(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hC21.00.5

HC(jh)

1hoQ>>1216/4/202411.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1.00.51ho

HC(jh)

Q>>121hC2

HL(jh)

=Q1-4Q216/4/20242

注意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)。1.00.5

HC(jh)

1hohC2hL2

HL(jh)

Q>>1216/4/202432.RLC并聯(lián)諧振電路

若外施電壓一定，則電流最?。虎贄l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)；外施電流一定時(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+-.IS6/4/202443.實(shí)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)情況下：Q

w0LR=w0CR1=R1CL=I1ISw0

LC1=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)一定時(shí)，滿足：諧振時(shí)導(dǎo)納很小，阻抗很大。R

CL形式同串聯(lián)諧振6/4/20245(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，繪制方便；5.Bode圖及其繪制(難點(diǎn))6/4/20246(2)心算法繪制要點(diǎn)當(dāng)遇到

1時(shí)(在分子)，斜率改變+20dB/dec；當(dāng)遇到

2時(shí)(在分母)，斜率改變-20dB/dec；一直延伸到坐標(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(1，0)點(diǎn)，斜率為-20dB/dec的直線。本例由-20lg

決定(積分環(huán)節(jié))，過(1，0)點(diǎn)，斜率為+20dB/dec的直線。則起始段是一條④直線從起始端開始向

增大的方向延伸:6/4/20247-40-60-2020020lgH(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6/4/20248§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，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)6/4/202492.濾波器的作用①將有用的信號(hào)與噪聲分離，提高信號(hào)的抗干擾性及信噪比；②濾掉不感興趣的頻率成分，提高分析精度；3.濾波器及其分類③從復(fù)雜頻率成分中分離出單一的頻率分量。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。6/4/202410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。6/4/202411③按濾波特性(根據(jù)頻率特性)分：低通、高通、帶通、帶阻、可變通帶濾波器等。

o

1低通

o

1高通低通濾波器(LPF)高通濾波器(HPF)6/4/202412帶通濾波器(BPF)

o

1帶通

2

o

1帶阻

2也稱為“陷波器”。帶阻濾波器(BEF)6/4/202413

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6/4/202414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。6/4/202415第十一章結(jié)束6/4/202416第十二章三相電路知識(shí)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、S6/4/202417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。6/4/202418§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)都采用三相制。原因是采用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)省鋼材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)單、成本低廉、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便。且便于接入負(fù)載；6/4/202419

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)采用的主要供電方式。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。

研究三相電路要注意其特殊性。6/4/2024201.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)300MW6/4/202421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/min60Hz6/4/202422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6/4/202423組裝中的三峽電站首臺(tái)機(jī)組水力發(fā)電站6/4/202424三相同步發(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)以均勻角速度

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。wAZBXCYSNI6/4/202425三相電源的產(chǎn)生示意圖6/4/2024262.三相電源的表達(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

6/4/202427(4)相序①正序(順序)②負(fù)序(逆序)(3)波形圖表示uwt2ppuAuBuCo三相電源各相經(jīng)過同一值(如最大值)的先后順序。A→B→C→AA→C→B

→A

相序的實(shí)際意義：M3

ABC123M3

ACB123正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)6/4/202428(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

+

.UB6/4/2024293.三相電源的聯(lián)接(1)星(Y)形聯(lián)接

三個(gè)電源的一端X、Y、Z匯集于一點(diǎn)N，稱中性點(diǎn)。NABC+-

.UA+-

.UB+-

.UC+-+-

.UB+-

.UC

.UABACNXYZN另一種畫法6/4/202430(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。注意：△形聯(lián)接沒有中性點(diǎn)，不能引出中線。+-uC-+uA-+uBBAC另一種畫法+-uA+-uB+-uCABCXYZABC6/4/2024314.三相負(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6/4/202432(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。6/4/2024335.三相電路

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)。工程上根據(jù)實(shí)際需要可以組成：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)載注意

當(dāng)電源和負(fù)載都對(duì)稱時(shí)，稱為對(duì)稱三相電路。6/4/202434ZN+-+-

.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。6/4/202435§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注意：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。6/4/202436+--+-+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。

任意兩根火線之間的電壓。

流過火線的電流。6/4/202437

.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：流過端線的電流。⑨相電流：流過每相負(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'6/4/202438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=

U3150o6/4/202439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=2

UANcos30o=

UAN3線電壓一般表示成

.UAB

=

.UAN

330o

.UBC

=

.UBN

330o

.UCA

=

.UCN

330o6/4/202440

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。6/4/202441

注意(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)：6/4/202442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

.U