求職攻略| 功率因數補償與總諧波失真的關係

2022-01-01 達爾聞說

達爾聞求職筆試經,這不僅僅是題,而是你所不知的知識。

本期筆試經解析題目來源某模擬大廠,共2道選擇題,涉及知識點包含:功率因數、相量法解析交流電路的知識。

20、PFC電路的主要目的是( )輸入電流的THD,(  )功率因數
首先解釋一下PFC、THD、功率因數的含義。功率因數是指在交流電路中有功功率與視在功率的比值,用cosφ表示,而φ稱作功率因數角。視在功率是表示交流電器設備容量的量,等於電壓有效值和電流有效值的乘積,單位為VA或kVA。一般來說,無功功率可以理解為電抗元件(電容、電感)用來建立電場、磁場所需要的能量,而有功功率是供給用電器所使用的功率。三者的關係可以用下面的功率三角形表示:

可以看到視在功率S和有功功率P之間的夾角就是功率因數角。從功率三角形可以得知,S一定時,cosφ越大,則有功功率P的值也會越大。從供電的角度講,非常希望能有一個較大的功率因數,因為有功功率P才是用戶用電器實際使用的功率,電錶收費也是按W或值kW來收費,我們平常所說的用電量的計算單位,也就是「度」,電學上也是kWh。而發電機組的容量一般是由視在功率表示。當視在功率一定時,功率因數越高,則能提供給用戶的有功功率越多。但是由於負載多是感性器件,比如電動機、壓縮機等,導致功率因數不會是我們所希望的較大值。而PFC是Power Factor Correction的簡稱,意為功率因數補償,正是用來將功率因數提高從而提高有功功率輸出,可以提供補償感性負荷所消耗的無功功率,同時減少了電網電源側向感性負荷提供及由線路輸送的無功功率。由於減少了無功功率在電網中的流動,因此可以降低輸配電線路中變壓器及母線因輸送無功功率造成的電能損耗,這就是無功補償的效益。而THD指的是總諧波失真,是諧波計算的引申,表徵被輸入波形的失真程度,THD數值越大,輸入波形的失真越嚴重,高次諧波越豐富。數值越小,失真越小,高次諧波佔的分量越小。而高次諧波會對電網和用電器運行產生極大的危害,因而我們希望能將THD降到越小越好,因此選D21、用三表法來測量一隻電感線圈的電感值和電阻值。已知輸入電壓為工頻50Hz電壓,電壓表讀數為100V,電流表讀數為1A,功率表讀數為80W,則電阻值為( ),電感值為( )由於交流信號多以正弦形式來表達,如果還想直流電路一樣代入表達式直接進行求解會非常繁瑣,所以發明了相量法來對交流電路進行求解,將電學量用模和幅角來進行表達,具體的相量法推導請參考電路原理教材。在本電路中,功率表的讀數代表著有功功率,而電壓表和電流表的讀數都是幅值。同時抓住電感電壓超前電流90度電角度,用功率三角形來進行求解。具體求解過程如下圖所示:

半導體硬體崗位的筆試題解析就暫告一段路,下周起我們會幫大家梳理IC設計崗位的知識點。

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