穩(wěn)態(tài)時(shí)交流正弦電壓、電流波形

1、穩(wěn)態(tài)時(shí)交流正弦電壓、電流波形電力電子技術(shù)的基本概況非正弦周期電路的基本概念穩(wěn)態(tài)時(shí)交流正弦電壓、電流波形LRiu+-電源負(fù)載圖中的電感負(fù)荷處于工作穩(wěn)態(tài): 式中，U和I分別為電壓電流有效值。 jiqiuipwtu和i的波形圖如圖所示非正弦周期電路的基本概念-jIqwIp參考方向1.1 矢量圖表示法電壓和電流圍繞同一根水平軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的角速度相同，但它們的初相角不同。角頻率的旋轉(zhuǎn)方向以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎较颉?電壓和電流的矢量一般用有效值表示，有時(shí)也用峰值表示，數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 非正弦周期電路的基本概念-jIqwIp參考方向圖中的矢量圖所畫的是電壓矢量的初相角為零時(shí)的位置。上式中的U和I為工作頻率w時(shí)，對(duì)

2、應(yīng)于阻抗為 的電壓和電流，它們之間的關(guān)系可用下式表示：非正弦周期電路的基本概念1.2 有功功率、無(wú)功功率及功率因數(shù)復(fù)功率為： 視在功率 復(fù)功率 S=UI 單位：伏安（V.A ）有功功率為： P=ReS=UIcosj電流有功部分: Ip=Icosj電流無(wú)功部分: Iq=Isinj非正弦周期電路的基本概念電流有功部分隨時(shí)間變化: 電流無(wú)功部分隨時(shí)間變化: 總電流：jiqiuipwt非正弦周期電路的基本概念變化的角頻率為2w總功率： P = P1+P2 P1= uip P2=uiq-jIqwIp參考方向P1的平均值可以通過(guò)式P=ReS=UIcosj求出；p2的平均值為0。Ip對(duì)能量的傳送有用Iq對(duì)能

3、量的傳送不起作用非正弦周期電路的基本概念復(fù)功率為： S=P+jQ根據(jù)式和式S=UI 可得:電感消耗無(wú)功 電感吸收正的無(wú)功電容產(chǎn)生無(wú)功 電容吸收負(fù)的無(wú)功 LRiu+-電源負(fù)載電容補(bǔ)償無(wú)功 電容產(chǎn)生無(wú)功 非正弦周期電路的基本概念功率因數(shù) 負(fù)荷消耗電路有功功率的一個(gè)尺度。 功率因數(shù)沒(méi)有量綱。理想情況下，功率因數(shù)1.0，電路中的電流只有有功分量，沒(méi)有無(wú)功分量，此時(shí)的電流達(dá)到了保證負(fù)荷輸出時(shí)的極小值，電力電子裝置中負(fù)荷的功率損耗也降到最小值。非正弦周期電路的基本概念例 一個(gè)電感接在一個(gè)120V，60Hz的電源上，電感負(fù)荷所消耗的功率為1KW，功率因數(shù)為0.8。計(jì)算需要并聯(lián)多大的電容才能將電路的總功率因數(shù)

4、提高到0.95（滯后）。 解復(fù)功率為 ： 并聯(lián)的電容所消耗的無(wú)功為-jQc 非正弦周期電路的基本概念因電容的電流超前電壓90，所以電源所發(fā)出的總的復(fù)功率為：由于并聯(lián)電容后電路的總功率因數(shù)為0.95（滯后）得: （滯后） 非正弦周期電路的基本概念又所以 因此 非正弦周期電路的基本概念1.3 三相電路iaicibubuc+ZZZ+ua-uc-+-ub假設(shè)三相電路的正序?yàn)閍-b-c，用有效值定量分析：I=U/Z ， Z為阻抗， j為阻抗角 IcwIbIaUbUcUa-jo非正弦周期電路的基本概念wUbUcUaUabUcaUbc從相電壓可求得線電壓： Uab=Ua-Ub Uab=ULLe jp/6線電壓比相電壓超前30，線電壓的有效值為:在單相的基礎(chǔ)上計(jì)算三相的功率: Sphase=UI Pphase=UIcosj非正弦周期電路的基本概念如果三相平衡，則三相的總功率為:以上三相電路每相功率因數(shù)相同，均為cosj。 當(dāng)三相的工作電壓