Частичная компенсация реактивной мощности, создаваемой электромагнитным дросселем

Здравствуйте, коллеги. Сегодня мы попробуем провести лабораторную работу, целью которой является частичная компенсация реактивной мощности, создаваемой электромагнитным дросселем, в составе осветительной установки на базе люминесцентной лампы TL-D 36W/830.

Прежде всего, хотел напомнить о технике безопасности, что заниматься такого рода деятельностью возможно, только, при наличии соответствующей квалификации и оборудования. Существует риск поражения электрическим током.

Часть 1. Подготовка к исследованиям.

В данной лабораторной работе, к обычной осветительной люминесцентной установке c электромагнитным дросселем на базе лампы TL-D 36W/830 подключим двухканальный осциллограф Siglent SDS 1102CNL.

Первый канал осциллографа используется для измерения сетевого напряжения (график желтого цвета). При этом, на щупе включается режим делителя на 10. А сам щуп, для защиты, подключается через высокоомный резистор 240 КОм.

Второй канал осциллографа используется для измерения силы тока, который потребляет светильник. В качестве измерительного шунта используется резистор сопротивлением 4.7 Ом мощностью 2.0 Вт. Исходя из чего, значение силы тока будет рассчитываться по известной формуле: I=U/R,

где I - мгновенное значение силы тока, А,

U - значение напряжения (бирюзовый график), В,

R - сопротивление измерительного шунта, Ом.

Перед проведением опыта, осуществляем сборку блока пленочных конденсаторов, а также измеряем емкость полученного блока, а также индуктивность электромагнитного дросселя.

На рисунке 1 представлена группа пленочных конденсаторов, которые далее объединяются в группу, путем их параллельного соединения.

Рисунок 1 - Группа пленочных конденсаторов

Итоговая емкость, которую образует группа конденсаторов, обладает значением емкости, которое представлено на рисунке 2.

Рисунок 2 - Итоговая емкость группы пленочных конденсаторов

В составе светильника используется электромагнитный дроссель, внешний вид которого, представлен на рисунке 3.

Рисунок 3 - Внешний вид электромагнитного дросселя, использующегося в составе осветительной установки

Значение индуктивности электромагнитного дросселя представлено на рисунке 4.

Рисунок 4 - Значение индуктивности электромагнитного дросселя

На рисунке 5 представлена маркировка лампы, использующейся в светильнике.

Рисунок 5 - Маркировка люминесцентной лампы

Часть 2. Проведение исследований.

Производим запуск лампочки, ожидаем выхода на номинальный режим, по световому потоку, а затем фиксируем измерения.

2.1 Работа осветительной установки без корректирующих элементов.

На рисунках 6 и 7 показаны, питающее напряжение (желтый график) и электрический ток (бирюзовый график). Значение силы тока рассчитывается по формуле, указанной выше. На рисунке хорошо видно, как ток отстает от напряжения, что характерно для активно-индуктивной нагрузке.

Рисунок 6 - Работа осветительной установки без корректирующих элементов

Рисунок 7 - Работа осветительной установки без корректирующих элементов

2.2 Работа осветительной установки с использованием корректирующего элемента.

На рисунках 8 и 9 показаны, питающее напряжение (желтый график) и электрический ток (бирюзовый график). Значение силы тока рассчитывается по формуле, указанной выше. На рисунке хорошо видно, как ток отстает от напряжения, что характерно для активно-индуктивной нагрузке. Установка группы конденсаторов позволяет существенно снизить амплитуду тока, потребляемого установкой, а также сократить отставание тока от напряжения. При этом, форма тока обладает существенными искажениями.

Рисунок 8 - Работа осветительной установки с использованием корректирующего элемента

Рисунок 9 - Работа осветительной установки с использованием корректирующего элемента

2.3 Подключение корректирующего элемента без осветительной установки.

Из предыдущих испытаний видно, что при подключении корректирующего элемента, существенно искажается форма тока, потребляемого светильником. Подключим корректирующий элемент напрямую в сеть, и посмотрим форму тока через него.

На рисунке 10 показаны, питающее напряжение (желтый график) и электрический ток (бирюзовый график). Значение силы тока рассчитывается по формуле, указанной выше.

Из рисунка следует, что форма тока имеет существенные искажения. Также хорошо видно, что ток опережает напряжение на 90 электрических градусов, что соответствует чисто емкостной нагрузке. Амплитуда тока совпадает с нулем напряжения по фазе.

Рисунок 10 - Подключение корректирующего элемента без осветительной установки

Коллеги, думаю, частичная коррекция в данной лабораторной работе выполнена. Нарастить значение емкости - нет возможности. К тому же нужно поднять литературу по расчетам, а также изучить реальную емкость корректирующих элементов в аналогичных светильниках.

А вот что касается искажений формы тока, то тут есть над чем подумать. Интересно также ваше мнение.

Мое предположение, по искажениям формы тока в последнем эксперименте, сводится только к тому, что, видимо, форма питающего напряжение, имеет какие-то искажения, которые как раз и оказывают влияние на емкостную нагрузку. То есть проблемы именно в качестве питающего напряжения.