項(xiàng)目二RL電路的響應(yīng)與測試

1、電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試學(xué)習(xí)情境三動(dòng)態(tài)電路的時(shí)域分析與測試項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RLRL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試 電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試職業(yè)技能目標(biāo)：職業(yè)技能目標(biāo)：項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)* *會(huì)選擇發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組的滅磁電阻；會(huì)選擇發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組的滅磁電阻；* *會(huì)建立會(huì)建立RLRL電路的仿真電路模型，并進(jìn)行仿真電路的仿真電路模型，并進(jìn)行仿真與測試。與測試。電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試職業(yè)知識(shí)目標(biāo)：職業(yè)知識(shí)目標(biāo)：項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)

2、* *理解發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組的滅磁過程分析及滅磁理解發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組的滅磁過程分析及滅磁電阻的選擇；電阻的選擇；* *了解變壓器空載合閘時(shí)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流的原因；了解變壓器空載合閘時(shí)產(chǎn)生勵(lì)磁涌流的原因；* *掌握直流激勵(lì)和正弦激勵(lì)下一階電路的掌握直流激勵(lì)和正弦激勵(lì)下一階電路的“三要三要素法素法”。電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試職業(yè)素質(zhì)目標(biāo)：職業(yè)素質(zhì)目標(biāo)：* *具有認(rèn)真仔細(xì)的學(xué)習(xí)態(tài)度、工作態(tài)度和嚴(yán)格具有認(rèn)真仔細(xì)的學(xué)習(xí)態(tài)度、工作態(tài)度和嚴(yán)格的組織紀(jì)律。的組織紀(jì)律。* *具有規(guī)范意識(shí)、安全生產(chǎn)意識(shí)和敬業(yè)愛崗精具有規(guī)范意識(shí)、安全生產(chǎn)意識(shí)和敬業(yè)愛崗精神。神。* *具有

3、獨(dú)立學(xué)習(xí)能力、拓展知識(shí)能力以及承受具有獨(dú)立學(xué)習(xí)能力、拓展知識(shí)能力以及承受壓力能力。壓力能力。* *具有良好溝通能力、良好團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)具有良好溝通能力、良好團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新精神。新精神。項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試任務(wù)一任務(wù)一發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組的滅磁過程分析的滅磁過程分析電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試 右下圖所示為汽輪發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁回路，已知?jiǎng)?lì)磁繞右下圖所示為汽輪發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁回路，已知?jiǎng)?lì)磁繞組的電阻組的電阻R R= =1.41.4，電感，電感L L= =8.4

4、H8.4 H，直流電源電壓，直流電源電壓U U= =350V350V。當(dāng)斷開開關(guān)當(dāng)斷開開關(guān)S S1 1時(shí)，換路瞬間勵(lì)磁繞組電壓可高達(dá)時(shí)，換路瞬間勵(lì)磁繞組電壓可高達(dá)-1400V-1400V，因此為了加速勵(lì)磁繞組的因此為了加速勵(lì)磁繞組的滅磁滅磁，同時(shí)閉合開關(guān)，同時(shí)閉合開關(guān)S S2 2，接入，接入滅磁電阻滅磁電阻R Rm m。以下通。以下通過分析過分析RLRL動(dòng)態(tài)電路的零狀態(tài)動(dòng)態(tài)電路的零狀態(tài)響應(yīng)，學(xué)會(huì)計(jì)算電壓降至安響應(yīng)，學(xué)會(huì)計(jì)算電壓降至安全電壓所需時(shí)間以及如何選全電壓所需時(shí)間以及如何選擇滅磁電阻。擇滅磁電阻。iLS1R+-ULS2uL-+-Rm一、任務(wù)導(dǎo)入一、任務(wù)導(dǎo)入電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目

5、二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試二、任務(wù)實(shí)施二、任務(wù)實(shí)施一、認(rèn)識(shí)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)一、認(rèn)識(shí)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng) 勵(lì)磁系統(tǒng)勵(lì)磁系統(tǒng)一般由一般由兩部分兩部分組成：一部分用于組成：一部分用于向發(fā)電機(jī)向發(fā)電機(jī)的磁場繞組提供直流電流的磁場繞組提供直流電流，以建立直流磁場，通常稱作，以建立直流磁場，通常稱作勵(lì)磁功率輸出部分（或稱勵(lì)磁功率單元）。另一部分用勵(lì)磁功率輸出部分（或稱勵(lì)磁功率單元）。另一部分用于在正常運(yùn)行或發(fā)生故障時(shí)于在正常運(yùn)行或發(fā)生故障時(shí)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，以滿足安全，以滿足安全運(yùn)行的需要，通常稱作勵(lì)磁控制部分（或稱勵(lì)磁控制單運(yùn)行的需要，通常稱作勵(lì)磁控制部分（或稱勵(lì)磁控制單元或

6、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器）。元或勵(lì)磁調(diào)節(jié)器）。電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試二、任務(wù)實(shí)施二、任務(wù)實(shí)施二、電感器磁場能量釋放過程的仿真二、電感器磁場能量釋放過程的仿真 運(yùn)用運(yùn)用MATLABMATLAB軟件的軟件的simulinksimulink功能，按照圖功能，按照圖3-2-23-2-2構(gòu)建構(gòu)建RLRL磁場能量釋放的仿真電路模型。磁場能量釋放的仿真電路模型。圖圖3-2-2 RL3-2-2 RL磁場能量釋放的仿真電路磁場能量釋放的仿真電路1.1.電感器磁場能量釋放過程的仿真電路電感器磁場能量釋放過程的仿真電路電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)

7、與測試電路的響應(yīng)與測試二、任務(wù)實(shí)施二、任務(wù)實(shí)施 選擇元件參數(shù)以及電壓源電壓選擇元件參數(shù)以及電壓源電壓U=10VU=10V，開關(guān)，開關(guān)1 1由從斷開由從斷開到閉合，開關(guān)到閉合，開關(guān)2 2也由從斷開到閉合，得也由從斷開到閉合，得RLRL磁場能量釋放過磁場能量釋放過程的電壓與電流仿真波形如圖程的電壓與電流仿真波形如圖3-2-33-2-3所示。所示。2.2.電感器磁場能量釋放過程的仿真波形電感器磁場能量釋放過程的仿真波形圖圖3-2-3 RL3-2-3 RL磁場能量釋放過程的電壓（上）與電磁場能量釋放過程的電壓（上）與電流（下）仿真波形流（下）仿真波形思考：在這個(gè)思考：在這個(gè)仿真實(shí)驗(yàn)過程仿真實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)

8、現(xiàn)什么樣中發(fā)現(xiàn)什么樣的規(guī)律？的規(guī)律？電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試二、任務(wù)實(shí)施二、任務(wù)實(shí)施三、電感器建立磁場（儲(chǔ)能）過程的仿真三、電感器建立磁場（儲(chǔ)能）過程的仿真 運(yùn)用運(yùn)用MATLABMATLAB軟件的軟件的simulinksimulink功能，按照圖功能，按照圖3-2-43-2-4構(gòu)建構(gòu)建RLRL建立磁場（儲(chǔ)能）的仿真電路模型。建立磁場（儲(chǔ)能）的仿真電路模型。1.1.電感器建立磁場（儲(chǔ)能）過程的仿真電路電感器建立磁場（儲(chǔ)能）過程的仿真電路圖圖3-2-4 RL3-2-4 RL建立磁場（儲(chǔ)能）的仿真電路建立磁場（儲(chǔ)能）的仿真電路電路分析與實(shí)踐電路分

9、析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試二、任務(wù)實(shí)施二、任務(wù)實(shí)施 選擇元件參數(shù)以及電壓源電壓選擇元件參數(shù)以及電壓源電壓U=10VU=10V，開關(guān)由從打開到，開關(guān)由從打開到合上，得合上，得RLRL建立磁場（儲(chǔ)能）的電壓與電流仿真波形如圖建立磁場（儲(chǔ)能）的電壓與電流仿真波形如圖3-2-53-2-5所示。所示。2.2.電感器建立磁場（儲(chǔ)能）過程的仿真波形電感器建立磁場（儲(chǔ)能）過程的仿真波形圖圖3-2-5 RL3-2-5 RL建立磁場（儲(chǔ)能）的電壓（上）建立磁場（儲(chǔ)能）的電壓（上）與電流（下）仿真波形與電流（下）仿真波形思考：在這個(gè)思考：在這個(gè)仿真實(shí)驗(yàn)過程仿真實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)什么樣中發(fā)

10、現(xiàn)什么樣的規(guī)律？的規(guī)律？電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試三、知識(shí)鏈接三、知識(shí)鏈接一、一、RLRL電路的電路的零輸入響應(yīng)零輸入響應(yīng)二、二、RLRL電路的零狀態(tài)響應(yīng)電路的零狀態(tài)響應(yīng)三三RLRL電路的全響應(yīng)電路的全響應(yīng)【拓展知識(shí)】【拓展知識(shí)】 變壓器空載合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流分析變壓器空載合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流分析電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試R+-LSuL-+i-LRuL-+-uRi RL電路的電路的零輸入響應(yīng)零輸入響應(yīng)是電感元件是電感元件L L儲(chǔ)存能量通過電阻儲(chǔ)存能量通過電阻R釋放的一階動(dòng)態(tài)過程。如圖釋放的一階動(dòng)態(tài)

11、過程。如圖3-2-63-2-6，換路前電路已經(jīng)達(dá)，換路前電路已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)。到穩(wěn)態(tài)。閉合開關(guān)。，設(shè)0)0(0tIi圖圖3-2-6 RL3-2-6 RL電路的零輸入響應(yīng)電路的零輸入響應(yīng)(a)(a)換路前換路前(b)(b)換路后換路后換路后換路后KVLKVL方程方程0RLuu代入有，將RiudtdiLuRLR1US0 RidtdiL）（ 0t電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試0 RidtdiLi=Ae pt 上式為一階常系數(shù)齊次常微分方程，它的通解為上式為一階常系數(shù)齊次常微分方程，它的通解為 代入式代入式（3-2-1），得特征方程為，得特征方程為 解得解得

12、 LRpLRuL-+-uRi）（ 0t（3-2-13-2-1）LP+R=0 所以所以tAei）（ 0t（3-2-23-2-2）A由電路的初始條件確定。由換路定則得由電路的初始條件確定。由換路定則得0)0()0(Iii電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試定義時(shí)間常數(shù)定義時(shí)間常數(shù) RL則電路的解為則電路的解為ttLReIeIi00）（ 0t（3-2-43-2-4）（3-2-33-2-3）ttLRLeRIeRIdtdiLu00）（ 0t（3-2-53-2-5）ttLRReRIeRIRiu00）（ 0t（3-2-63-2-6）波形波形電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)

13、踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試圖圖3-2-7 RL 電路零輸入響應(yīng)電路零輸入響應(yīng)iL、uR和和 uL 的波形的波形iuRtuRuLuLi0RI0I0-RI0電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試【例例3-1-13-1-1】 如圖如圖3-2-83-2-8所示，汽輪發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組的所示，汽輪發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組的電阻電阻R=1.4，電感，電感L=8.4H，勵(lì)磁直流電源，勵(lì)磁直流電源Us=350V。為加。為加速勵(lì)磁繞組的滅磁，當(dāng)開關(guān)速勵(lì)磁繞組的滅磁，當(dāng)開關(guān)S1斷開時(shí)，同時(shí)閉合開關(guān)斷開時(shí)，同時(shí)閉合開關(guān)S2將將滅磁電阻滅磁電阻Rm m=5.6=

14、5.6接入電路。試計(jì)算換路瞬間勵(lì)磁繞組的接入電路。試計(jì)算換路瞬間勵(lì)磁繞組的電壓以及繞組電壓下降到電壓以及繞組電壓下降到20V20V需要多少秒。需要多少秒。解：解：圖圖3-2-8 3-2-8 例例3-2-13-2-1圖圖（1 1）換路前電路電流穩(wěn)定，根）換路前電路電流穩(wěn)定，根據(jù)換路定則據(jù)換路定則)(2501.4350)0()0(SARUii換路后的勵(lì)磁繞組電壓換路后的勵(lì)磁繞組電壓)(14002505.6)0()0(ViRumRm勵(lì)磁繞組從勵(lì)磁繞組從350V350V瞬間躍變?yōu)樗查g躍變?yōu)?1400V-1400V！電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試)(250

15、)(2 . 10AeeItitt)(2 . 16 . 54 . 14 . 8sRRLm)(1400)()(2 . 1VetiRtutmRm換路后的電流為換路后的電流為 換路等效電阻為換路等效電阻為R R+ +R Rm m, ,則電路時(shí)間常數(shù)則電路時(shí)間常數(shù)解：解：，則令VtuRm20)(2 . 1140020te勵(lì)磁繞組的電壓勵(lì)磁繞組的電壓)( 1 . 5)201400ln(2 . 1st電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試上例說明了滅磁電阻的作用，即電感線圈從上例說明了滅磁電阻的作用，即電感線圈從直流電源斷開后，必須考慮磁場能量的釋放。直流電源斷開后，

16、必須考慮磁場能量的釋放。滅磁電阻越小，則換路瞬間線圈的瞬間電壓滅磁電阻越小，則換路瞬間線圈的瞬間電壓越低。但是也不宜過小，否則過渡過程持續(xù)時(shí)越低。但是也不宜過小，否則過渡過程持續(xù)時(shí)間太長，不能很快的滅磁。間太長，不能很快的滅磁。通常取滅磁電阻的阻值為勵(lì)磁繞組電阻的通常取滅磁電阻的阻值為勵(lì)磁繞組電阻的4545倍。倍。滅磁電阻的選擇滅磁電阻的選擇電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試uL+uR=US , 代入上式，可得代入上式，可得dtdiLuRiuLR，SURidtdiL（1）SRuLL+-+USuR+-uRi 電感元件初始儲(chǔ)能為零，外施激電感元件初始儲(chǔ)能

17、為零，外施激勵(lì)為直流電源。勵(lì)為直流電源。圖圖3-2-9 RL3-2-9 RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)電路的零狀態(tài)響應(yīng)閉合開關(guān)，設(shè)00)0(ti（3-2-73-2-7）其解由兩部分組成其解由兩部分組成iii 其中穩(wěn)態(tài)分量其中穩(wěn)態(tài)分量RUiS電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試tAei其暫態(tài)分量其暫態(tài)分量形式為形式為式中式中A A為積分常數(shù)，為積分常數(shù)，為時(shí)間常數(shù)，所以為時(shí)間常數(shù)，所以RLtSAeRUiii ，故，得代入初始條件RUAiiS/0)0()0()1 (tSeRUi）（ 0t（3-2-83-2-8） )1 (tSReURiu）（ 0t（3-2-93-2-

18、9） tSRSLeUuUu）（ 0t（3-2-103-2-10） 電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試波形：i00 ii iRUSRUStuRUSuuLt電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試拓展知識(shí)拓展知識(shí)變壓器空載合變壓器空載合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流分析閘時(shí)的勵(lì)磁涌流分析電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試 變壓器變壓器 在正常穩(wěn)態(tài)在正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，空載電流占運(yùn)行時(shí)，空載電流占額定電流的額定電流的 1%10%1%10%，但當(dāng)變壓器空載合閘但當(dāng)變壓器空載合閘到電網(wǎng)時(shí)，電流可能到

19、電網(wǎng)時(shí)，電流可能較大，往往要超過額較大，往往要超過額定電流幾倍，達(dá)到空定電流幾倍，達(dá)到空載電流的幾十倍甚至載電流的幾十倍甚至上百倍。這一空載合上百倍。這一空載合閘電流稱為閘電流稱為勵(lì)磁涌流勵(lì)磁涌流。i i1u1一、變壓器在正弦激勵(lì)下的零狀態(tài)響應(yīng)一、變壓器在正弦激勵(lì)下的零狀態(tài)響應(yīng)電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試二、二、RLRL電路在正弦激勵(lì)下的零狀態(tài)響應(yīng)電路在正弦激勵(lì)下的零狀態(tài)響應(yīng)SRuL+-+uSuR+-uRi)sin(tUums設(shè)設(shè)圖圖3-2-13 RL3-2-13 RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)電路的零狀態(tài)響應(yīng)電路的初始狀態(tài)為零，電路的初始狀態(tài)為零， 為

20、換路時(shí)為換路時(shí) 的初相角的初相角Su)sin(tURidtdiLm其其解仍由兩部分組成解仍由兩部分組成iii其中穩(wěn)態(tài)分量其中穩(wěn)態(tài)分量 可用相量法求可用相量法求得。得。i電路的阻抗為電路的阻抗為|)()(22ZRLarctgLRLjRZ電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試tLRtAeAei)sin(tZUim于是穩(wěn)態(tài)分量于是穩(wěn)態(tài)分量其暫態(tài)分量形式仍為其暫態(tài)分量形式仍為而而mmUU所以所以ZUZUZUImmmm所以所以tmAetZUiii )sin(電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試代入初始條件代入初始條件 i(

21、0+)=i(0-)=0 0得得)sin(ZUAS最后得到最后得到 故暫態(tài)分量的大小與換路時(shí)電源電壓的初相角故暫態(tài)分量的大小與換路時(shí)電源電壓的初相角有關(guān)。有關(guān)。tmmeZUtZUi)sin()sin( 有兩種特殊情況：有兩種特殊情況：）（ 0t電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試 （1 1）= =時(shí)換路，暫態(tài)分量為零時(shí)換路，暫態(tài)分量為零)sin()sin()sin(tZUeZUtZUimtmm 換路后不經(jīng)歷過渡過程，直接進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。換路后不經(jīng)歷過渡過程，直接進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試 （2 2）

22、- -=90=900 0時(shí)換路，暫態(tài)分量初始值最大時(shí)換路，暫態(tài)分量初始值最大tmmtmmeZUtZUeZUtZUi)sin()sin()sin( 換路后經(jīng)歷半個(gè)周期，電流瞬時(shí)值達(dá)最大值。換路后經(jīng)歷半個(gè)周期，電流瞬時(shí)值達(dá)最大值。電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試波形圖：波形圖：i0 i iRUSRUStt電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試 由于電阻由于電阻R R1 1存在，合閘電流將逐漸衰減。一般存在，合閘電流將逐漸衰減。一般小容量變壓器衰減得快，約幾個(gè)周波就達(dá)到穩(wěn)定狀小容量變壓器衰減得快，約幾個(gè)周波就達(dá)到穩(wěn)

23、定狀態(tài)；大型變壓器衰減慢，有的甚至可延續(xù)到幾十秒。態(tài)；大型變壓器衰減慢，有的甚至可延續(xù)到幾十秒。變壓器空載合閘沖擊電流波形變壓器空載合閘沖擊電流波形ti電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試任務(wù)二任務(wù)二用用“三要素法三要素法”分析求解一階電路分析求解一階電路電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試對一階電路全響應(yīng)存在兩種分解方法：對一階電路全響應(yīng)存在兩種分解方法：（1 1） 全響應(yīng)全響應(yīng) 零輸入響應(yīng)零輸入響應(yīng) 零狀態(tài)響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng) )1 (0tStCeUeUu零狀態(tài)響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng)零輸入響應(yīng)零輸入響應(yīng)電路分析與實(shí)踐電路

24、分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試對一階電路全響應(yīng)存在兩種分解方法：對一階電路全響應(yīng)存在兩種分解方法： （2 2） 全響應(yīng)全響應(yīng) 強(qiáng)制分量（穩(wěn)態(tài)分量）強(qiáng)制分量（穩(wěn)態(tài)分量） 自自由分量（瞬態(tài)分量）由分量（瞬態(tài)分量） 真正的本質(zhì)是全響應(yīng)由真正的本質(zhì)是全響應(yīng)由初始值、穩(wěn)態(tài)值、時(shí)初始值、穩(wěn)態(tài)值、時(shí)間常數(shù)間常數(shù)三個(gè)要素決定。三個(gè)要素決定。tSSCeUUUu)(0強(qiáng)制分量強(qiáng)制分量（穩(wěn)態(tài)分量）（穩(wěn)態(tài)分量）自由分量自由分量（暫態(tài)分量）（暫態(tài)分量）電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試1.1.一階電路的一階電路的“三要素法三要素法”若外施激勵(lì)是直

25、流電源，則全響應(yīng)可寫為若外施激勵(lì)是直流電源，則全響應(yīng)可寫為teffftf)()0()()(（3-2-153-2-15）三要素三要素：初始值：初始值 、穩(wěn)態(tài)值、穩(wěn)態(tài)值 、 )0(f)( f時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)若外施激勵(lì)是交流電源，則全響應(yīng)可寫為若外施激勵(lì)是交流電源，則全響應(yīng)可寫為)0()()(tAetftft瞬態(tài)分量穩(wěn)態(tài)分量，穩(wěn)態(tài)分量初始值初始值)0()0()(fftf)0()0(Aff則電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試一階電路的一階電路的“三要素法三要素法” 則全響應(yīng)可寫為：則全響應(yīng)可寫為：）（0)0()0()()(tefftftft。、三要素：)()

26、0(tff電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試 1、求初始值、求初始值 f f (0 (0+ +) ) （1 1）先作）先作t=0t=0- - 等效電路。確定換路前電路的狀態(tài)等效電路。確定換路前電路的狀態(tài) u uC C(0 (0- -) )或或i iL L(0 (0- -), ), 此時(shí)電路中電容此時(shí)電路中電容C C視為開路，電感視為開路，電感L L用用短路線代替。短路線代替。（2 2）作）作t=0t=0+ + 等效等效電路。這是利用剛換路后一瞬間的電路。這是利用剛換路后一瞬間的電路確定各變量的初始值。若電路確定各變量的初始值。若u uC C(0 (0

27、+ +)=u)=uC C(0 (0- -)=U)=U0 0，i iL L(0 (0+ +)=i)=iL L(0 (0- -)=I)=I0 0，在此電路中，在此電路中C C用電壓源用電壓源U U0 0代替，代替， L L用電流源用電流源I I0 0代替。若代替。若uC(0+)=uC(0-)=0 或或 iL(0+)=iL(0-)=0，則則C C用短路線代替，用短路線代替，L L視為開路。視為開路。2.“2.“三要素法三要素法”的確定的確定電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試2 2、求穩(wěn)態(tài)值、求穩(wěn)態(tài)值f()f() 作作t=t=等效電路。瞬態(tài)過程結(jié)束后，電路進(jìn)

28、等效電路。瞬態(tài)過程結(jié)束后，電路進(jìn)入了新的穩(wěn)態(tài)，用此時(shí)的電路確定各變量穩(wěn)態(tài)入了新的穩(wěn)態(tài)，用此時(shí)的電路確定各變量穩(wěn)態(tài)值值u u()()、i i()()。在此電路中，電容。在此電路中，電容C C視為開路視為開路，電感，電感L L用短路線代替，可按一般電阻性電路用短路線代替，可按一般電阻性電路來求各變量的穩(wěn)態(tài)值。來求各變量的穩(wěn)態(tài)值。3 3、求時(shí)間常數(shù)、求時(shí)間常數(shù) RC RC電路中，電路中，=RC=RC；RLRL電路中，電路中，=L/R=L/R；其；其中，中，R R是將電路中所有獨(dú)立源置零后，從是將電路中所有獨(dú)立源置零后，從C C或或L L兩端看進(jìn)去的等效電阻，兩端看進(jìn)去的等效電阻，( (即戴維南等效源

29、中即戴維南等效源中的的R R0 0) )。 電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試【例【例 3-2-2 3-2-2】電路如圖示，已知電路如圖示，已知Us=10VUs=10V，R R1 1=6=6，R R2 2=4=4，L=0.1HL=0.1H，開關(guān)，開關(guān)S S閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)。設(shè)在閉合前電路已處于穩(wěn)態(tài)。設(shè)在 時(shí)閉合時(shí)閉合S S，試用，試用“三要素法三要素法”求：求：0t（1 1）電流）電流 的變化規(guī)律；的變化規(guī)律；（2 2）經(jīng)過多長時(shí)間，電流）經(jīng)過多長時(shí)間，電流 才能增加到才能增加到 ？iiA2解：解：1 1）求初始值）求初始值電路分析與實(shí)踐電路分析

30、與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試畫出畫出 時(shí)的等效電路如圖時(shí)的等效電路如圖3-2-18(b)3-2-18(b)，得，得）（ARRUis14610)0(21根據(jù)換路定則，得根據(jù)換路定則，得）（Aii1)0()0(2 2）求穩(wěn)態(tài)值）求穩(wěn)態(tài)值畫出畫出 時(shí)的等效電路如圖時(shí)的等效電路如圖3-2-18(c)3-2-18(c)，得，得t）（ARUis5 . 2410)(2電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試3)3)求換路后時(shí)間常數(shù)求換路后時(shí)間常數(shù)）（sRLRL025. 041 . 0204)4)代入代入“三要素法三要素法”公式，得公式，得）（

31、Aeeeiiiittt40405 . 15 . 25 . 21 5 . 2)()0()( (2) (2)根據(jù)根據(jù)。，求得)(0275. 0.51.52240stet電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二 RL電路的響應(yīng)與測試電路的響應(yīng)與測試如圖如圖3-2-19(a)3-2-19(a)電路，已知電路，已知【例例 3-2-33-2-3】，tussin120= =1000rad/s1000rad/s，R1 1=60=60，R R2 2=60=60，L=0.06HL=0.06H，已知換路，已知換路前前電路已達(dá)穩(wěn)態(tài)，求換路后的電流電路已達(dá)穩(wěn)態(tài)，求換路后的電流 。i解：解：（1)1)求初始值求初始值畫出畫出 時(shí)的等效電路如時(shí)的等效電路如圖圖3-2-19(b)3-2-19(b)，根據(jù)相量，根據(jù)相量 法，得法，得 0t)(4541. 14584.85012006. 01000600120AjZUIsmm)(451000sin(41. 1Ati)( 1)45sin(41. 1)0(Ai電路分析與實(shí)踐電路分析與實(shí)踐項(xiàng)目二項(xiàng)目二