电工技术基础项目教程 课件 项目2正弦交流电路的测试分析任务2

三相异步电动机单相空载运行电路分析电工技术基础项目2任务2任务导入学习目标知识链接练习思考工作任务正弦交流电路的测试分析2任务导入把小功率220V/380V三相异步电动机一个绕组接入220V交流电源，三相异步电动机空载情况下能否正常运行？使用仪表测量三相异步电机一个绕组的直流电阻和交流电阻是否一样？怎么加入电容让三相异步电动机在单相空载情况下正常运行？返回学习目标1学会使用交流电压表、交流电流表、功率表测量交流电路各物理量。23掌握交流串并联电路中电压、电流的关系。掌握交流电路分析的一般方法。返回工作任务返回让一台小功率三相异步电动机U1和U2接线柱之间接入220V交流电，其他接线柱不接线，让三相异步电动机空载，看三相异步电动机运动情况，用手转动一下三相异步电动机的转轴，观察三相异步电动机运动变化情况。按照左图对三相异步电动机进行接线，闭合开关K1，观察三相异步电动机运动情况。返回交流电路中存在电感、电容等储能元件导致了交流电源输出的电压和电流存在相位差，电压和电流相位差的存在使得交流电路的分析与计算变得复杂，不仅要考虑数值形式的欧姆定律还要考虑相量形式的欧姆定律，使得交流电路表现出直流电路不可能出现的现象，学习过程中一定要多思考，多从有效值和相位两个角度去理解交流电路的分析方法。工作任务【总结与提升】知识链接---2.2交流电串联、并联及混联电路分析1．基尔霍夫定律的相量形式2.2.1RLC串联交流电路返回在正弦交流电路中，由于流过节点的各支路电流都是同频率的正弦量，用对应的相量表示，则有：

，此为基尔霍夫电流定律的相量形式。同理基尔霍夫电压定律的相量形式为：

，即任一回路中的所有电压相量的代数和为零2．RLC串联的交流电路2.2.1RLC串联交流电路返回RLC串联的电路下图a所示，由于是串联电路，流过各个元件的电流相同。以电流作为参考相量，相量图如b所示。2．RLC串联的交流电路2.2.1RLC串联交流电路返回Z称为阻抗，量纲为欧姆，X称为电抗，|Z|称为阻抗的模，φ称为阻抗角，阻抗模是电压与电流有效值或最大值比值，阻抗角是电路中电压与电流之间的夹角，即电压与电流的相位差。阻抗是一个复数。阻抗形式的相量模型如图c所示。2.2.1RLC串联交流电路返回对于任意一个无源单口交流网络的总阻抗计算和直流电路总电阻的计算方法一样，串联总阻抗等于各阻抗相加，并联总阻抗的倒数等于各阻抗倒数的和，不同的是阻抗的运算要按照复数的运算法则进行当φ<0时，电压滞后电流，电路中电容的作用大于电感的作用，这种电路称为电容性电路。2．RLC串联的交流电路当φ>0时，电压超前电流，电路中电感的作用大于电容的作用，这种电路称为电感性电路。当φ=0时，电压与电流同相位，电路中电容的作用与电感的作用相互抵消，这种电路称为电阻性电路。2.2.2GLC并联交流电路返回交流并联电路分析时，电阻一般使用电导表示，用电导表示的交流GLC并联电路如图所示。2.2.2GLC并联交流电路返回Y称为导纳，导纳是一个复数，因此也称为复导纳，量纲为西门子，B称为电纳，|Y|称为导纳的模，φ称为导纳角，导纳模是电流与电压有效值或最大值比值，导纳角是电路中电流与电压之间的夹角，即电流与电压的相位差。容纳和感纳的单位和电导一样均为西门子（S）。容纳：感纳：2.2.2GLC并联交流电路返回对于任意无源并联单口网络总复导纳计算公式为：当导纳角φY取值不同时，交流电路有以下三种不同的性质：当B＞0，即BC＞BL时，φY

＞0，电流超前于电压，电路呈容性；当B＜0，即BC＜BL时，φY

＜0，电流滞后于电压，电路呈感性；当B=0，即BC=BL时，φY

=0，电流和电压同相，电路呈电阻性。一个任意的线性无源单口网络，设

与

的参考方向相关联，如图所示，都可以用复阻抗和复导纳两种形式的模型进行分析。2.2.3正弦交流混联电路分析返回同一单口网络的复阻抗和复导纳互为倒数，因此在计算电阻、电感、电容混联电路时，可以交替使用复阻抗和复导纳这两种形式进行电路的等效变换与化简。1．谐振现象2.2.4电路中的谐振返回在含有L和C的单口网络中，在正弦激励作用下，当出现端口电压与电流同相时，称电路发生了谐振，即端口处的等效阻抗角：φ=0。谐振现象是正弦交流电路的一种特定工作状态，它在电子和通信工程中得到了广泛的应用，但在电力工程中，发生谐振时有可能破坏系统的正常工作，因此需要对谐振现象进行分析，谐振电路通常是由电阻、电感和电容组成的串联谐振电路和并联谐振电路。2．串联谐振2.2.4电路中的谐振返回为该电路的谐振角频率，又称为固有角频率。当阻抗中的虚部时，=0电路就发生了谐振，此时：串联谐振时，L、C元件上产生电压高出电源电压的倍数（所以称为电压谐振）。3．并联谐振2.2.4电路中的谐振返回为该电路的谐振角频率，又称为固有角频率。当阻抗中的虚部时，=0电路就发生了谐振，此时：并联谐振时，L、C元件上产生电流高出电源电流的倍数（所以并联谐振又称为电流谐振）。(4)

GLC并联谐振电路中电感和电容支路电流和为零。（

）练习思考判断