交流電路基本知識

1、大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center1交流電路基本知識交流電路基本知識交流電交流電 1.2 單相正弦交流電路單相正弦交流電路 1.3 單相交流電路的功率單相交流電路的功率 1.4 功率因數(shù)的校正功率因數(shù)的校正 1.5 三相交流電路三相交流電路 1.6 三相電源與負(fù)載的連接三相電源與負(fù)載的連接大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center21.1 交流電交流電交流電交流電電壓、電流、電動勢等的大小和方向均

2、按正弦電壓、電流、電動勢等的大小和方向均按正弦波形狀周期性變化的叫做正弦交流電，簡稱交流電波形狀周期性變化的叫做正弦交流電，簡稱交流電直流電直流電電壓、電流、電動勢等的大小和方向均不隨時(shí)電壓、電流、電動勢等的大小和方向均不隨時(shí)間變化的電流叫做直流電間變化的電流叫做直流電直流電和交流電的區(qū)別：直流電和交流電的區(qū)別：直流電路中電流沒有大小的變直流電路中電流沒有大小的變化，電流方向也不發(fā)生改變。交流電路中的電流的大小化，電流方向也不發(fā)生改變。交流電路中的電流的大小隨時(shí)間發(fā)生改變，電流流動的方向也隨時(shí)間發(fā)生變化。隨時(shí)間發(fā)生改變，電流流動的方向也隨時(shí)間發(fā)生變化。大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang

3、Renewable Power Overhaul Company Training Center31.1.1 交流電的產(chǎn)生交流電的產(chǎn)生大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center4大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center5大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center61.1.2 正弦交流電的表示方法正弦交流電的表

4、示方法圖示法（波形圖）圖示法（波形圖）解析法（數(shù)學(xué)表達(dá)式）解析法（數(shù)學(xué)表達(dá)式）sin()meEV大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center7sin ()meEtsinmeEtt大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center81.1.3 正弦交流電的物理量正弦交流電的物理量有效值有效值交流電與直流電分別通過相同的電阻時(shí)，在一周交流電與直流電分別通過相同的電阻時(shí)，在一周期內(nèi)使其發(fā)熱量相等，這個(gè)直流電流的值就叫做交

5、流電期內(nèi)使其發(fā)熱量相等，這個(gè)直流電流的值就叫做交流電的有效值，用的有效值，用 E 、U、I表示。通常我們用萬用表測量的表示。通常我們用萬用表測量的交流電數(shù)值是有效值交流電數(shù)值是有效值瞬時(shí)值瞬時(shí)值正弦交流電對于每個(gè)不同的瞬間都有一個(gè)確定的正弦交流電對于每個(gè)不同的瞬間都有一個(gè)確定的數(shù)值，把每一瞬間的數(shù)值稱為瞬時(shí)值。用小寫字母來表示數(shù)值，把每一瞬間的數(shù)值稱為瞬時(shí)值。用小寫字母來表示：電動勢：電動勢e 、電壓、電壓u、電流、電流i。最大值最大值交流電的最大值是瞬時(shí)值中最大者，通常也叫做交流電的最大值是瞬時(shí)值中最大者，通常也叫做振幅。用大寫字母加下角標(biāo)來表示：振幅。用大寫字母加下角標(biāo)來表示：Em、Um、

6、 Im。大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center9周期周期交流電交換一次所交流電交換一次所 需要的時(shí)間用需要的時(shí)間用T表示。表示。頻率頻率1秒鐘之內(nèi)交變的次數(shù)用秒鐘之內(nèi)交變的次數(shù)用f表示。表示。周期和頻率互為倒數(shù)：周期和頻率互為倒數(shù)： 我的交流電的頻率我的交流電的頻率f=50Hz 周期周期 T=1/50=0.02秒秒角頻率角頻率正弦交流電每秒種變化的角度正弦交流電每秒種變化的角度相位相位反映了正弦量隨時(shí)間變化的進(jìn)程與所處的狀態(tài)反映了正弦量隨時(shí)間變化的進(jìn)程與所處的狀態(tài)初相初相反映了正弦量在計(jì)時(shí)起點(diǎn)的

7、狀態(tài)，既初初始狀態(tài)反映了正弦量在計(jì)時(shí)起點(diǎn)的狀態(tài)，既初初始狀態(tài)Tf1fT11Tft大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center10正弦交流電的三要素：最大值、角頻率、初相位正弦交流電的三要素：最大值、角頻率、初相位相位差 兩個(gè)同頻率的交流電111sin ()meEt222sin ()meEt它們的相位差1212()-()=-tt 012-=0(0 ) 或?yàn)橥?12-=(1802 或）為反相大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Tra

8、ining Center11 1.1.1 純電阻電路純電阻電路電阻的阻礙作用電阻的阻礙作用 電壓和電流的最大值之間和有效值電壓和電流的最大值之間和有效值 之間的關(guān)系滿足歐之間的關(guān)系滿足歐姆定律姆定律電壓電壓 和電流和電流 的頻率關(guān)系的頻率關(guān)系 電壓和電流頻率相同電壓和電流頻率相同1.2 單相正弦交流電路單相正弦交流電路mmUIRUIRui大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center12電壓和電流的相位關(guān)系電壓和電流的相位關(guān)系 同相同相1.2 單相正弦交流電路單相正弦交流電路大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心

9、Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center13 1.1.1 純電阻電路純電阻電路電阻的阻礙作用電阻的阻礙作用 電壓和電流的最大值之間和有效值電壓和電流的最大值之間和有效值 之間的關(guān)系滿足歐之間的關(guān)系滿足歐姆定律姆定律電壓電壓 和電流和電流 的頻率關(guān)系的頻率關(guān)系 電壓和電流頻率相同電壓和電流頻率相同1.2 單相正弦交流電路單相正弦交流電路mmUIRUIRui大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center14 1.1.1 純電阻電路純電阻電

10、路電阻的阻礙作用電阻的阻礙作用 電壓和電流的最大值之間和有效值電壓和電流的最大值之間和有效值 之間的關(guān)系滿足歐之間的關(guān)系滿足歐姆定律姆定律電壓電壓 和電流和電流 的頻率關(guān)系的頻率關(guān)系 電壓和電流頻率相同電壓和電流頻率相同1.2 單相正弦交流電路單相正弦交流電路mmUIRUIRui大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center15 1.1.2 純電感電路純電感電路 電感電感 當(dāng)一個(gè)線圈的電阻可以忽略不計(jì)的程度，線圈當(dāng)一個(gè)線圈的電阻可以忽略不計(jì)的程度，線圈就是純電感就是純電感 感抗感抗 電感對交流電的阻礙作

11、用電感對交流電的阻礙作用 電感的性質(zhì)電感的性質(zhì) 通直流通直流 阻交流阻交流 儲存磁場能但不消耗電能儲存磁場能但不消耗電能1.2 單相正弦交流電路單相正弦交流電路2LXLfL大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center16 1.1.2 純電感電路純電感電路電壓與電流最大值之間與有效值之間的關(guān)系電壓與電流最大值之間與有效值之間的關(guān)系電壓與電流頻率相同電壓與電流頻率相同1.2 單相正弦交流電路單相正弦交流電路mmLmULIX ILUX I大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Powe

12、r Overhaul Company Training Center17 電壓與電流的相位關(guān)系電壓與電流的相位關(guān)系電壓和電流的相位差為電壓和電流的相位差為 電壓在相位上超前電流電壓在相位上超前電流1.2 單相正弦交流電路單相正弦交流電路22大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center18 1.1.3 純電容電路純電容電路 電容電容 兩個(gè)兩個(gè) 彼此絕緣的導(dǎo)體之間形成電容彼此絕緣的導(dǎo)體之間形成電容 容抗容抗 電容對交流電的阻礙作用電容對交流電的阻礙作用 電容的性質(zhì)電容的性質(zhì) 隔直流隔直流 通交流通交流 儲

13、存電場能但不消耗電能儲存電場能但不消耗電能1.2 單相正弦交流電路單相正弦交流電路112CXCfC大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center19 1.1.3 純電容電路純電容電路電壓與電流最大值之間與有效值之間的關(guān)系電壓與電流最大值之間與有效值之間的關(guān)系電壓與電流頻率相同電壓與電流頻率相同1.2 單相正弦交流電路單相正弦交流電路mmmCUILUXCUXCUX大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center20

14、電壓和電流的相位關(guān)系電壓和電流的相位關(guān)系電壓和電流的相位差為電壓和電流的相位差為 電流在相位上超前電壓電流在相位上超前電壓1.2 單相正弦交流電路單相正弦交流電路22大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center21 1.3.1 純電阻電路功率純電阻電路功率瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率1.3 單相交流電路的功率單相交流電路的功率22sinsinsin2sin(1cos 2)mmmmpuiUtItU ItUItUIt大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Compa

15、ny Training Center22 1.3.1 純電阻電路功率純電阻電路功率有功功率有功功率或或1.3 交流電路的功率交流電路的功率2mmUIP 22UPUII RR大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center23 1.3.2 純電感電路功率純電感電路功率瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率1.3 交流電路的功率交流電路的功率sin (+)sin2cossinsin 2mmmmpuiUtItU IttUIt大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company T

16、raining Center24 瞬時(shí)功率以電流或電壓瞬時(shí)功率以電流或電壓2倍頻率變化。在其一個(gè)周倍頻率變化。在其一個(gè)周期變化過程中，當(dāng)期變化過程中，當(dāng) 時(shí)電感從電源吸收能量轉(zhuǎn)換時(shí)電感從電源吸收能量轉(zhuǎn)換成磁場能儲存在電感中，成磁場能儲存在電感中， 時(shí)電感中儲存的磁場時(shí)電感中儲存的磁場能轉(zhuǎn)換成電能送回電源，并且吸收和放出的功率是相等能轉(zhuǎn)換成電能送回電源，并且吸收和放出的功率是相等的，所以電感不消耗能量，是個(gè)儲能元件。的，所以電感不消耗能量，是個(gè)儲能元件。有功功率有功功率 P=01.3 交流電路的功率交流電路的功率0p 0p 大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power

17、 Overhaul Company Training Center25 無功功率無功功率 能量互換的大小能量互換的大小 單位用乏（單位用乏（var）來表示來表示1.3 交流電路的功率交流電路的功率22LLUQUIX IX大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center26 1.3.1 純電阻電路功率純電阻電路功率有功功率有功功率或或1.3 交流電路的功率交流電路的功率2mmUIP 22UPUII RR大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company

18、 Training Center27 1.3.3 純電容電路功率純電容電路功率瞬時(shí)功率瞬時(shí)功率1.3 交流電路的功率交流電路的功率sinsin (+)2sincossin 2mmmmpuiUtItU IttUIt大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center28 瞬時(shí)功率以電流或電壓瞬時(shí)功率以電流或電壓2倍頻率變化。在其一個(gè)周倍頻率變化。在其一個(gè)周期變化過程中，當(dāng)期變化過程中，當(dāng) 時(shí)電容從電源吸收能量轉(zhuǎn)換時(shí)電容從電源吸收能量轉(zhuǎn)換成電場能儲存在電容中，成電場能儲存在電容中， 時(shí)電容中儲存的電場時(shí)電容中儲存

19、的電場能轉(zhuǎn)換成電能送回電源，并且吸收和放出的功率是相等能轉(zhuǎn)換成電能送回電源，并且吸收和放出的功率是相等的，所以電感不消耗能量，是個(gè)儲能元件。的，所以電感不消耗能量，是個(gè)儲能元件。有功功率有功功率 P=01.3 交流電路的功率交流電路的功率0p 0p 大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center29 無功功率無功功率 能量互換的大小能量互換的大小 單位用乏（單位用乏（var）來表示來表示1.3 交流電路的功率交流電路的功率22CCUQUIXIX大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable

20、 Power Overhaul Company Training Center30 1.3.4 電阻與電感串聯(lián)電路功率電阻與電感串聯(lián)電路功率有功功率有功功率 稱功率因數(shù)稱功率因數(shù) 1.3 交流電路的功率交流電路的功率cosRPU IUIcos2RPUIRI大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center31 無功功率無功功率 視在功率視在功率功率關(guān)系功率關(guān)系1.3 交流電路的功率交流電路的功率sinLQU IUISUI2LLQU IX I22SPQ大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewabl

21、e Power Overhaul Company Training Center32 1.3.5 電阻、電感與電容的串聯(lián)電路電阻、電感與電容的串聯(lián)電路 無功功率無功功率 視在功率視在功率功率關(guān)系功率關(guān)系1.3 交流電路的功率交流電路的功率()LCLCXQQQUUIUISUI22222=()LCSPQPQQ大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center33 無功功率無功功率 能量互換的大小能量互換的大小 單位用乏（單位用乏（var）來表示來表示1.3 交流電路的功率交流電路的功率22CCUQUIXIX大唐

22、新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center34 提高功率因數(shù)的意義提高功率因數(shù)的意義 提高供電設(shè)備的利用率提高供電設(shè)備的利用率 減小供電設(shè)備和輸電線路的功率損耗減小供電設(shè)備和輸電線路的功率損耗校正功率因數(shù)的方法校正功率因數(shù)的方法 負(fù)載兩端并聯(lián)電容器負(fù)載兩端并聯(lián)電容器 1.4 功率因數(shù)的校正功率因數(shù)的校正大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center35 目前世界上的電力網(wǎng)幾乎都采用三相制進(jìn)行電能的生目前世界上的電

23、力網(wǎng)幾乎都采用三相制進(jìn)行電能的生產(chǎn)、輸送和分配。采用三相有以下產(chǎn)、輸送和分配。采用三相有以下優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：輸出功率相同時(shí)，三相交流發(fā)電機(jī)（或變壓器）比單輸出功率相同時(shí)，三相交流發(fā)電機(jī)（或變壓器）比單相交流發(fā)電機(jī)（或變壓器）效率高、體積小、經(jīng)濟(jì)性好相交流發(fā)電機(jī)（或變壓器）效率高、體積小、經(jīng)濟(jì)性好輸送距離與功率一定時(shí)，三相交流輸電線路比單相交輸送距離與功率一定時(shí)，三相交流輸電線路比單相交流輸電線路節(jié)省輸電材料流輸電線路節(jié)省輸電材料三相交流電動機(jī)比同容量的單相電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、性三相交流電動機(jī)比同容量的單相電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)越、價(jià)格低廉能優(yōu)越、價(jià)格低廉1.5 三相交流電路三相交流電路大唐新能源檢修公司

24、培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center36三相電源的產(chǎn)生三相電源的產(chǎn)生：三相電源是由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的：三相電源是由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center37tuuAuBuCO120120120AUCUBU (a) 波形圖 (b) 相量圖三相交流電路三相交流電路由三相交流電源和三相負(fù)載組成的電路由三相交流電源和三相負(fù)載組成的電路叫三相交流電路。叫三相交流電路。大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Dat

25、ang Renewable Power Overhaul Company Training Center38電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)都是三相交流發(fā)電機(jī)電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)都是三相交流發(fā)電機(jī)它在經(jīng)濟(jì)上技它在經(jīng)濟(jì)上技術(shù)上具有明顯優(yōu)越性，故廣泛使用。術(shù)上具有明顯優(yōu)越性，故廣泛使用。相序相序三相交流電動勢依次到達(dá)最大值的順序稱為相序三相交流電動勢依次到達(dá)最大值的順序稱為相序三相電動勢的相序三相電動勢的相序依次為依次為U-V-W稱為正序，稱為正序， 不符合該不符合該順序的就為逆序順序的就為逆序發(fā)電廠及變電站對相序要求十分嚴(yán)格，必須保持一致發(fā)電廠及變電站對相序要求十分嚴(yán)格，必須保持一致U相涂以黃色，相涂以黃色，V

26、相涂以綠色，相涂以綠色，W相涂以紅色相涂以紅色電動機(jī)反轉(zhuǎn)電動機(jī)反轉(zhuǎn)三相電動勢三相電動勢 的相序決定著三相交流電動機(jī)的的相序決定著三相交流電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，欲使電動機(jī)反轉(zhuǎn)，只需將任意兩根電源線對調(diào)旋轉(zhuǎn)方向，欲使電動機(jī)反轉(zhuǎn)，只需將任意兩根電源線對調(diào)即可。即可。大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center39三相電源的星形（三相電源的星形（Y形）連接形）連接：將三個(gè)：將三個(gè)產(chǎn)生三相電源的三產(chǎn)生三相電源的三個(gè)繞組的一端連在個(gè)繞組的一端連在一起作為公共點(diǎn)一起作為公共點(diǎn)N，再由另一端各自引再由另一端各自引出線與負(fù)載相連，出線與負(fù)載相連，稱為星形接法或稱為星形接法或Y接接法。法。1.6.1 三相電源的連接三相電源的連接1.6三相電源與負(fù)載的連接三相電源與負(fù)載的連接大唐新能源檢修公司培訓(xùn)中心 Datang Renewable Power Overhaul Company Training Center40公共點(diǎn)公共點(diǎn)N稱為稱為中點(diǎn)（中點(diǎn)（中性點(diǎn)）或零點(diǎn)中性點(diǎn)）或零點(diǎn)。從。從中性點(diǎn)引出的連接線中性點(diǎn)引出的連接線稱為稱為中性線或零線中性線或零線。另外三