-25 三相桥式全控整流电路
带阻感负载a =30°时的波形由变压器二次侧电流谐波剖析可知，电流基波和各次谐波有效值分别为：电流中仅含6k±1（k为正整数）次谐波。
各次谐波有效值与谐波次数成反比，且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。基波因数：位移因数仍为：功率因数为：
(3) 电容滤波的不可控整流电路沟通侧谐波和功率因数剖析a、单相桥式不可控整流电路
有用的单相不可控整流电路常选用感容滤波。电容滤波的单相不可控整流电路沟通侧谐波组成有如下规则：
谐波次数为奇次。
谐波次数越高，谐波幅值越小。
谐波与基波的联系是不固定的。
 越大，则谐波越小。
电容滤波的单相不可控整流电路的功率因数具有如下定论：位移因数挨近1，轻载超前，重载滞后。
谐波巨细受负载和滤波电感的影响。b、三相桥式不可控整流电路
常用的电容滤波三相不可控整流电路中一般都带有滤波电感。其沟通侧谐波组成有如下规则：
谐波次数为6k±1次，k =1，2，3…。
谐波次数越高，谐波幅值越小。
谐波与基波的联系是不固定的。
电路的功率因数有如下定论：
位移因数一般是滞后的,但与单相时比较,位移因数更挨近1。
随负载加剧（wRC的减小），总的功率因数进步；一起，随滤波电感加大，总功率因数也进步。(4) 整流输出电压和电流的谐波剖析整流电路的输出电压中主要成分为直流，一起包括各种频率的谐波，这些谐波关于负载的作业是晦气的。a、a =0°时，m脉波整流电路的整流电压和整流电流的谐波剖析

如图2-26，当a=0时，m脉波整流电路的整流电压和电流中的谐波有如下规则：
m脉波整流电压ud0的谐波次数为mk（k=1，2，3…）次，即m的倍数次；整流电流的谐波由整流电压的谐波决议，也为mk次。
当m一守时，随谐波次数增大，谐波幅值敏捷减小，标明最低次（m次）谐波是最主要的，其它次数的谐波相对较少；当负载中有电感时，负载电流谐波幅值dn的减小更为敏捷。
当m添加时，最低次谐波次数增大，且幅值敏捷减小，电压纹波因数敏捷下降。 b、a不为0 °时的状况
整流电压谐波的一般表达式十分复杂，下面只阐明谐波电压与a 角的联系。以n为参变量，n次谐波幅值对a 的联系如图2-27所示：