电工电子技术第八讲19教学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电工电子技术 第八讲2005.3.19,复习交流电路的计算,三相交流电路,例1：,电路如图：已知,R,=10,、,I,C,=1A、,1,=45,（u、i,1,间的相位角）、=50Hz、电路处于谐振状态。,试计算,I,、,I,1,、,U,、,L,、,C,之值，并画相量图。,解：(1)利用,相量图求解,相量图如图:,由相量图可知,电路谐振，则：,+,-,45,.,U,.,I,1,.,I,C,.,I,又：,例1：,由相量图可求得：,解：,例2：,已知,开关闭合后,u,，,i,同相。,开关闭合前,求:,(1)开关闭合前后,I,2,的值不变。,R,X,L,X,C,S,u,i,i,1,i,2,1,I,.,I,2,.,I,.,U,.,+,解：,(2)用相量计算,开关闭合后,u,，,i,同相，,2,1,I,I,I,+,由实部相等可得,由虚部相等可得,V,0,200,=,U,设:,A,45,10,2,-,=,=,I,X,R,L,，所以,因为,45,22,),45,10,/,0,220,(,/,2,2,=,W,-,=,=,I,U,Z,A,0,=,I,I,所以,=,.,.,.,.,.,.,.,.,R,X,L,X,C,S,u,i,i,1,i,2,(2)当合K后,P,不变,I,减小,说明,Z,2,为纯电容负载,相量图如图示:,方法2:,+,U,-,I,1,I,2,I,S,+,.,.,.,.,2,I,U,I,1,I,.,.,.,.,返回,2.4.1,三相交流电源,概述,2.4 三相交流电源,2.4.2,三相电路的计算,概述,目前世界上电力系统的供电方式，绝大多数采用的是三相制。,所谓三相制，是由,三个幅值相等、频率相同、相位互差120,的,单相交流电源作为电源的供电体系，简称三相电源。由三相电源构成的电路，称为三相交流电路。,翻页,返回,2.4.1,三相交流电源,1,.,三相交流电源的产生,三相交流发电机的构造,：,定子、转子,。,定子,A,X,Y,B,Z,C,A,Y,B,Z,X,C,翻页,返回,三个定子绕组完全相同，空间位置互差120,A,Y,B,Z,X,C,转子绕组通直流，并由机械力带动匀速转动。,转子,S,N,+,翻页,返回,三相电源电动势,E,m,t,翻页,返回,E,A,=,E,m,0,o,.,E,B,=,E,m,-,120,O,.,E,C,=,E,m,120,O,.,翻页,E,m,t,特征：,三相对称电动势-,幅值相等、频率相同、相位互差120。,返回,0,相序：,三相电源每相电压出现最大值(或最小值)的先后次序称为相序。如,A-B-C,称为正相序。,E,A,=,E,m,0,o,.,E,B,=,E,m,-,120,O,.,E,C,=,E,m,120,O,.,120,o,120,o,120,o,E,A,.,E,B,.,E,C,.,翻页,0,0,=,+,+,=,+,+,C,B,A,C,B,A,e,e,e,E,E,E,&,&,&,返回,中性线或零线,端线或火线,火线,火线,相电压：,火线与中性线间的电压,线电压：,火线与火线间的,电压,。,2,.,三相四线制电源,A,B,N,C,翻页,中性点,N,：,X、Y、Z,的公共点。,Z,+,Y,u,B,u,C,u,BC,u,AB,u,CA,+,u,A,X,返回,相电压相量表示式,：,线电压与相电压的关系：,U,A,=,U,m,0,o,.,U,B,=,U,m,-,120,O,.,U,C,=,U,m,120,O,.,U,AB,=,U,A,.,.,U,B,.,_,U,BC,=,U,B,.,.,U,C,.,_,U,CA,=,U,C,.,.,U,A,.,_,翻页,A,B,N,C,Z,+,Y,u,B,u,C,u,BC,u,AB,u,CA,+,u,A,X,返回,线电压与相电压的关系：,U,AB,=,U,A,.,.,U,B,.,_,U,BC,=,U,B,.,.,U,C,.,_,U,CA,=,U,C,.,.,U,A,.,_,翻页,U,AB,=,3,U,A,.,.,30,o,U,BC,=,3,U,B,.,.,30,o,U,CA,=,3,U,C,.,.,30,o,返回,CA,U,.,BC,U,.,AB,U,.,C,U,.,B,U,.,A,U,.,AB,U,.,A,U,.,B,U,.,线电压与相电压的关系：,U,AB,=,3,U,A,.,.,30,o,U,BC,=,3,U,B,.,.,30,o,U,CA,=,3,U,C,.,.,30,o,U,AB,=,3 U,p,.,30,o,U,BC,=,3 U,p,.,30,o,120,o,=,3 U,p,-90,o,U,CA,=,3 U,p,.,30,o,240,o,=,3 U,p,-210,o,返回,翻页,CA,U,.,BC,U,.,AB,U,.,C,U,.,B,U,.,A,U,.,2.4.2 三相电路的计算,三相负载（如三相交流电动机、三相变压器等）,。,三相电路的负载,单相负载（如家用电器、实验仪器、电灯等）,。,*,工农业生产与生活用电多为三相四线制电源提供。负载接入电源的原则，应视其额定电压而定。,翻页,返回,如：,额定电压为220V的电灯，应接在火线与中性线之间;额定电压380V的三相电动机，应接在三根火线上。,通常三相负载的连接方式有两种：星形联结和三角形联结。,A,B,C,N,三相负载,翻页,返回,L,单相负载,1,.负载星形联结,相电流=线电流,上式为一般关系式，不论负载情况如何都成立,。,I,A,=,U,A,Z,a,I,B,=,U,B,Z,b,I,C,=,U,C,Z,C,相电流,：,I,a,.,I,b,.,I,c,.,，,，,线电流,：,I,A,.,I,B,.,I,C,.,I,A,.,=,I,a,.,I,B,.,=,I,b,.,I,C,.,=,I,c,.,I,N,.,=,I,A,.,+,I,B,.,I,C,.,+,翻页,N,Z,a,Z,c,Z,b,N,+,+,+,-,-,-,U,A,.,U,B,.,U,C,.,I,b,.,I,a,.,I,c,.,I,C,.,I,B,.,I,N,.,I,A,.,返回,（1）,负载对称,特征,：,Z,a,Z,b,Z,C,=,=,a,=,b,=,c,设各相电压对称，则各相电,流将如何？,翻页,I,A,.,Z,a,Z,c,Z,b,I,B,.,I,C,.,I,N,.,+,U,a,.,_,+,_,+,_,U,b,.,U,c,.,Z,a,Z,b,Z,C,=,=,=,Z,返回,U,A,.,U,B,.,U,C,.,感性负载,C,I,.,A,I,.,B,I,.,又,U,A,U,B,U,C,Z,a,Z,b,Z,c,Z,I,A,=,I,B,=,I,C,A=,B,=,C,因此各相电,流,对称，即,：,I,N,.,=,I,A,.,+,I,B,.,I,C,=0,.,+,既然中线电流为零，是否可以取消中线？,翻页,U,A,I,A,=,Z,a,.,.,;,;,U,B,I,B,=,Z,b,.,.,U,C,I,C,=,Z,c,.,.,I,A,.,Z,a,Z,c,Z,b,I,B,.,I,C,.,I,N,.,+,U,a,.,_,+,_,+,_,U,b,.,U,c,.,返回,负 载,三相三 线制,如果省去,中线电流,，则,为,三相三线制,电路。,I,A,.,Z,a,Z,c,Z,b,I,B,.,I,C,.,I,N,.,+,U,a,.,_,+,_,+,_,U,b,.,U,c,.,I,A,.,Z,a,Z,c,Z,b,I,B,.,I,C,.,+,U,a,.,_,+,_,+,_,U,b,.,U,c,.,返回,翻页,求：各相电流?,图示三相电路,每相负载为,电源电压对称,，,例题2.4.1,翻页,I,A,.,Z,a,Z,c,Z,b,I,B,.,I,C,.,I,N,.,+,U,a,.,_,+,_,+,_,U,b,.,U,c,.,W,=,8,L,X,W,=,6,R,返回,U,A,.,U,B,.,U,C,.,感性负载,C,I,.,A,I,.,B,I,.,解：,以A相为例,翻页,I,A,.,Z,a,Z,c,Z,b,I,B,.,I,C,.,I,N,.,+,U,a,.,_,+,_,+,_,U,b,.,U,c,.,返回,U,A,=2200 V,.,IA=,6+j8,2200,22,53.1,U,A,.,U,B,.,U,C,.,感性负载,C,I,.,A,I,.,B,I,.,U,AB,.,根据对称关系，可得,星形联结有中线且负载对称时，仅计算一相即可,。,小结,翻页,I,A,.,Z,a,Z,c,Z,b,I,B,.,I,C,.,I,N,.,+,U,a,.,_,+,_,+,_,U,b,.,U,c,.,返回,(2)负载不对称,有中性线时:负载的额定电压等于电源的相电压,相电压仍然是对称的。,Z,a,Z,b,Z,C,=,=,若中性线断开,虽然线电压仍然是对称的,但负载的相电压不对称。如何进行计算与分析？,翻页,N,Z,a,Z,c,Z,b,N,+,+,+,-,-,-,U,A,.,U,B,.,U,C,.,I,b,.,I,a,.,I,c,.,I,C,.,I,B,.,I,N,.,I,A,.,返回,A,C,B,Z,a,Z,c,Z,b,N,N,+,-,U,A,.,+,+,-,-,U,C,.,U,B,.,-,+,U,NN,.,+,-,-,+,+,-,U,a,.,U,b,.,U,c,.,1）,可将电路变换：,U,A,-,U,a,.,.,U,NN,.,-,=O,依据KVL列方程,2）,U,A,.,U,a,.,U,NN,.,-,=,U,C,-,U,c,.,.,U,NN,.,-,=O,U,B,-,U,b,.,.,U,NN,.,-,=O,U,B,.,U,b,.,U,NN,.,-,=,U,C,.,U,c,.,U,NN,.,-,=,翻页,-,+,U,NN,.,+,U,A,.,-,U,a,.,-,+,N,N,A,C,B,Z,a,Z,c,Z,b,+,U,B,.,-,+,U,C,.,-,U,c,.,-,+,U,b,.,-,+,返回,U,NN,.,=,U,A,.,z,a,+,+,U,B,.,z,b,U,C,.,z,c,z,a,1,z,b,1,+,z,c,1,+,U,B,.,U,b,.,U,NN,.,-,=,U,C,.,U,c,.,U,NN,.,-,=,U,A,.,U,a,.,U,NN,.,-,=,翻页,-,+,U,NN,.,+,U,A,.,-,U,a,.,-,+,N,N,A,C,B,Z,a,Z,c,Z,b,+,U,B,.,-,+,U,C,.,-,U,c,.,-,+,U,b,.,-,+,返回,1.,负载不对称且无中性线时，负载相电压不对称，有可能超过用电器的额定电压，这是不允许的。,2.,中性线的作用，在于使星形联结不对称负载的相电压保持对称；为了保证负载相电压对称，中性线在运行中不允许断开（中性线不允许接保险丝）。,翻页,小结,返回,2.负载三角形联结,相电流：,负载三角形,联结时：,负载的相电压等于电源的线电压。,I,ab,.,=,U,ab,.,Z,ab,I,bc,.,=,U,bc,.,Z,bc,I,ca,.,=,U,ca,.,Z,ca,线电流：,I,A,.,I,B,.,I,C,.,翻页,A,C,Z,ab,Z,bc,Z,ca,I,bc,.,I,ca,.,U,ab,.,+,-,-,+,+,-,U,bc,.,U,ca,.,I,B,.,I,C,.,I,A,.,I,ab,.,B,返回,依,KCL,列方程：,感性负载,当负载对称时，分析线电流和相电流的关系,：,I,B,.,=,I,ab,.,I,bc,.,_,I,A,.,=,I,ca,.,I,ab,.,_,I,C,.,=,I,bc,.,I,ca,.,_,I,ab,.,I,ca,.,I,bc,.,-,I,ca,.,I,ab,3,翻页,I,A,.,A,C,Z,ab,Z,bc,Z,ca,I,bc,.,I,ca,.,U,ab,.,+,-,-,+,+,-,U,bc,.,U,ca,.,I,B,.,I,C,.,I,ab,.,B,返回,I,A,.,U,ab,.,负载作 连结且对称时，线电流和相电流的一般关系式,：,记住上述公式,I,ab,3,I,ab,.,I,ca,.,I,bc,.,I,C,.,I,B,.,-,I,ca,.,I,A,.,.,.,I,A,=,3,I,ab,-30,o,I,B,=,3,I,bc,.,.,-30,o,I,C,=,3,I,ca,.,.,-30,o,翻页,I,C,.,I,B,.,返回,I,B,.,=,I,ab,.,I,bc,.,_,I,A,.,=,I,ca,.,I,ab,.,_,I,C,.,=,I,bc,.,I,ca,.,_,U,ab,.,U,bC,.,U,C,a,.,3.三相电路的功率,一般关系式：,有功功率,翻页,对称负载：,I,A,.,Z,a,Z,c,Z,b,I,B,.,I,C,.,I,N,.,+,U,a,.,_,+,_,+,_,U,b,.,U,c,.,返回,星形接法对称负载,：,注意：,角仍然是相电压与相电流间的相位差角！,翻页,，,I,A,.,Z,a,Z,c,Z,b,I,B,.,I,C,.,I,N,.,+,U,a,.,_,+,_,+,_,U,b,.,U,c,.,返回,三角形接法对称负载,：,，,翻页,A,C,Z,ab,Z,bc,Z,ca,I,bc,.,I,ca,.,U,ab,.,+,-,-,+,+,-,U,bc,.,U,ca,.,I,B,.,I,C,.,I,A,.,I,ab,.,B,返回,依照相同的方法可得,三相对称,电路的,无功,功率及,视在功率：,三相对称负载有功功率一般表达式：,无功功率：,视在功率：,翻页,注意：,角均是相电压与相电流间的相位差角！,返回,已知：三相电路中,求：,1、星形负载,线电流：,求解,思路：,翻页,例2.4.2,I,A,.,I,AB,.,A,C,B,I,CA,.,I,BC,.,返回,V,U,o,AB,30,380,=,P,=10kW,，,D,cos,j,D,=,1,Y,Y,P=,5kW ，,cos,j,=,0.5,（感性）,Q,j,=60,Y,Y,cos,j,=,0.5,（感性），,翻页,A,C,B,I,CA,.,I,BC,.,I,A,.,返回,I,I,I,A,AY,A,D,+,=,A,t,A,i,),30,sin(,2,3,.,26,-,=,w,2、三角形负载,线电流：,U,A,.,I,相,D,30,30,60,U,ab,.,I,A,.,对称负载：,（不论星形联结还是三角形联结）电压对称、电流对称，只需计算一相。,小结,不对称负载：,每相分别计算,。,星形联结,三角形联结,电源,对称负载,线电压超前所对应的相电压30,线电流滞后所对应的相电流30,，,，,本节结束,返回,依照相同的方法可得,三相对称,电路的,无功,功率及,视在功率：,三相对称负载有功功率一般表达式：,无功功率：,视在功率：,翻页,注意：,角均是相电压与相电流间的相位差角！,返回,作业：2.4.2，2.4.3，2.4.4,答案：,2.3.13：C290F,2.3.14,f,o,=62Hz，I,RL,=6.67-48.1,0,A，I,C,=4.97,0,A，I=4.46A,.,.,.,2.3.15.当1000rad/s时，L2、C发生并联谐振，阻抗为，求得 L,2,1H,当2000rad/s时，U,R,10V，L1、L2、C发生串联谐振,j L,1,+,j L,2,j C,1,j C,1,j L,2,+,=0，L,1,=0.33H,