電路分析基礎(chǔ)演示文稿

電路分析基礎(chǔ)演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有61頁\編輯于星期日優(yōu)選電路分析基礎(chǔ)現(xiàn)在是2頁\一共有61頁\編輯于星期日一、對稱三相電源的產(chǎn)生通常由三相同步發(fā)電機(jī)產(chǎn)生，三相繞組在空間互差120°，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，在三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而形成對稱三相電源。NSooIwAZBXCY三相同步發(fā)電機(jī)示意圖11.1三相電源現(xiàn)在是3頁\一共有61頁\編輯于星期日1.瞬時值表達(dá)式A+–XuAB+–YuBC+–ZuC2.波形圖t

OuAuBuuCA、B、C三端稱為始端X、Y、Z三端稱為末端現(xiàn)在是4頁\一共有61頁\編輯于星期日3.相量表示120°120°120°4.對稱三相電源的特點(diǎn)現(xiàn)在是5頁\一共有61頁\編輯于星期日正序(順序)：A—B—C—A負(fù)序(逆序)：A—C—B—AABC相序的實際意義：對三相電動機(jī)，如果相序反了，就會反轉(zhuǎn)以后如果不加說明，一般都認(rèn)為是正相序DABC123DACB123正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)5.對稱三相電源的相序：三相電源中各相電源經(jīng)過同一值(如最大值)的先后順序ABC現(xiàn)在是6頁\一共有61頁\編輯于星期日二、對稱三相電源的聯(lián)接星形聯(lián)接(Y接)：把三個繞組的末端X,Y,Z接在一起，把始端A，B，C引出來。+–ANX+–BY+–CZ1.聯(lián)接A+–X+–+–BCYZABCNX,Y,Z接在一起的點(diǎn)稱為Y接對稱三相電源的中點(diǎn)，用N表示?，F(xiàn)在是7頁\一共有61頁\編輯于星期日三角形聯(lián)接(接)：三個繞組始末端順序相接。+–AXBYCZ+–+–A+–X+–+–BCYZABC三角形聯(lián)接的對稱三相電源沒有中點(diǎn)?，F(xiàn)在是8頁\一共有61頁\編輯于星期日NA+–X+–+–BCYZABCA+–X+–+–BCYZCBA名詞介紹：(1)端線(火線)：始端A,B,C三端引出線(2)中線：中性點(diǎn)N引出線，接無中線(3)三相三線制與三相四線制(5)相電壓：每相電源的電壓(4)線電壓：端線與端線之間的電壓返回現(xiàn)在是9頁\一共有61頁\編輯于星期日(1)Y接A+–X+–+–BCYZABCN11.2線電壓與相電壓的關(guān)系現(xiàn)在是10頁\一共有61頁\編輯于星期日利用相量圖得到相電壓和線電壓之間的關(guān)系線電壓對稱(大小相等，相位互差120o)一般表示為：30o30o30o現(xiàn)在是11頁\一共有61頁\編輯于星期日結(jié)論：對Y接法的對稱三相電源

所謂的“對應(yīng)”：(1)相電壓對稱，則線電壓也對稱。(3)線電壓相位領(lǐng)先對應(yīng)相電壓30o。對應(yīng)相電壓用線電壓的第一個下標(biāo)字母標(biāo)出現(xiàn)在是12頁\一共有61頁\編輯于星期日把上面的相量圖改畫一下，相互間關(guān)系保持不變。這種相量圖又稱位形圖。位形圖：位形圖是相量圖的一種，電路中各點(diǎn)在圖中有一相應(yīng)點(diǎn)，此點(diǎn)的位置就代表電路中該點(diǎn)的電位，而電路中任意兩點(diǎn)間的電位差就可以位形圖上相應(yīng)兩點(diǎn)所連成的直線表示其大小和初相位。位形圖：NABCNABCNABC第二種位形圖現(xiàn)在是13頁\一共有61頁\編輯于星期日相量圖與位形圖的比較：相同之處：都是電壓相量圖。不同之處：位形圖上點(diǎn)與電路圖上的點(diǎn)有對應(yīng)關(guān)系相量圖則沒有這種關(guān)系。這兩種電壓相量圖都可以用來分析電路。相對而言，位形圖更直觀，并且便于記憶。三角形三條邊是線電壓,

中線是相電壓。

上面討論的是電源側(cè)線電壓與相電壓的情況，對于負(fù)載端來說，如果負(fù)載相電壓對稱，則情況完全類似。ACBN現(xiàn)在是14頁\一共有61頁\編輯于星期日(2)接A+–X+–+–BCYZABC即線電壓等于對應(yīng)的相電壓現(xiàn)在是15頁\一共有61頁\編輯于星期日關(guān)于接還要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)正確接法錯誤接法I=0,接電源中不會產(chǎn)生環(huán)流。注意：I0,接電源中將會產(chǎn)生環(huán)流。始端末端要依次相連現(xiàn)在是16頁\一共有61頁\編輯于星期日為此，當(dāng)將一組三相電源連成三角形時，應(yīng)先不完全閉合，留下一個開口，在開口處接上一個交流電壓表，測量回路中總的電壓是否為零。如果電壓為零，說明連接正確，然后再把開口處接在一起。VV型接法的電源：若將接的三相電源去掉一相，則線電壓仍為對稱三相電源。+–+–ABCABC+–+–返回現(xiàn)在是17頁\一共有61頁\編輯于星期日11.3對稱三相電路的計算一、對稱三相負(fù)載及其聯(lián)接1.對稱三相負(fù)載(均衡三相負(fù)載)：三個相同負(fù)載(負(fù)載阻抗模相等，阻抗角相同)以一定方式聯(lián)接起來。2.對稱三相負(fù)載的聯(lián)接：兩種基本聯(lián)接方式A'B'C'N'ZZZA'B'C'ZZZ星形聯(lián)接三角形聯(lián)接現(xiàn)在是18頁\一共有61頁\編輯于星期日abcnZZZabcZZZ負(fù)載的相電壓：每相負(fù)載上的電壓。負(fù)載的線電壓：負(fù)載端線間的電壓。線電流：流過端線的電流。相電流：流過每相負(fù)載的電流?，F(xiàn)在是19頁\一共有61頁\編輯于星期日3.對稱三相電路：由對稱三相電源和對稱三相負(fù)載聯(lián)接而成。按電源和負(fù)載的不同聯(lián)接方式可分為Y–Y，Y0–Y0，Y–，–Y，–等。二、對稱三相電路的計算對稱三相電路的計算方法是一相計算法。1.Y–Y接(三相三線制)，Y0–Y0(三相四線制)+_+__+NnZZZABCabc現(xiàn)在是20頁\一共有61頁\編輯于星期日+_+__+NnZZZABCabc以N點(diǎn)為參考點(diǎn)，對n點(diǎn)列寫節(jié)點(diǎn)方程：電源側(cè)線電壓對稱，負(fù)載側(cè)線電壓也對稱。負(fù)載側(cè)相電壓：現(xiàn)在是21頁\一共有61頁\編輯于星期日計算電流：流過每相負(fù)載的電流與流過相應(yīng)端線的線電流是同一電流，且三相電流也是對稱的。因N，n兩點(diǎn)等電位，可將其短路，且其中電流為零。這樣便可將三相電路的計算化為一相電路的計算。當(dāng)求出相應(yīng)的電壓、電流后，再由對稱性，可以直接寫出其它兩相的結(jié)果?，F(xiàn)在是22頁\一共有61頁\編輯于星期日+_+__+NnZZZABCabc一相計算電路：+–ANnaZ由一相計算電路可得：由對稱性可寫出：現(xiàn)在是23頁\一共有61頁\編輯于星期日結(jié)論：有無中線對電路情況沒有影響。沒有中線(Y–Y接，三相三線制)，可將中線連上，此時中線中沒有電流。因此，Y–Y接電路與Y0–Y0接(有中線)電路計算方法相同。且中線有阻抗時可短路掉。2.對稱情況下，各相電壓、電流都是對稱的，可采用一相（A相）等效電路計算。只要算出一相的電壓、電流，則其它兩相的電壓、電流可按對稱關(guān)系直接寫出。1.UnN=0，電源中點(diǎn)與負(fù)載中點(diǎn)等電位。3.Y形聯(lián)接的對稱三相負(fù)載，其相、線電壓、電流的關(guān)系為：現(xiàn)在是24頁\一共有61頁\編輯于星期日2.Y–接+_+__+NZZZABCabc負(fù)載上相電壓與線電壓相等：現(xiàn)在是25頁\一共有61頁\編輯于星期日+_+__+NZZZABCabc計算相電流：線電流：30o30o30o30o現(xiàn)在是26頁\一共有61頁\編輯于星期日結(jié)論(1)負(fù)載上相電壓與線電壓相等，且對稱。(2)線電流與相電流也是對稱的。線電流大小是相電流的倍，相位落后相應(yīng)相電流30°。故上述電路也可只計算一相，根據(jù)對稱性即可得到其余兩相結(jié)果。+–ANnaZ/3abc+_+__+NABCZZZnZ/3現(xiàn)在是27頁\一共有61頁\編輯于星期日+–ANnaZ/3方法二：可用計算相電流的一相等效電路。+–ABbaZ現(xiàn)在是28頁\一共有61頁\編輯于星期日3.電源為接時的對稱三相電路的計算(–Y，–)+–+–+–ABC+–+–+–ABCN

將接電源用Y接電源替代，保證其線電壓相等，再根據(jù)上述Y–Y，Y–接方法計算。現(xiàn)在是29頁\一共有61頁\編輯于星期日例：b+++___ACBZZlZlZlZZac+–ANnaZ/3Zl+–+–+–ABCNbZ/3ZlZlZlZ/3Z/3ac現(xiàn)在是30頁\一共有61頁\編輯于星期日小結(jié)1.三相電壓、電流均對稱。負(fù)載為Y接線電流與對應(yīng)的相電流相同。負(fù)載為接線電壓與對應(yīng)的相電壓相同?，F(xiàn)在是31頁\一共有61頁\編輯于星期日(1)將所有三相電源、負(fù)載都化為等值Y—Y接電路；(2)連接各負(fù)載和電源中點(diǎn)，中線上若有阻抗可不計；(3)畫出單相計算電路，求出一相的電壓、電流：(4)根據(jù)接、Y接時線量、相量之間的關(guān)系，求出原電路的電流電壓。(5)由對稱性，得出其它兩相的電壓、電流。2.對稱三相電路的一般計算方法一相電路中的電壓為Y接時的相電壓。一相電路中的電流為線電流?，F(xiàn)在是32頁\一共有61頁\編輯于星期日例1.ABCZZZZlZlZl已知對稱三相電源線電壓為380V，Z=6.4+j4.8，Zl=6.4+j4.8。求負(fù)載Z的相電壓、線電壓和電流。解：+–A+–BN+–CZlZlZlZZZ+–ANnaZZl現(xiàn)在是33頁\一共有61頁\編輯于星期日+–ANnaZZl現(xiàn)在是34頁\一共有61頁\編輯于星期日例2.ABCZZZABCZZZ一對稱三相負(fù)載分別接成Y接和接。分別求線電流。解：應(yīng)用：Y降壓起動現(xiàn)在是35頁\一共有61頁\編輯于星期日例3.如圖對稱三相電路，電源線電壓為380V，|Z1|=10，cos1

=0.6(滯后)，Z1=–j50，ZN=1+j2。求：線電流、相電流，并定性畫出相量圖(以A相為例)。+___++NACBZ1Z2ZNN'解：現(xiàn)在是36頁\一共有61頁\編輯于星期日+___++NACBZ1ZNN'N'+___++NACBZNN'Z1+_Z1現(xiàn)在是37頁\一共有61頁\編輯于星期日+_Z1根據(jù)對稱性，得B、C相的線電流、相電流：現(xiàn)在是38頁\一共有61頁\編輯于星期日+___++NACBZ1Z2ZNN'現(xiàn)在是39頁\一共有61頁\編輯于星期日–18.4o–53.1o30o由此可以畫出相量圖：30o現(xiàn)在是40頁\一共有61頁\編輯于星期日例4.+++___Z1Z1Z1Z2Z2Z2ZnZ4Z4Z4Z3Z3Z3ABC現(xiàn)在是41頁\一共有61頁\編輯于星期日+_Z1Z3Z2/3Z4/3+++___Z1Z1Z1Z2/3ZnZ3ABCZ4/3解：首先進(jìn)行—Y變換，然后取A相計算電路：現(xiàn)在是42頁\一共有61頁\編輯于星期日負(fù)載化為Y接根據(jù)對稱性，中性電阻Zn短路。+_Z1Z3Z2/3Z4/3現(xiàn)在是43頁\一共有61頁\編輯于星期日+++___Z1Z1Z1Z2Z2Z2ZnZ4Z4Z4Z3Z3Z3ABC返回現(xiàn)在是44頁\一共有61頁\編輯于星期日電源不對稱程度小(由系統(tǒng)保證)。電路參數(shù)(負(fù)載)不對稱情況很多。討論對象：電源對稱，負(fù)載不對稱(低壓電力網(wǎng))。分析方法：不對稱復(fù)雜交流電路分析方法。不能抽單相。主要了解：中性點(diǎn)位移。11.4不對稱三相電路的概念現(xiàn)在是45頁\一共有61頁\編輯于星期日負(fù)載各相電壓：+_+__+NN'ZNZaZbZc三相負(fù)載Za、Zb、Zc不相同。NN'現(xiàn)在是46頁\一共有61頁\編輯于星期日負(fù)載中點(diǎn)與電源中點(diǎn)不重合，這個現(xiàn)象稱為中點(diǎn)位移在電源對稱情況下，可以根據(jù)中點(diǎn)位移的情況來判斷負(fù)載端不對稱的程度。當(dāng)中點(diǎn)位移較大時，會造成負(fù)載相電壓嚴(yán)重不對稱，可能使負(fù)載的工作狀態(tài)不正常。相量圖：NN'現(xiàn)在是47頁\一共有61頁\編輯于星期日例1.照明電路:(1)正常情況下，三相四線制，中線阻抗約為零。每相負(fù)載的工作情況沒有相互聯(lián)系，相對獨(dú)立。(2)假設(shè)中線斷了(三相三線制),A相電燈沒有接入電路(三相不對稱)燈泡未在額定電壓下工作，燈光昏暗。ACBNN'ACBN'現(xiàn)在是48頁\一共有61頁\編輯于星期日(3)A相短路超過燈泡的額定電壓，燈泡可能燒壞。結(jié)論：(a)照明中線不裝保險，并且中線較粗。一是減少損耗，二是加強(qiáng)強(qiáng)度(中線一旦斷了，負(fù)載就不能正常工作)。(b)要消除或減少中點(diǎn)的位移，盡量減少中線阻抗，然而從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來看，中線不可能做得很粗，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整負(fù)載，使其接近對稱情況。ACBN'現(xiàn)在是49頁\一共有61頁\編輯于星期日例2.相序儀電路。已知1/(ωC)=R，三相電源對稱。求：燈泡承受的電壓。解：若以接電容一相為A相，則B相電壓比C相電壓高。B相等較亮，C相較暗(正序)。據(jù)此可測定三相電源的相序。ACBN'RCR現(xiàn)在是50頁\一共有61頁\編輯于星期日例3.ZZZA1A2A3S如圖電路中，電源三相對稱。當(dāng)開關(guān)S閉合時，電流表的讀數(shù)均為5A。求：開關(guān)S打開后各電流表的讀數(shù)。解：開關(guān)S打開后，電流表A2中的電流與負(fù)載對稱時的電流相同。而A1、A3中的電流相當(dāng)于負(fù)載對稱時的相電流。電流表A2的讀數(shù)=5A電流表A1、A3的讀數(shù)=返回現(xiàn)在是51頁\一共有61頁\編輯于星期日1.對稱三相電路的平均功率P11.5三相電路的功率對稱三相負(fù)載ZPp=UpIpcos三相總功率

P=3Pp=3UpIpcos對稱三相負(fù)載Z一相負(fù)載的功率現(xiàn)在是52頁\一共有61頁\編輯于星期日注意：(1)為相電壓與相電流的相位差角(阻抗角)，不要誤以為是線電壓與線電流的相位差。(2)cos為每相的功率因數(shù)，在對稱三相制中即三相功率因數(shù)：

cosA=cosB=cosC=cos

。2.無功功率Q=QA+QB+QC=3Qp(3)電源發(fā)出的功率(或負(fù)載吸收的功率)。現(xiàn)在是53頁\一共有61頁\編輯于星期日3.視在功率一般來講，P、Q、S都是指三相總和。4.對稱三相負(fù)載的瞬時功率功率因數(shù)也可定義為：

cos=P/S(不對稱時無意義)現(xiàn)在是54頁\一共有61頁\編輯于星期日單相：瞬時功率脈動三相：瞬時功率恒定，轉(zhuǎn)矩mp可以得到均衡的機(jī)械力矩。wtpO3UIcospωtOUIcos現(xiàn)在是55頁\一共有61頁\編輯于星期日5.三相功率的測量(對稱，不對稱)(1)三表法若負(fù)載對稱，則需一塊表，讀數(shù)乘以3*三相負(fù)載WWWABCN*****現(xiàn)在是56頁\一共有61頁\編輯于星期日(2)二表法這種量測線路的接法是將兩個功率表的電流線圈串到任意兩相中，電壓線圈的同名端接到其電流線圈所串的線上，電壓線圈的非同名端接到另一相沒有串功率表的線上。（有三種接線放式）若W1的讀數(shù)為P1

，W2的讀數(shù)為P2

，則P=P1+P2

即為三相總功率。三相負(fù)載W1ABC****W2現(xiàn)在是57頁\一共有61頁\編輯于星期日證明：(設(shè)負(fù)載為Y接)

上面兩塊表的接法正好滿足了這個式子的要求，所以兩個功率表的讀數(shù)的代數(shù)和就是三相總功率。最后表達(dá)式僅與線電壓有關(guān)，所以也適用接p=uANiA+uBNiB+uCNiC

iA+

iB+

iC=0(KCL)

iC=–(iA+

iB)

p=(uAN–

uCN)iA+(uBN–

uCN)

iB

=uACiA+uBCiB

P=UAC