(播放版28)第11章3第12章三相電路課件

|HC(jh)|

=h2

+Q2(h2-1)2QhC2=1-2Q21極值點(diǎn)|HC(jhC2)|

=Q1-4Q21快速回放271.RLC串聯(lián)電路的頻率特性----以UC()為輸出時(shí)H()+-+-RjwL+-

.UR

.UL

.UCjwC1+-

.US.I峰值hC21.00.5HC(jh)1hoQ>>12112/25/202211.RLC串聯(lián)電路的頻率特性----以UL()為輸出時(shí)H()+-+-RjwL+-

.UR

.UL

.UCjwC1+-

.US.IhL2Q|HL(jh)|

=1+Q2(1-h21h2)2hL2hC212Q2-12Q2=|HL(jhL2)|=|HC(jhC2)|極值點(diǎn)=峰值1.00.51hoHC(jh)Q>>121hC2HL(jh)=Q1-4Q2112/25/20222留意Q越高，C2和L2越靠近=1，同時(shí)峰值增高。|HC(jh)|為低通函數(shù)，|HL(jh)|為高通函數(shù)；當(dāng)Q＞時(shí)，才有峰值21=C2，UC()獲最大值；=L2，UL()獲最大值。且UC(C2)=UL(L2)。1.00.5HC(jh)1hohC2hL2HL(jh)Q>>12112/25/202232.RLC并聯(lián)諧振電路若外施電壓確定，則電流最??；①條件②諧振頻率③特點(diǎn)導(dǎo)納模最小，呈電阻性(阻抗模最大)；外施電流確定時(shí)，電壓最大，且與電流同相位；IL和IC可能遠(yuǎn)大于總電流。Y的虛部為0。0=LC1IL和

IC大小相等、方向相反、相互抵消。④品質(zhì)因數(shù)Q

=w0LG1=G1LC=ISIL(jw0)=ISIC(jw0)w0CG=.I.ICjwCjwL1.IL.IGG.U+-.IS12/25/202243.好用的并聯(lián)諧振電路.IC.I1

.U+-.IsRjwLjwC1w0=LC11-LCR2Y(jw0)=LRCZ(jw0)=LRC在小損耗(R很小)狀況下：Q

w0LR=w0CR1=R1CL=I1ISw0LC1=ICIS品質(zhì)因數(shù)為電路發(fā)生諧振是有條件的，在電路參數(shù)確定時(shí)，滿足：諧振時(shí)導(dǎo)納很小，阻抗很大。RCL形式同串聯(lián)諧振12/25/20225(1)優(yōu)點(diǎn)①展寬頻帶(有限數(shù)軸上，描繪較大頻率范圍

)；③用分段直線(漸近線)近似表示。②將乘除變成加減，繪制便利；5.Bode圖及其繪制(難點(diǎn))12/25/20226(2)心算法繪制要點(diǎn)當(dāng)遇到1時(shí)(在分子)，斜率變更+20dB/dec；當(dāng)遇到2時(shí)(在分母)，斜率變更-20dB/dec；始終延長(zhǎng)到坐標(biāo)的最右端即可。H(j)=1+jw/1jw(1+jw/2)①將H(j)化為標(biāo)準(zhǔn)形式:若j在分子(微分環(huán)節(jié))，②在頻率軸上依次標(biāo)出轉(zhuǎn)折頻率1、2、

；③確定起始段：是一條過(guò)(1，0)點(diǎn)，斜率為-20dB/dec的直線。本例由-20lg確定(積分環(huán)節(jié))，過(guò)(1，0)點(diǎn)，斜率為+20dB/dec的直線。則起始段是一條④直線從起始端起先向增大的方向延長(zhǎng):12/25/20227-40-60-2020020lgH(j)[dB]0.10.21320102103-90o-180o0o180o90oj(jw)-20dB/dec0dB/dec-20dB/decw1w2|HdB|

=-20lg

+20lg|1+j/1|-20lg|1+j/2|相頻特性可逐點(diǎn)描繪(關(guān)鍵點(diǎn)、易算點(diǎn))，不贅述。w3-40dB/dec回放結(jié)束12/25/20228§11-6濾波器簡(jiǎn)介1.濾波器的定義允許信號(hào)中特定的頻率成分通過(guò)，極大地衰減或抑制其他頻率成分，此類電路（或裝置、系統(tǒng)）稱之為濾波器。濾波器相當(dāng)于頻率“篩子”。+-U1(jw)+-U2(jw)H(jw)12/25/202292.濾波器的作用①將有用的信號(hào)與噪聲分別，提高信號(hào)的抗干擾性及信噪比；②濾掉不感愛(ài)好的頻率成分，提高分析精度；3.濾波器及其分類③從困難頻率成分中分別出單一的頻率重量。①按所用元件分：有源和無(wú)源二大類。無(wú)源：RC濾波器、LC濾波器、特殊元件構(gòu)成的濾波器；(如壓電陶瓷濾波器等)有源：利用運(yùn)算放大器構(gòu)成的濾波器。②按所處理信號(hào)分：模擬濾波器和數(shù)字濾波器。12/25/202210幾種濾波器的圖片電網(wǎng)有源濾波器：抑止諧波、補(bǔ)償無(wú)功功率。12/25/202211③按濾波特性(依據(jù)頻率特性)分：低通、高通、帶通、帶阻、可變通帶濾波器等。o1低通o1高通低通濾波器(LPF)高通濾波器(HPF)12/25/202212帶通濾波器(BPF)o1帶通2o1帶阻2也稱為“陷波器”。帶阻濾波器(BEF)12/25/202213經(jīng)典的無(wú)源濾波器利用L、C彼此相反又互補(bǔ)的頻率特性構(gòu)成。LCG型低通LCCLCLT型低通P型低通帶通濾波器L1C1C2L2L1C1C2L2帶阻濾波器12/25/202214含集成運(yùn)放的二階低通有源濾波器R1R2uo+-+∞RCRCui濾波方式由賽倫-凱于1955年提出，因此也稱為Sallen-Key電路。12/25/202215第十一章結(jié)束12/25/202216第十二章三相電路學(xué)問(wèn)結(jié)構(gòu)框圖對(duì)稱三相電路相、線值關(guān)系星形連接三角形連接不對(duì)稱三相電路計(jì)算中性點(diǎn)位移測(cè)量單相計(jì)算法三相電路的功率S、P、Q、cosj、S12/25/202217難點(diǎn)1.三線三相制電路功率測(cè)量的二瓦計(jì)法；2.不對(duì)稱三相電路的分析計(jì)算。與其它章節(jié)的聯(lián)系三相電路可以看成是三個(gè)同頻率正弦電源作用下的正弦電流電路，對(duì)它的計(jì)算，第九章正弦電流電路中所闡述的方法完全適用。重點(diǎn)1.相、線值(電壓電流)的關(guān)系；2.三相電路的計(jì)算方法；3.三相電路的功率分析。12/25/202218§12-1三相電路三相電路：由三相電源、三相負(fù)載和三相輸電線路三部分組成。在世界各國(guó)的電力系統(tǒng)中，供電方式絕大多數(shù)都接受三相制。緣由是接受三相制供電比單相制供電有更多的優(yōu)越性：發(fā)電方面：②輸電方面：③配電方面：比單相電源可提高功率50%；比單相輸電節(jié)約鋼材25％；④用電設(shè)備：三相變壓器比單相變壓器經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、成本低廉、運(yùn)行牢靠、維護(hù)便利。且便于接入負(fù)載；12/25/202219三相電路的特殊性：以上優(yōu)點(diǎn)使三相電路在動(dòng)力方面獲得了廣泛應(yīng)用，是目前電力系統(tǒng)接受的主要供電方式。①特殊的電源；②特殊的負(fù)載；③特殊的連接；④特殊的求解方式。探討三相電路要留意其特殊性。12/25/2022201.對(duì)稱三相電源的產(chǎn)生對(duì)稱三相電源由三相同步發(fā)電機(jī)產(chǎn)生。氣輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子氣輪發(fā)電機(jī)定子運(yùn)行中的氣輪發(fā)電機(jī)(火力發(fā)電)300MW12/25/202221燃燒室燃料鍋爐循環(huán)水汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)3000r/min50Hz升壓變壓器超熱高壓蒸汽電能輸出電能的產(chǎn)生----火力發(fā)電示意圖有些國(guó)家是3600r/min60Hz12/25/202222熱電廠1煤傳送帶2加煤機(jī)3粉碎機(jī)4鍋爐5煤渣6空氣預(yù)熱器7靜電除塵8煙囪9汽輪機(jī)10冷凝器11變壓器12冷卻塔13發(fā)電機(jī)14輸電線12/25/202223組裝中的三峽電站首臺(tái)機(jī)組水力發(fā)電站12/25/202224三相同步發(fā)電機(jī)示意圖定子三相繞組在空間互差120o，當(dāng)轉(zhuǎn)子(磁極)以勻整角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而形成對(duì)稱三相電源。什么是對(duì)稱三相電源指三個(gè)頻率相同、振幅相同、相位彼此相差120o的正弦電源。wAZBXCYSNI12/25/202225三相電源的產(chǎn)生示意圖12/25/2022262.三相電源的表達(dá)形式

(1)瞬時(shí)值表達(dá)式uA=2Ucos(wt)uB=2Ucos(wt-120o)uC=2Ucos(wt+120o)(2)相量表示.UA

=

U0o.UB

=

U-120o.UC

=

U120oA、B、C三端稱為始端，+-uAAX+-uBBY+-uCCZ.UAo.UB120o.UC120o120oX、Y、Z三端稱為末端。相量圖12/25/202227(4)相序①正序(依次)②負(fù)序(逆序)(3)波形圖表示uwt2ppuAuBuCo三相電源各相經(jīng)過(guò)同一值(如最大值)的先后依次。A→B→C→AA→C→B

→A相序的實(shí)際意義：M3ABC123M3ACB123正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)12/25/202228(5)對(duì)稱三相電源的特點(diǎn)以后不加說(shuō)明，均指正序。uA+uB+uC

=0.UA

+.UB

+.UC

=0不管是正序還是負(fù)序，對(duì)稱三相電壓滿足：.UA.UB120o.UC120o120o.UA

+.UB12/25/2022293.三相電源的聯(lián)接(1)星(Y)形聯(lián)接三個(gè)電源的一端X、Y、Z匯合于一點(diǎn)N，稱中性點(diǎn)。NABC+-

.UA+-

.UB+-

.UC+-+-

.UB+-

.UC

.UABACNXYZN另一種畫法12/25/202230(2)三角形(△)聯(lián)接三相電源依次聯(lián)接成一個(gè)回路，再?gòu)亩俗覣(Z)、B(X)、C(Y)引出端線。留意：△形聯(lián)接沒(méi)有中性點(diǎn)，不能引出中線。+-uC-+uA-+uBBAC另一種畫法+-uA+-uB+-uCABCXYZABC12/25/2022314.三相負(fù)載及其聯(lián)接三相電路的負(fù)載由三部分組成，其中每一部分稱為一相負(fù)載，三相負(fù)載也有二種聯(lián)接方式。ZAZBZCA'

N'

C'

B'

A'

B'

C'

N'

ZAZBZC當(dāng)ZA=ZB=ZC時(shí)，稱三相對(duì)稱負(fù)載。(1)星(Y)形聯(lián)接12/25/202232(2)三角形(△)聯(lián)接ZABZBCZCAA'

C'

B'

A'

C'

B'

ZABZBCZCA當(dāng)ZAB=ZBC=ZCA時(shí)，稱三相對(duì)稱負(fù)載。12/25/2022335.三相電路三相電路就是由對(duì)稱三相電源和三相負(fù)載聯(lián)接起來(lái)所組成的系統(tǒng)。工程上依據(jù)實(shí)際須要可以組成：Y接電源Y接負(fù)載D接負(fù)載D接電源Y接負(fù)載D接負(fù)載留意當(dāng)電源和負(fù)載都對(duì)稱時(shí)，稱為對(duì)稱三相電路。12/25/202234ZN+-+-

.UB+-

.UC

.UAABCNZZZN'ZZZZZZZZZN'

.UC+--+-+BAC

.UA

.UB三相三線制：Y-△、三相四線制：Y0-Y0，即Y-Y聯(lián)接加中線。Y-Y、△-△、△-Y。12/25/202235§12-2線電壓(電流)與相電壓(電流)的關(guān)系端線：始端A,B,C三個(gè)端子的引出線。1.名詞介紹+--+-+BAC

.UA

.UB

.UCXYZ留意：聯(lián)接無(wú)中線。也稱相線，俗稱火線。中線：中性點(diǎn)N的引出線。+-+-

.UB+-

.UC

.UABACNXYZN俗稱零線。12/25/202236+--+-+BAC

.UA

.UB

.UCXYZ相電壓：每相電源電壓

.UA、

.UB、

.UC。線電壓：端線與端線之間的電壓線電流：流過(guò)端線的電流

.UAB、

.UBC、

.UCA。

.IA

.IB

.IC

.UAB

.UBC

.UCA+-+-

.UB+-

.UC

.UABACNXYZN

.IA

.IB

.IC

.UAB

.UBC

.UCA

.IA、

.IB、

.IC。隨意兩根火線之間的電壓。流過(guò)火線的電流。12/25/202237

.UA'N'+-ZAZBZCA'

N'

C'

B'

.UC'A'-+ZABZBCZCAA'

C'

B'

⑥負(fù)載的相電壓：每相負(fù)載上的電壓。⑦負(fù)載的線電壓：負(fù)載端線間的電壓。⑧線電流：流過(guò)端線的電流。⑨相電流：流過(guò)每相負(fù)載的電流。

.UA'N',

.UB'N',

.UC'N'

.UA'B',

.UB'C',

.UC'A'

.UA'B',

.UB'C',

.UC'A'.IA,.IB

,.IC.Ia

,.Ib

,.Ic

;.Iab

,.Ibc

,.Ica

.IA

.Ia

.IA

.Iab

.UB'C'

.UB'C'12/25/202238由KVL得：

.UAB

=

.UAN

-

.UBN.UBC

=.UBN

-.UCN.UCA=.UCN-.UAN2.相電壓和線電壓的關(guān)系

.IA

.IB

.IC

.UAB

.UBC

.UCA+-+-

.UB+-

.UC

.UABACNXYZN(1)Y形聯(lián)接設(shè)：.UAN

=

U0o.UBN

=

U-120o.UCN

=

U120o=U-U-120o=

U330o=U-120o-U120o=

U3-90o=U120o-U=

U3150o12/25/202239利用相量圖也能得到相電壓和線電壓之間的關(guān)系：

.UAN

.UBN

.UCNN.-UBN

.UAB30o

.-UCN

.UBC

.-UAN

.UCA由相量圖得：

.UBC

.UAB

.UAN

.UBN

.UCNN

.UCA150o90oUAB=2UANcos30o=

UAN3線電壓一般表示成

.UAB

=

.UAN

330o

.UBC

=

.UBN

330o

.UCA

=

.UCN

330o12/25/202240結(jié)論：對(duì)Y聯(lián)接的對(duì)稱三相電源①若相電壓對(duì)稱，則②線電壓的大小等于相電壓的3倍；③線電壓相位領(lǐng)先對(duì)應(yīng)所謂的“對(duì)應(yīng)”：對(duì)應(yīng)相電壓用線電壓的第一個(gè)下標(biāo)字母標(biāo)出。

.UAB

.UAN

.UBC

.UBN

.UCA

.UCN

.UBC

.UAB

.UAN

.UBN

.UCNN

.UCA線電壓也對(duì)稱；相電壓30o。12/25/202241留意(2)△形聯(lián)接+--+-+BAC

.UA

.UB

.UCXYZ

.UAB

.UBC

.UCA線電壓等于對(duì)應(yīng)的相電壓。.UA

.UAB

=

.UB.UBC

=

.UC.UCA

=

以上關(guān)于線電壓和相電壓的關(guān)系也適用于對(duì)稱星型負(fù)載和三角型負(fù)載。②△聯(lián)接電源始端末端要依次相聯(lián)：12/25/202242正確接法.UA

+.UB

+.UC

=0+-+-+-ABCXYZABC.UA.UB.UC.I.I=0電源中不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。.UA

+.UB

-.UC