(播放版28)第11章3第12章三相电路课件

|HC(jh)|

=h2

+Q2(h2-1)2QhC2=1-2Q21极值点|HC(jhC2)|

=Q1-4Q21快速回放271.RLC串联电路的频率特性----以UC(

)为输出时H(

)+-+-RjwL+-

.UR

.UL

.UCjwC1+-

.US.I峰值hC21.00.5

HC(jh)

1hoQ>>1216/4/202411.RLC串联电路的频率特性----以UL(

)为输出时H(

)+-+-RjwL+-

.UR

.UL

.UCjwC1+-

.US.IhL2Q|HL(jh)|

=1+Q2(1-h21h2)2hL2hC212Q2-12Q2=|HL(jhL2)|=|HC(jhC2)|极值点=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，同时峰值增高。|HC(jh)|为低通函数，|HL(jh)|为高通函数；

当Q＞时，才有峰值21

=

C2，UC(

)获最大值；

=

L2，UL(

)获最大值。且UC(

C2)=UL(

L2)。1.00.5

HC(jh)

1hohC2hL2

HL(jh)

Q>>1216/4/202432.RLC并联谐振电路

若外施电压一定，则电流最小；①条件②谐振频率③特点导纳模最小，呈电阻性(阻抗模最大)；外施电流一定时，电压最大，且与电流同相位；

IL和IC可能远大于总电流。Y的虚部为0。

0=LC1IL和

IC大小相等、方向相反、相互抵消。④品质因数Q

=w0LG1=G1LC=ISIL(jw0)=ISIC(jw0)w0CG=.I.ICjwCjwL1.IL.IGG.U+-.IS6/4/202443.实用的并联谐振电路.IC.I1

.U+-.IsRjwLjwC1w0=LC11-LCR2Y(jw0)=LRCZ(jw0)=LRC

在小损耗(R很小)情况下：Q

w0LR=w0CR1=R1CL=I1ISw0

LC1=ICIS品质因数为

电路发生谐振是有条件的，在电路参数一定时，满足：谐振时导纳很小，阻抗很大。R

CL形式同串联谐振6/4/20245(1)优点①展宽频带(有限数轴上，描绘较大频率范围

)；③用分段直线(渐近线)近似表示。②将乘除变成加减，绘制方便；5.Bode图及其绘制(难点)6/4/20246(2)心算法绘制要点当遇到

1时(在分子)，斜率改变+20dB/dec；当遇到

2时(在分母)，斜率改变-20dB/dec；一直延伸到坐标的最右端即可。H(j

)=1+jw/

1jw

(1+jw/

2)①将H(j

)化为标准形式:

若j

在分子(微分环节)，②在频率轴上依次标出转折频率

1、

2、

；③确定起始段：是一条过(1，0)点，斜率为-20dB/dec的直线。本例由-20lg

决定(积分环节)，过(1，0)点，斜率为+20dB/dec的直线。则起始段是一条④直线从起始端开始向

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|

相频特性可逐点描绘(关键点、易算点)，不赘述。w3-40dB/dec回放结束6/4/20248§11-6滤波器简介1.滤波器的定义

允许信号中特定的频率成分通过，极大地衰减或抑制其他频率成分，此类电路（或装置、系统）称之为滤波器。

滤波器相当于频率“筛子”。+-U1(jw)+-U2(jw)H(jw)6/4/202492.滤波器的作用①将有用的信号与噪声分离，提高信号的抗干扰性及信噪比；②滤掉不感兴趣的频率成分，提高分析精度；3.滤波器及其分类③从复杂频率成分中分离出单一的频率分量。①按所用元件分：有源和无源二大类。

无源：RC滤波器、LC滤波器、特殊元件构成的滤波器；(如压电陶瓷滤波器等)

有源：利用运算放大器构成的滤波器。②按所处理信号分：模拟滤波器和数字滤波器。6/4/202410几种滤波器的图片电网有源滤波器：抑止谐波、补偿无功功率。6/4/202411③按滤波特性(根据频率特性)分：低通、高通、带通、带阻、可变通带滤波器等。

o

1低通

o

1高通低通滤波器(LPF)高通滤波器(HPF)6/4/202412带通滤波器(BPF)

o

1带通

2

o

1带阻

2也称为“陷波器”。带阻滤波器(BEF)6/4/202413

经典的无源滤波器利用L、C彼此相反又互补的频率特性构成。LCG型低通LCCLCLT型低通P型低通带通滤波器L1C1C2L2L1C1C2L2带阻滤波器6/4/202414含集成运放的二阶低通有源滤波器R1R2uo+-+∞RCRCui滤波方式由赛伦-凯于1955年提出，因此也称为Sallen-Key电路。6/4/202415第十一章结束6/4/202416第十二章三相电路知识结构框图对称三相电路相、线值关系星形连接三角形连接不对称三相电路计算中性点位移测量单相计算法三相电路的功率S、P、Q、cosj、S6/4/202417难点1.三线三相制电路功率测量的二瓦计法；2.不对称三相电路的分析计算。与其它章节的联系三相电路可以看成是三个同频率正弦电源作用下的正弦电流电路，对它的计算，第九章正弦电流电路中所阐述的方法完全适用。

重点1.相、线值(电压电流)的关系；2.三相电路的计算方法；3.三相电路的功率分析。6/4/202418§12-1三相电路

三相电路：由三相电源、三相负载和三相输电线路三部分组成。

在世界各国的电力系统中，供电方式绝大多数都采用三相制。原因是采用三相制供电比单相制供电有更多的优越性：发电方面：②输电方面：③配电方面：比单相电源可提高功率50%；比单相输电节省钢材25％；④用电设备：三相变压器比单相变压器经济结构简单、成本低廉、运行可靠、维护方便。且便于接入负载；6/4/202419

三相电路的特殊性：

以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用，是目前电力系统采用的主要供电方式。①特殊的电源；②特殊的负载；③特殊的连接；④特殊的求解方式。

研究三相电路要注意其特殊性。6/4/2024201.对称三相电源的产生

对称三相电源由三相同步发电机产生。气轮发电机转子气轮发电机定子运行中的气轮发电机(火力发电)300MW6/4/202421燃烧室燃料锅炉循环水汽轮机发电机3000r/min50Hz升压变压器超热高压蒸汽电能输出电能的产生----火力发电示意图有些国家是3600r/min60Hz6/4/202422热电厂1煤传送带2加煤机3粉碎机4锅炉5煤渣6空气预热器7静电除尘8烟囱9汽轮机10冷凝器11变压器12冷却塔13发电机14输电线6/4/202423组装中的三峡电站首台机组水力发电站6/4/202424三相同步发电机示意图

定子三相绕组在空间互差120o，当转子(磁极)以均匀角速度

转动时，在三相绕组中产生感应电压，从而形成对称三相电源。什么是对称三相电源指三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差120o的正弦电源。wAZBXCYSNI6/4/202425三相电源的产生示意图6/4/2024262.三相电源的表达形式

(1)瞬时值表达式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三端称为始端，+-uAAX+-uBBY+-uCCZ

.UAo

.UB120o

.UC120o120oX、Y、Z三端称为末端。相量图

6/4/202427(4)相序①正序(顺序)②负序(逆序)(3)波形图表示uwt2ppuAuBuCo三相电源各相经过同一值(如最大值)的先后顺序。A→B→C→AA→C→B

→A

相序的实际意义：M3

ABC123M3

ACB123正转反转6/4/202428(5)对称三相电源的特点以后不加说明，均指正序。uA+uB

+uC

=0

.UA

+

.UB

+

.UC

=0

不管是正序还是负序，对称三相电压满足：

.UA

.UB120o

.UC120o120o

.UA

+

.UB6/4/2024293.三相电源的联接(1)星(Y)形联接

三个电源的一端X、Y、Z汇集于一点N，称中性点。NABC+-

.UA+-

.UB+-

.UC+-+-

.UB+-

.UC

.UABACNXYZN另一种画法6/4/202430(2)三角形(△)联接

三相电源依次联接成一个回路，再从端子A(Z)、B(X)、C(Y)引出端线。注意：△形联接没有中性点，不能引出中线。+-uC-+uA-+uBBAC另一种画法+-uA+-uB+-uCABCXYZABC6/4/2024314.三相负载及其联接

三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分称为一相负载，三相负载也有二种联接方式。ZAZBZCA'

N'

C'

B'

A'

B'

C'

N'

ZAZBZC当ZA=ZB=ZC时，称三相对称负载。(1)星(Y)形联接6/4/202432(2)三角形(△)联接ZABZBCZCAA'

C'

B'

A'

C'

B'

ZABZBCZCA当ZAB=ZBC=ZCA时，称三相对称负载。6/4/2024335.三相电路

三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成：Y接电源Y接负载D接负载D接电源Y接负载D接负载注意

当电源和负载都对称时，称为对称三相电路。6/4/202434ZN+-+-

.UB+-

.UC

.UAABCNZZZN'ZZZZZZZZZN'

.UC+--+-+BAC

.UA

.UB三相三线制：Y-△、三相四线制：Y0-Y0，即Y-Y联接加中线。Y-Y、△-△、△-Y。6/4/202435§12-2线电压(电流)与相电压(电流)的关系端线：始端A,B,C三个端子的引出线。1.名词介绍+--+-+BAC

.UA

.UB

.UCXYZ注意：联接无中线。也称相线，俗称火线。中线：中性点N的引出线。+-+-

.UB+-

.UC

.UABACNXYZN俗称零线。6/4/202436+--+-+BAC

.UA

.UB

.UCXYZ相电压：每相电源电压

.UA、

.UB、

.UC。线电压：端线与端线之间的电压线电流：流过端线的电流

.UAB、

.UBC、

.UCA。

.IA

.IB

.IC

.UAB

.UBC

.UCA+-+-

.UB+-

.UC

.UABACNXYZN

.IA

.IB

.IC

.UAB

.UBC

.UCA

.IA、

.IB、

.IC。

任意两根火线之间的电压。

流过火线的电流。6/4/202437

.UA'N'+-ZAZBZCA'

N'

C'

B'

.UC'A'-+ZABZBCZCAA'

C'

B'

⑥负载的相电压：每相负载上的电压。⑦负载的线电压：负载端线间的电压。⑧线电流：流过端线的电流。⑨相电流：流过每相负载的电流。

.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.相电压和线电压的关系

.IA

.IB

.IC

.UAB

.UBC

.UCA+-+-

.UB+-

.UC

.UABACNXYZN(1)Y形联接设：.UAN

=

U0o.UBN

=

U-120o.UCN

=

U120o=U-U-120o=

U330o=U-120o-U120o=

U3-90o=U120o-U=

U3150o6/4/202439利用相量图也能得到相电压和线电压之间的关系：

.UAN

.UBN

.UCNN

.-UBN

.UAB30o

.-UCN

.UBC

.-UAN

.UCA由相量图得：

.UBC

.UAB

.UAN

.UBN

.UCNN

.UCA150o90oUAB=2

UANcos30o=

UAN3线电压一般表示成

.UAB

=

.UAN

330o

.UBC

=

.UBN

330o

.UCA

=

.UCN

330o6/4/202440

结论：对Y联接的对称三相电源①若相电压对称，则②线电压的大小等于相电压的3倍；③线电压相位领先对应

所谓的“对应”：对应相电压用线电压的第一个下标字母标出。

.UAB

.UAN

.UBC

.UBN

.UCA

.UCN

.UBC

.UAB

.UAN

.UBN

.UCNN

.UCA线电压也对称；相电压

30o。6/4/202441

注意(2)△形联接+--+-+BAC

.UA

.UB

.UCXYZ

.UAB

.UBC

.UCA

线电压等于对应的相电压。

.UA

.UAB

=

.UB

.UBC

=

.UC

.UCA

=

以上关于线电压和相电压的关系也适用于对称星型负载和三角型负载。②△联接电源始端末端要依次相联：6/4/202442正确接法

.UA

+

.UB

+

.UC

=0+-+-+-ABCXYZABC

.UA

.UB

.UC

.I

.I=0电源中不会产生环流。

.UA

+

.UB

-

.UC

.U