電工技術(shù)基礎(chǔ)項目教程 課件 項目2正弦交流電路的測試分析任務2

三相異步電動機單相空載運行電路分析電工技術(shù)基礎(chǔ)項目2任務2任務導入學習目標知識鏈接練習思考工作任務正弦交流電路的測試分析2任務導入把小功率220V/380V三相異步電動機一個繞組接入220V交流電源，三相異步電動機空載情況下能否正常運行？使用儀表測量三相異步電機一個繞組的直流電阻和交流電阻是否一樣？怎么加入電容讓三相異步電動機在單相空載情況下正常運行？返回學習目標1學會使用交流電壓表、交流電流表、功率表測量交流電路各物理量。23掌握交流串并聯(lián)電路中電壓、電流的關(guān)系。掌握交流電路分析的一般方法。返回工作任務返回讓一臺小功率三相異步電動機U1和U2接線柱之間接入220V交流電，其他接線柱不接線，讓三相異步電動機空載，看三相異步電動機運動情況，用手轉(zhuǎn)動一下三相異步電動機的轉(zhuǎn)軸，觀察三相異步電動機運動變化情況。按照左圖對三相異步電動機進行接線，閉合開關(guān)K1，觀察三相異步電動機運動情況。返回交流電路中存在電感、電容等儲能元件導致了交流電源輸出的電壓和電流存在相位差，電壓和電流相位差的存在使得交流電路的分析與計算變得復雜，不僅要考慮數(shù)值形式的歐姆定律還要考慮相量形式的歐姆定律，使得交流電路表現(xiàn)出直流電路不可能出現(xiàn)的現(xiàn)象，學習過程中一定要多思考，多從有效值和相位兩個角度去理解交流電路的分析方法。工作任務【總結(jié)與提升】知識鏈接---2.2交流電串聯(lián)、并聯(lián)及混聯(lián)電路分析1．基爾霍夫定律的相量形式2.2.1RLC串聯(lián)交流電路返回在正弦交流電路中，由于流過節(jié)點的各支路電流都是同頻率的正弦量，用對應的相量表示，則有：

，此為基爾霍夫電流定律的相量形式。同理基爾霍夫電壓定律的相量形式為：

，即任一回路中的所有電壓相量的代數(shù)和為零2．RLC串聯(lián)的交流電路2.2.1RLC串聯(lián)交流電路返回RLC串聯(lián)的電路下圖a所示，由于是串聯(lián)電路，流過各個元件的電流相同。以電流作為參考相量，相量圖如b所示。2．RLC串聯(lián)的交流電路2.2.1RLC串聯(lián)交流電路返回Z稱為阻抗，量綱為歐姆，X稱為電抗，|Z|稱為阻抗的模，φ稱為阻抗角，阻抗模是電壓與電流有效值或最大值比值，阻抗角是電路中電壓與電流之間的夾角，即電壓與電流的相位差。阻抗是一個復數(shù)。阻抗形式的相量模型如圖c所示。2.2.1RLC串聯(lián)交流電路返回對于任意一個無源單口交流網(wǎng)絡(luò)的總阻抗計算和直流電路總電阻的計算方法一樣，串聯(lián)總阻抗等于各阻抗相加，并聯(lián)總阻抗的倒數(shù)等于各阻抗倒數(shù)的和，不同的是阻抗的運算要按照復數(shù)的運算法則進行當φ<0時，電壓滯后電流，電路中電容的作用大于電感的作用，這種電路稱為電容性電路。2．RLC串聯(lián)的交流電路當φ>0時，電壓超前電流，電路中電感的作用大于電容的作用，這種電路稱為電感性電路。當φ=0時，電壓與電流同相位，電路中電容的作用與電感的作用相互抵消，這種電路稱為電阻性電路。2.2.2GLC并聯(lián)交流電路返回交流并聯(lián)電路分析時，電阻一般使用電導表示，用電導表示的交流GLC并聯(lián)電路如圖所示。2.2.2GLC并聯(lián)交流電路返回Y稱為導納，導納是一個復數(shù)，因此也稱為復導納，量綱為西門子，B稱為電納，|Y|稱為導納的模，φ稱為導納角，導納模是電流與電壓有效值或最大值比值，導納角是電路中電流與電壓之間的夾角，即電流與電壓的相位差。容納和感納的單位和電導一樣均為西門子（S）。容納：感納：2.2.2GLC并聯(lián)交流電路返回對于任意無源并聯(lián)單口網(wǎng)絡(luò)總復導納計算公式為：當導納角φY取值不同時，交流電路有以下三種不同的性質(zhì)：當B＞0，即BC＞BL時，φY

＞0，電流超前于電壓，電路呈容性；當B＜0，即BC＜BL時，φY

＜0，電流滯后于電壓，電路呈感性；當B=0，即BC=BL時，φY

=0，電流和電壓同相，電路呈電阻性。一個任意的線性無源單口網(wǎng)絡(luò)，設(shè)

與

的參考方向相關(guān)聯(lián)，如圖所示，都可以用復阻抗和復導納兩種形式的模型進行分析。2.2.3正弦交流混聯(lián)電路分析返回同一單口網(wǎng)絡(luò)的復阻抗和復導納互為倒數(shù)，因此在計算電阻、電感、電容混聯(lián)電路時，可以交替使用復阻抗和復導納這兩種形式進行電路的等效變換與化簡。1．諧振現(xiàn)象2.2.4電路中的諧振返回在含有L和C的單口網(wǎng)絡(luò)中，在正弦激勵作用下，當出現(xiàn)端口電壓與電流同相時，稱電路發(fā)生了諧振，即端口處的等效阻抗角：φ=0。諧振現(xiàn)象是正弦交流電路的一種特定工作狀態(tài)，它在電子和通信工程中得到了廣泛的應用，但在電力工程中，發(fā)生諧振時有可能破壞系統(tǒng)的正常工作，因此需要對諧振現(xiàn)象進行分析，諧振電路通常是由電阻、電感和電容組成的串聯(lián)諧振電路和并聯(lián)諧振電路。2．串聯(lián)諧振2.2.4電路中的諧振返回為該電路的諧振角頻率，又稱為固有角頻率。當阻抗中的虛部時，=0電路就發(fā)生了諧振，此時：串聯(lián)諧振時，L、C元件上產(chǎn)生電壓高出電源電壓的倍數(shù)（所以稱為電壓諧振）。3．并聯(lián)諧振2.2.4電路中的諧振返回為該電路的諧振角頻率，又稱為固有角頻率。當阻抗中的虛部時，=0電路就發(fā)生了諧振，此時：并聯(lián)諧振時，L、C元件上產(chǎn)生電流高出電源電流的倍數(shù)（所以并聯(lián)諧振又稱為電流諧振）。(4)

GLC并聯(lián)諧振電路中電感和電容支路電流和為零。（

）練習思考判斷