螺栓与螺钉扭矩试验机设计

时间：2020-10-30 15:04:41 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

相关热词搜索：螺钉 螺栓 扭矩

　螺栓与螺钉的扭矩试验机的设计 目 目

　录

　绪论 ...................................................................................................................................................................... 1 1.1 数字式功率因数测量技术的背景 ....................................................................................................... 1 1.1.1 仪表相位差测量功率因数的方法 .................................................................................................... 1 1.1.2 数字式功率因数测量的大致流程图 ................................................................................................ 2 1.2 功率因数校正技术的背景 ................................................................................................................... 2 1.2.1 功率因数校正（PFC）的意义 ......................................................................................................... 3 2 功率因数测量部分 .......................................................................................................................................... 4 2.1 被测电路的电路图及一些技术指标 ................................................................................................... 4 2.2 数字式功率因数测量的电路原理图 ................................................................................................... 5 2.2.1 数字式功率因数测量的电路分析原理流程图 ................................................................................ 6 2.2.2 功率因数测量电路的一些主要电子器件 ........................................................................................ 6 2.2.3 功率因数测量电路的分析 .............................................................................................................. 6 2.3 测量电路芯片 atmega48v-10pu ........................................................................................................... 7 2.3.1 测量电路芯片 ATmega48V-10PU 的各引脚功能说明 .................................................................... 7 2.4 多路输出直流稳压电源电路的设计（采用 5V）

　............................................................................. 8 3 功率因数 校正部分 .......................................................................................................................................... 8 3.1 无源 PFC 校正技术 .............................................................................................................................. 8 3.2 无源功率因数校正技术理论的大致电路: .......................................................................................... 9 3.3 功率因数自动动校正的大致方案及主电路 ..................................................................................... 10 3.4 功率因数手动校正电路的采用 .......................................................................................................... 11 3.5 用 L6562 组成的两种功率因数校正电路 .......................................................................................... 11 3.5.1 L6561 功率因素校正芯片 ................................................................................................................ 13 3.5.2 桥式整流加标准 Boost 升降压变换器的相关知识 ....................................................................... 13 4 一些电子器件的选择 .................................................................................................................................... 14 4.1 电阻的选择 ......................................................................................................................................... 14 4.2 电容的选择 ......................................................................................................................................... 14

　4.3 二极管的选择 ..................................................................................................................................... 14 5 测试结果与校正后的电路功率因数 ............................................................................................................ 14 结论 .................................................................................................................................................................... 15 致 致

　谢 ................................................................................................................................................................ 16 参考文献 ............................................................................................................................................................ 17

　功率因数测量和自动校正电路设计和制作 123010101

　张三（宋体五号, 空两个字符）

　浙江胜达机械厂生产设备开发部

　工程师

　章魏（企业导师，没有可不写）

　绍兴职业技术学院

　机电工程学院

　指导教师：陈科行 （改成自己的内容）

　摘 摘 要 要 ：在当今的社会中我们都知道功率因数这个概念，它会直接影响电网的供电质地。其中它在电力供电系统中的所扮演的比重越来越重，很明显它是供电系统中是一个重要的参数。在如今电力电子器件如此发达成长的时代，种种开关器件在产业中得到了很大的应用。但与此同时，所给社会带来的危害性也是相当的大，就如会使电网高次谐波相当浑浊，污染极端严重，乃至直接影响到了功率因数的测量。因此，为了抑止电网谐波，进一步升高功率因数，在现实生活中，我们经常采用的方法是无功补偿，无源，有源这些滤波器来对电网情况开始改良 。由此可见，功率因数校正电路的制作获得了光鲜的关注。

　本文是针对一种数字式功率因数测量电路并且要求能对 LR 串联电路进行功率因数校正的设计，设计一种数字式功率因数测量电路并能对所给定的电路进行功率因数校正。测量任意负载或电路的功率因数并用数字显示，设定电路的功率因数，根据设定进行自动校正。后面首先介绍了 L6562 功率因素校正技术的一些基本理论和实现方法，但用 L6562 芯片来校正功率因素达不到本课题所要求的指标。在此基础上，又采用桥式整流加标准 Boost 升降压变换器。升降压电路的输入电流等于升压电感电流，因此可以通过控制电感电流跟踪输入电压变化来降低输入电流畸变，手动校正来调节电感改变电压，从而来改变它的磁饱和，从而使功率因数接近于 0.9 或者 1。

　关键词 ：

　数字式功率因数测量；功率因数手动校正；L6562；Boost 升降压变换器；

　 绪论 1.1 数字 式 功率因数 测量 技术的背景 数字功率因数测量是电流互感器电压互感器接入电压信号的原理，可以访问的电流信号，通过电压互感器电压信号，整形电路分为两路输入数字输入模块，一个周期性测量的电压信号的道路上，用于检测信号的上升沿的电压的方式，然后输入可编程计算机控制器，通过电流互感器的电流信号，整形电路后输入数字输入模块，用于检测电流信号的上升沿，再次输进去到可与通讯接口相连接的可编程计算机控制器，而数字式功率测量的这部分程序已经装到了可编程计算机控制器的存储单元，通过相位差测量的同时测量，因素和产生的信号周期和功率。

　1.1.1 仪表相位差测量功率因数的方法

　仪表相位差测量功率因数的大致技术内容是利用线电流与线电压之间相位关系来反映相电流与相电压的相位关系，以此来检测三相对称不同性质负载的功率因数。且相敏整流，磁电系仪表，在调整中，检测误差这些是仪表相位差测量功率因数的关键技术。主要的技术环节可以分为以下几部分：仪表相位差测量电路，仪表电流与相位角之间的数学关系（积分关系），检测仪表的调整（电流，&， cos&的换算关系），误差简析。选用大部分的半导体器件构成一种电路是这种功率因数测量电路的最大特点，它同古老的电动机相位表对比，构造上大大的简化不少，损耗小。只要上述措施的采取，误差大大减小，可以检测到在不同的负载功率因数。

　1.1.2 数字式功率因数测量的大致流程图

　正弦电压采样 正弦电流采样 正弦波的波形转换成方波波形 相位比较器 相位差处理 数字信号处理 （DSP）

　数字来显示功率因数值

　 1.2 功率因数校正技术的背景 如今的社会中对功率因数校正的研究很必然的成为了一个及其重要研究内容。以下是对各类功率因素校正器的研究近况做一系统的简述。

　传统的开关电源用很多不可控整流器和电解电容器电源，道钉网侧电流的波形，输入电流的波形将会得到严重失真，功率因数只有 0.5 到 0.7 左右。为了达到 IEC555—2 的国际标准技术性指标，采纳功率因数的校正技术显然是非常有必要的。

　校正 PFC 技术在发展的方向上呈现出两个极端。一个是电源利用对双水平式校正技术的高精度、高电源 PFC 控制芯片的特殊因素，该方法具有良好的控制性能，而且成本高，对一些一般的中小功率电源来说是接受不起；另一种是用于校正电路小功率单级功率因数，在 DCM 模式，不连续工作模式

　DCM PFC 电路通过适当的设计使得输入电流能自动伴随输入电压的变化来实现功率因数校正。该电路可以实现高功率密度和易于控制，成本低，功率因数可以达到更高的要求。

　1.2.1 功率因数校正（ （PFC）

　）

　的意义 如今社会的发展真的很快，同人们的生活和工作密切相关的电力电子设备已经在电力、工业、通信和家电等领域得到了广泛的应用。这些设备的功能是不同的，形状千姿百态，但他们有一个共同点，即都需要电源正常工作。大家都知道，是全桥整流的 AC 电源可以得到，直流电源。如下面的图 1（a）所示。

　图 1 (a) 整流电路 (b) 输入电压电流波形 (c) 输出电压波形

　图 1 (a) 整流电路 (b) 输入电压电流波形 (c) 输出电压波形其中，C 为输出储能电容。为使图 1中 V out 的纹波比较小，C 的值需要取得比较大。当 Vin 小于 Vout 时，由储能电容 C 为负载 R 提供能量；当 Vin 大于 Vout 时，由 Vin 为负载 R 提供能量，并同时为储能电容 C 补充之前消耗的能量。从图 1-1(b)中输入电压和电流的波形可以看出，V in 仅在其峰值处为负载电路提供电流。虽然 Vin 为正弦波形，Iin却呈脉冲状，波形畸变严重。脉冲波形中含有大量谐波，回流到电网中的谐波电流，会造成严重的谐波“污染”，其他电气设备造成的危害：

　(1) 当在输电线路上流过谐波电流时，电压降落于传输线的阻抗，电网电压因此得以发生畸变，影响其它电气设备的正常用电； (2) 输电线路故障引起的谐波电流的危害，电气设备。例如，流经一个传输线或变压器的谐波电流，会使传输线的加热和输电线路和变电站设备电热损伤； (3) 谐波电流影响用电设备本身用电。例如，电机，除了损失增加线的谐波电流，有额外的谐波转矩，使电机的机械振动； (4) 电压和电流的谐波之间的相位差越小，功率因数，降低发电，输电和发电效率。因为只有基波分量的平均电力系统谐波成分的增加，在没有电力系统发电，输电和消费的过程，而且还增加了额定容量的电气设备的要求；

　(5) 谐波电流使额外的谐波误差测量仪。

　(6) 谐波电流干扰的通信电路。在高频率成分的谐波电流，高频成分会通过电耦合影响通信电路，磁耦合等方式； 自上世纪八十年代开始，这些问题已经引起了人们的重视，因此该技术的发展，以减少电流谐波，提高功率因数，以确保安全和可靠的电力网格。

　2 功率因数测量部分 2.1 被测电路的电路图及一些技术指标 因为是针对一种数字式功率因数测量电路并且要求能对 LR 串联电路进行功率因数校正的设计，从而要求本课题要完成以下要求和具体任务：

　(1) 功率测量电路如图 1 所示的数值（开关的打开和关闭）； (2) 用数字显示功率因数；

　图 1

　 L .R 串联电路

　2.2 数字式功率因数测量的电路原理图

　图 2 数字式功率因数测量电路图

　2.2.1 数字式功率因数测量的电路分析原理流程图

　它的工作流程：通过 AD 转换输入后，判断到电压和电流的不同的过零点，再通过不同的时间的过零点来得到相位差。最后计算出功率因数。

　2.2.2

　功率因数测量电路的一些主要电子器件

　 芯片型：

　ATmega48V-10PU 微电压互感器二毫安/可视化模型：spt204

　性能指标：额定输入电流 2mA

　 最大电流

　常通 10mA

　 额定 0 毫安的线性限制输出电流为 10mA（Ri＜5%日）

　 匝数比 1:1 的温度- 50℃~ 65℃

　 精度

　 < 1%

　相对湿度

　<90%

　 相移

　 小于 20＇ 18A 电流互感器

　电流互感器上的电阻 R10K

　与二极管串联的大电阻电阻 R110K

　4 位数码管；整流二极管：耐压二极管；常用电容电阻。

　2.2.3 功率因数测量电路的分析

　由上面的电路图可分析：

　(1) 电压采集电路上的大电阻为 110K，电压通过电阻分压，采用的是电阻分压得到。

　(2) 电流采集电路，通过电流互感器的电流，该电流转换成电压信号。

　24V 的电 压输入对 电压 取样0~5A电 流输入电源电路 对 电流 取样4 位 数码显示 显 示转 换模块数 据分 析计 算A/D 转换模块

　(3) 电源电路上的二极管是为了防止电源接反而损坏芯片，以此来达到保护芯片的作用。

　(4) 上面那块是芯片及其外围电路。

　2.3 测量电路芯片 atmega48v-10pu (1) 性能高且功耗低的 8 位 AVR® 微型处理器。

　(2) 先进的 RISC。

　结构 131 条指令 大多数指令的执行时间为单个时钟周期 32 x 8 通用工作寄存器 全静态操作，只需两个时钟周期的硬件乘法器。

　(3) 非易失性的程序和数据存储器。对系统编程的实现程序，真正的读写操作。256 字节的 EEPROM（方式），清除：100000 次 512K 字节的片内 SRAM (ATmega48)可以对锁定位进行编程以实现用户程序的加密。

　(4) 外设特点。两个具有独立预分频器和比较器功能的 8 位定时器/ 计数器。有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器。引脚电平变化可引发中断及唤醒 MCU。

　(5) 微控制器的特征。可编程的掉电检测还有能上电复位。中断源通过校准的片上振荡器的片上/下。省电模式，掉电模式，空闲模式，其噪声抑制模式和待机模式五是一个睡眠模式。

　(6) I/O 口与封装。23 个可编程的 I/O 口线 28 引脚 PDIP, 32 引脚 TQFP 与 32 引脚 MLF 封装 (7) 工作电压:ATmega48V：1.8 - 5.5V。ATmega48：2.7 - 5.5V。

　(8) 工作温度限度:40°C 到 85°C 之间。

　(9) 工作速度等级:ATmega48V: 0 - 4 MHz @ 1.8 - 5.5V, 0 - 10 MHz @ 2.7 - 5.5V。

　(10) 和非常低的功率消耗。普通模式：1 兆赫，1.8V：240μ一；32 kHz, 1.8V: 15μA ( 包括振荡器)掉电模式:1.8V， 0.1μA。

　2.3.1 测量电路芯片 ATmega48V-10PU 的各引脚功能说明 (1) VCC：数字电路的电源。

　(2) GND：地。

　(3) 端口 B(PB7..0)XTAL1/XTAL2/TOSC1 /TOSC2：端口 B 为 8 位双向 I/O 口，并具有可编程的内部上拉电阻。

　(4) 端口 C(PC5..0)：端口 C 为 7 位双向 I/O 口，并具有可编程的内部上拉电阻。

　(5) PC6/RESET：RSTDISBL位被编程时，可将PC6作为一个I/O口使用。最小脉冲宽度在P 38 Table 20 中给出。持续时间不到最小脉冲宽度的低电平不会产生复位信号 (6) 端口 D(PD7..0)：端口 D 为 8 位双向 I/O 口，并具有可编程的内部上拉电阻。

　(7) AVcc：AVcc 为 A/D 转换器的电源。当引脚 PC3..0 与 PC7..6 用于 ADC 时，AVcc 应通过一个低通 滤波器与 Vcc 连接。不使用 ADC 时该引脚应直接与 Vcc 连接。PC6..4 的电源则是由

　Vcc,提供的。

　(8) 模拟参考输入引脚阿雷夫：ADC 阿里夫这脚。

　(9) ADC7..6 (TQFP 与 MLF 封装)：两个 10 位 A/D 转换器的输入口为 TQFP 与 MLF 封装芯片的 ADC7..6 引脚，它们的电压由 AVCC 提供。

　2.4 多路输出直流稳压电源电路的设计（用 采用 5V ）

　本课题测量的电源电路我采用的是它 DC5V TR1TRAN-2P2SBR1BRIDGEC2470uF10UFC5470uFC610uFVI1VO3GND2U77812R71kD1BZV85CVI2VO3GND1U8791212V5V-12V 图 3 多路输出直流稳压电源的电路图 多路输出直流稳压电源电路。变压器输出 12V 交流电，整流桥整流，电容两级滤波。电容的耐压最小要近 20V。我们选用 50V 的。7912,7812 稳压管输出 12V 正负电压。LM236 5V 稳压。R7 的电阻1K，电容 C2，C5 整流滤波电容器，脉冲波形滤波整流直流电压纹波纹波很小，它有一个接点容量负荷，一般来说，较重的负荷即负载越重电容 C 的值规格要越大。

　C6，C7 为负载电路退耦电容，它对负载提供一个端距离的本地回路，防止自激震荡。其数值与负载工作方式有关。

　在焊接完直流稳压电源的电路后，我用万用表测量它的供电电压稳定在 4.98V。由于我的测量电路上的电源电压不能超过 5V，所以基本上达到了 5V 的技术指标。

　3 功率因数 校正部分 3.1 无源 PFC 校正技术 它是一种由一些无源器件如二极管、电感、电阻和电容等构成的校正电路，不是使用晶体管等一些有源器件所构成的。

　目前国内电视设计更大功率的电视，再加上一个电感之间的桥式整流滤波电容器（适当的电感），平滑电容器充电波的原理是利用强脉冲的电感不能改变电流实现的特点来达到设计的具体要求。为了使

　功率因数，EMC 和 EMI 的改进，可以提高电源线的电流波形畸变，导致对电感电流的滤波电容电流超前电压补偿的电压特性。这种方法还不能称为无源 PFC 电路实现，只是一个简单的补偿措施，可以使用。

　之前把简便的适当选取好的 L 和 C 的值的合适电感添加到以前具有无源 PFC 功能的配置装置上，从而达到具有抑制电流瞬时突变的目的；但这是一个简单的，低成本的回收方法，由于其大的输出纹波的直流电压，滤波电容器的低电流失真校正和功率因数补偿容量减少。但在现实中的绕组和核心控制质量不受影响，波动太大，将严重的图象和声音的干扰，只能是相比以前的非 PFC 装置可以进入市场暂时的方式。

　总的来说，无源 PFC 技术在现实中的实用性还是很强的但是，有些时候会受到一些外界坏境的干扰从而让它在测量时产生不太容易。而且无源 PFC 技术简易可行同时投资下去的成本也相对其它一些校正技术要低点。

　3.2 无源功率因数校正技术理论的大致电路:

　图 4 电感串联电容电路图

　R1LCCCC 图 5 并联电容电路图

　3.3 功率因数自动动校正的大致方案及主电路 以 L6562 为核心设计了一种固定关断时间的新颖 PFC 电路，它的主要特点就是固定了 MOSFET 的关断。芯片的工作频率可以自动调整，另外，它的某个管脚有一个高的钳位电压（V clamp ）和一个低的触发电压（V trigger ），再利用芯片的 PWM 信号就可以实现固定关断时间控制。我们把具有这样特性的管脚定义为管脚 A，输出 PWM 信号的管脚定义为管脚 B。下面介绍这种固定关断时间控制方法的工作原当管脚 B 输出高电平时，二级管 D 就正向导通，通过 R 1 快速给电容 C 2 充电，因为管脚 A 有一个钳位电压，所以电容 C 2 就会被钳在管脚 A 的钳位电压；当管脚 B 输出低电平时，二级管 D 就反向阻断，此时电容 C 2 就通过 R 2 放电，一直到电容 C 2 上的电压等于管脚 A 的触发电压时，管脚 B 就会由低电平变为高电平，电容 C 2 将重新被充电至。管脚 A 的钳位电压。根据上面的分析，开关管的关断时间就由电容 C 2和电阻 R 2 来确定，因此，只要电容 C 2 和电阻 R 2 的大小确定，那么电容 C 2 的放电时间也就确定，也就是开关管的关断时间就确定了，这样就可以控制关断时间

　 图 6 主电路图

　3.4 功率因数手动校正电路的采用 对于我这个部分的功率因数校正电路的设计模块来说，刚开始的要求是要实现数字式功率因数测量电路并且要求能对LR串联电路进行功率因数校正的设计，从而使被测电路中的功率因数自动校正为0.9和 1 两种状态。但是考虑到要求有点高及有点难度以及有些材料的局限性以及时间的紧促。到后面的手动修正方案可行性还是比较高，提高了电路的功率因数直接采取使用。手动校正的电路方案采用的是电感串联电容的方法。如下图所示:电容上串联着一个可调电感，但是实际中测试中这没有可调的电感。所以，我在变压器的两侧并联了一个电位器，通过调节电位器的转度来改变电压来改变模式管上的等效电阻最后来改变电感量。以此来达到改变电感的目的。从而实现了对该被测电路的功率因数的手动校正。

　图 7 电感串联电容电路图 3.5 用 用 L6562 组成的两种功率因数校正电路

　用 L6562 组成的两种功率因数校正电路如图 5 和图 6 所示。图 5 输出为直流电压 400V、250W，图6 输出为直流 400V、80W。带磁芯 EE25 x 13 x 7 升压变压器（类型 3c85，和 PC30），小学 20×0.1mm股漆包线绕 105 匝，电感 0.7mh，侧三漆包线绕 11 圈，每边约匝数为 10:1，核心为 1.5mm 间隙。其它元件参数均示于图中。

　图 8 在输入电压过零附近输入电流的交越失真波形图

　图 9~ 265V L6562 输入 85，输出功率为 250W 功率因数校正电路

　 图 10 所形成的~ 265V L6562 输入 85，输出功率功率因数校正电路图

　3.5.1

　L6561 功率因素校正芯片 L6561 是 L6560 改进型版本，有近似理想化的乘法器，能在较宽的输入电压(85～265V)下工作，芯片采用 BCD 工艺技术制造，有许多突出的特点，具体表现在以下几个方面：

　(1) 微小的启动电流 509A； (2) 典型的工作电流仅 4mA； (3) 芯片上设置电流检测滤波电路，外部无需 RC 低通滤波网络； (4) 增加了控制电路，避免无载条件下或半功率状态下发生失控现象； (5) 精确可调的输出过压保护； (6) 内部参考电压为 2.5V 精密度高，25℃1%； (7) 图腾柱输出，最大电流±700mA； (8) 工作温度范围宽(-25～150℃)。

　由于使用 L6561 功率因素校正芯片输出端要接一个大电容，所以输出为平滑的直流电，而本方案则要实现输出脉动的直流电，所以不适合。如果要使用本方案，逆变电路要选择 SPWM 波进行逆变，这样就增加了成本。在此基础上，又采用桥式整流加标准 Boost 升降压变换器。升降压电路的输入电流等于升压电感电流，因此可以通过控制电感电流跟踪输入电压变化来降低输入电流畸变，使功率因数近似到 1。

　3.5.2 桥式整流加标准 Boost 升降压变换器 的相关知识 升降压斩波器，另一种叫法是 Buck-Boost 变换电路，其输出电压平均值可大于或小于输入直流电压，输出电压与输入电压极性相反。由于电压调节范围大，因此应用比较广泛。在降压-升压转换器电路，用的开关，第一电感储存的能量，然后由电感向负载释放。在 Ton 期间，开关 S 导通，二极管 VD

　反偏而关断，电容 C 向负载提供能量。在 Toff 期间，开关 S 关断。之所以 L 上产生上负下正的感应电动势是因为电感 L 中的电流不能突变而引起，当感应电动势大小超过输出电压 Uo 时，二极管 VD 导通，电感经 VD 向 C 和 R 反向放电，使输出电压的极性与输入电压相反。

　4 一些 电子器件的选择 4.1 电阻的选择 由于我进线接的是调压器，选用的是 24V 交流电，所以在被测电路上的电阻选的是 10 欧 50 瓦的功率电阻，与它串联的是一个 12 欧的 150 瓦的功率电阻。而在测量电路上电压采集电路上这模块上采用的是大电阻为 110K，因为电压要通关电阻分压而得到 4.2 电容的选择 电容器的基本作用是充电与放电，但由这种基本充放电作用所延伸出来的许多电路现象，使得电容器有着种种不同的用途，这许多不同的用途，虽然也有截然不同之处，但因其作用均来自充电与放电。

　220V 交流电经过整流后，由于整流后波形会有失真，所以需要在整流电路后加一个电容进行滤波，同时还要保证功率因数，波形不能滤平，由于接入的电压为 220V，整流之后为 311V 左右，因此选择的耐压也要高于 311V，因此可以选择耐压 400V 的滤波电容 473。升降压电路的输出端，因为要保证脉动的直流电，所以电容的选择不能太大，但也要保证良好的滤波效果，在实际电路中选择耐压 400V 的滤波电容 1Uf。

　4.3 二极管的选择 明显的单向导电性是整流二极管的一大特点，硅整流二极管的特征是击穿电压高，反向漏电流小，高温性能良好。该器件的能通过较大电流（可达上千安）是由于截面积较大，但工作频率不高，一般在几十千赫以下。由于整流电压为 220V，实际电路中选择的整流二极管为耐压为 600V，电流为 10A。而在升降压电路开关控制部分，当 MOSFET 接通时，半导体二极管相当于开关在打开状态，使电路断路，当 MOSFET 断开时，半导体二极管相当于开关处在关闭状态，使电路保持通路。升降压电路的控制电路选用的频率为 20KHZ 左右，理论上应该选择快速二极管。而在实际电路中，当电压上升时，快速二极管会发热，所以最好选择超快速二极管。

　5 测试结果与校正后的电路功率因数 功率因数的测试及校正结果，参照被测电路图来进行如下分析：

　当开关 S 闭合时，电感被短路所以此时的电路变成了纯电阻电路此时数码管上的显示为 1，即此时测得的功率因数为 1.还有当负载上接纯电感电路时，即接了一个比较大的电感，此时测得功率因数为0.51 左右，而理论上计算得到的功率因数应该为 0.当给电感串联一个 12 欧 100 瓦的可变电阻时，此时测得的功率因数为 0.70。而理论上应该 0.71 左右。

　当开关 S 断开时，测量此时的带电感的电路，测得此时的功率因数为 0.68。而理论上由公式计算可得。功率因数=电阻值除以总的阻抗值。而总的阻抗值是=电阻值的平方加上感抗值得平方开算术平方根。而感抗=2πLF。而该被测电路各个数据如下电阻值 R=10+10=20 欧，电感=12 毫亨，所以计算得总的阻抗值的平方=20²+（2*3.14*50*0.012）*²=414.2114。所以功率因数就=20 除以 (20*²+414.2114)的算术平方根=0.7009。

　由上面的测量可见功率因数相对来讲还是比较低的。校正时通过改变电压来改变磁饱和来调节电感，同时调节滑动变阻器的电阻来改善该电路的功率因数。由理论上可得当电阻值与感抗值相等时，此时功率因数角为 45 度。所以此时的功率因数为 0.707 左右。当我把滑动变阻器上的电阻值变为 2 欧，所以此时的总电阻为 12 欧，而电感加大调到了 20 亨。此时的感抗计算出约等于 6 欧姆。此时理论上功率因数计算可得 144 除以 180 的算术平方根。得到此时的功率因数为 0.8944。而校正后所测得的功率因数为 0.89，接近于 0.9。

　当用手动校正的方法来校正时，可以将功率因数校正到 0.99 左右。理论上由于电路上负载的波动性，功率因数不可能达到 1。所以在调试时很难达到。

　结论 本课题的研究是要求设计一种数字式功率因数测量电路并能对所给定的电路进行功率因数校正。测量任意负载或电路的功率因数并用数字显示，设定电路的功率因数，根据设定进行自动校正。主要的研发内容有以下三个：第一，研究功率因数的测量方法；第二，研究功率因数数字显示电路；第三，研究功率因数的校正电路。

　我感觉自己在本次毕业毕业设计中，尽管我选的这课题相对于我这在专业知识不是很扎实的同学来说是有点复杂和难度的，但我认为自己真的学到了很多东西。虽然说可能最后对电路的功率因数测量可能会有那么的点不准确。但是，通过这次对毕业设计的实训，大大的锻炼了我的动手能力，焊接的仔细认真与否也很重要。对元器件好坏的判断有了一定的经验；可以很快的读出电阻色环所对应的阻值；当电路运行不正常时，懂得了如何去调试电路以及怎么分模块的检查电路和分析，把每一个部分都调试正常了，再对它进行实验调试，这样成功率会大很多；遇到问题后，通过和刘老师的交流，收获还是很多的，同时也积累了很多经验，为以后走上工作岗位提供了保障。

　对我来说，我想不管是做毕业设计还是平时的课程设计以及平常的一些实训，我们在焊接电路时一定要非常仔细认真，可能是不小心焊错了位置，可能是对元器件不熟悉，不熟悉每一种元器件使用的场合，结果导致电路运行时元器件烧坏。这时再去调试电路，检查出错的地方是非常困难的，会花费大量的时间在寻找问题上，少则几个小时，多则几天。最后可能在别人的指点提醒下很可能发现自己犯的是一个很低级的错误。记得有一回调试时，我忘记了将滑动变阻器的阻值打到它的最大处，结果导致电路

　中电流过大从而使有元器件烧坏。还有一次，我把电源电路的接线接反了，导致把芯片烧坏，最后在电路上加了个防止电源接反损坏芯片的二极管。其实这些都是最基本的知识一定得用学到过的知识计算过比较过认真思考过才适合。

　致 致

　谢 在这次毕业设计过程中，我要特别感谢我的指导老师以及一些其他同学来帮助我。当然对我帮助最大的就是刘希真老师的耐心指导。每次只要我碰到问题去他办公室找他，他都会为我细心的讲解分析原理，电路的如何设计以及电路模块的分析。有时候讲到某一个点上，他还会把知识引申到另外的领域，这样让我的知识面就更广。考虑问题就会更加全面。由于我做的这个设计在调试测量过程中可能会带来必然的危险性，这时老师每每都会提示我要注意安全，还跟我讲解如何将危险降到最低的方案建议，老师总是认真负责地给我一个深入、细致的指导，有时在我的灵感，阐明了研究思路，精心指导。在此对刘希真老师这半年多来对我的指导和帮助表示十分的感谢。

　当然，我在写这篇文章，也有很多学生建议思想以及他们思考问题的方法对于我的帮助同样大而且重要。学校对我们的帮助，如我们的正常利用实验室资源材料文献等，家人朋友的支持关心并一致呈上真挚的感谢。

　参考文献 [1] 王兆安,刘进军. 电力电子技术第五版;机械工业出版社. [2] 高吉祥，高天王. 模拟电子技术第二版;电子工业出版社.

　毕业综合作业进程检查评议表 课题名称

　开题阶段指导检查 1、任务书和开题报告是否按时上交 2、选题是否与专业相关 3、设计方案是否合理可行 开题阶段的评价：

　优秀

　 良好

　 合格

　设计阶段指导检查 工作态度（学生对毕业论文的认真程度、纪律及出勤情况）：

　认真

　较认真

　一般

　不认真 1、是否建立模型、拟定实验方案 2、是否经过理论论证 3、概念表述是否清楚、条理是否清晰 4、是否有实验数据、数据是否真实可靠、图纸是否按照国家标准 5、是否与设计任务书相符合 6、结论（成果）是否正确，对实际应用或学术研究是否有现实意义 设计阶段的评价：

　优秀

　良好

　 合格 结题阶段指导检查 工作进度（学生对分配工作完成的进度情况）

　提前完成

　按计划完成

　拖后完成

　没有完成 1、独立完成全部工作情况 2、论文篇幅（字数）是否满足要求 3、论文结构是否规范、层次是否分明 4、是否有实物作品、演示情况 5、逻辑、条理清晰程度 6、中心思想是否突出、偏题与否 7、论据、论点和结论一致与否

　 结题阶段的评价：

　 优秀

　 良好

　合格

　是否同意参加内容评审：

　同意

　 不同意

　 指导教师（签名）：

　年

　 月

　 日

　毕业综合作业成绩考评表 学 号

　姓 名

　指导教师

　毕业设计（论文）题目

　 论文成绩评定 评议项目 序号 评定标准 分值 论文选题(20 分) 1 是否在所学专业范围（10 分）

　2 理论意义和现实意义（10 分）

　毕业设计与论文质量 (50 分) 3 论据充分、分析明晰、概念正确，资料可靠完整（5 分）

　4 能参考国内外有关文献，参考文献有出处（5 分）

　5 中文摘要是否重点突出，简明扼要（5 分）

　6 熟练掌握和运用基础理论、专业知识（5 分）

　7 理论联系实际，分析问题和解决问题的能力（5 分）

　8 文章中心明确，观点正确，文字表达正确（5 分）

　9 有自己的见解或创新（5 分）

　10 文体规范，符合论文的格式要求（5 分）

　11 设计是否满足任务书的要求（5 分）

　12 毕业作品是否能演示出设计的功能（5 分）

　论文答辩 (30 分) 13 自述正确，层次清楚、语言简练、表达能力强（5 分）

　14 准确回答与论文有关专业和技能的提问（10 分）

　15 方案正确，实验数据可靠，图纸符合国家标准(10 分) 16 态度认真、衣着整洁、仪表端庄（5 分）

　合

　计

　毕业设计（论文）总评成绩：

　答辩委员会主任（签章）：

　 年

　 月

　日

　注：（1）论文成绩评定以百分制计，满分为 100 分。

　（2）总评成绩按学院毕业（论文）评分标准，以优秀、良好、合格、不合格记。