路模电子教案45章.ppt

目前发电及供电系统都是采用三相交流电 在日常生活中所使用的交流电源 只是三相交流电其中的一相 工厂生产所用的三相电动机是三相制供电 三相交流电也称动力电 本章主要介绍三相交流电源 三相负载的联接及电压 电流和功率的分析及安全用电常识 第4章三相交流电路 uA Umsin tuB Umsin t 1200 uC Umsin t 2400 Umsin t 1200 4 1三相交流电源 Ul Up 4 2 1负载的 形联结负载 形与联结时 线电流Il与相电流Ip 线电压与相电压的关系为三相四线制的中线不能断开 中线上不允许安装熔断器和开关 4 2三相交流负载 如果负载ZA ZB ZC称为对称负载 这时的IA IB IC相位互差1200 对称负载 接中线可以省去 构成 联结三相三线制 额定功率PN 3kW的三相异步电动机 均采用 联结三相三线制 如果三相异步电动机的额定功率PN 4kW时 则应采用 形联结 负载 形联结的特点是 Ul UpIl Ip三相负载的 形联结只有三相三线制 4 2 2负载的 形联结 三相负载总的功率计算形式与负载的联结方式无关 三相总的有功功率P Pa Pb Pc三相总的无功功率Q Qa Qb Qc三相总的视在功率如果负载对称 则三相总的功率分别为 4 2 3三相功率 如图4 5所示的三相对称负载 每相负载的电阻R 6 感抗XL 8 接入380V三相三线制电源 试比较 形和 形联结时三相负载总的有功功率 解 各相负载的阻抗 形联结时 负载的相电压线电流等于相电流 例4 1 负载的功率因数故 形联结时三相总有功功率为改为 形联结时 负载的相电压Up Ul 380V负载的相电流则线电流Il Ip 38 66A 形联结时的三相总有功功率为P UlIlcos 380 66 0 6 26 1kW可见P 三相交流发电机产生按正弦规律变化的三相幅值相等 频率相同 相位互差1200的交流电 负载星形联结Il Ip Ul UpGg负载角形联结Ul Up Il IpGd三相有功功率P Pa Pb Pc v三相负载对称P 3UpIpcos UlIlcosg中线上不允许接熔断器及开关 本章小结 在含有储能元件 电容 电感 的电路中 当电路的某处联结或元件的参数发生变化 使储能元件储能或释放能量而导致电路中的电压及电流产生暂时的变化过程 这个暂时的变化过程称为电路的暂态 暂态过程发生之前或暂态过程结束之后的电路状态均称为稳态 本章主要讨论运用三要素法分析暂态过程中电压和电流的变化规律及常用的RC微积分电路 第5章电路的暂态分析 换路 电路的某处联结或元件的参数发生变化换路定则 在换路瞬间电容两端的电压不能跃变 电感中的电流不能跃变 设换路的瞬间t 0 换路前的终了瞬间t 0 换路后的初始瞬间t 0 换路定则公式 5 1换路定则 含有一个储能元件或可等效为一个储能元件的电路换路时 各个元件上电压和电流的变化规律为式中f t 为待求量 f 0 为初始值 f 为稳态值 为换路后的电路时间常数 f 0 f 和 称为 三要素 5 2暂态分析的三要素法 根据换路定则就可以求得换路后电容电压的初始值uC 0 和电感电流的初始值iL 0 及电路中各个元件上电压和电流的初始值f 0 5 2 1初始值f 0 求图5 1 a 所示电路换路后 S闭合 各个元件上的初始值 设换路前 S断开 uC 0 0 如图5 1 b 所示 电路中E 12V R1 R2 10k C 1000PF 例5 1 解 根据换路定则 电路如图5 2 a 所示 R1 R2 R3 3 L 3H E 6V 开关S长期处于1位置 t 0时S打向2位置 求各个元件上的初始值 例5 2 解 t 0 的等效电路如图5 2 b 所示 在稳态时XL 2 fL 0 所以电感L视为短路 根据换路定则iL 0 iL 0 iR1 0 0iR2 0 iR3 0 iL 0 1AuR1 0 iR1 0 R1 0uR2 0 iR2 0 R2 1 3 3VuR3 0 iR3 0 R3 1 3 3VuL 0 uR3 0 uR2 0 3 3 6V 稳态值f 是指换路后t 时储能元件的储能或释放能量的过程已经结束 电路中的各个量值已经达到稳定的数值后 所要求解的某个量值 5 2 2稳态值f 求图5 1 a 电路换路后各个元件上的稳态值f 解 电路换路后进入稳态 iC 0 电容C相当于开路 iR1 iR2 uR1 iR1 R1 0 6m 10k 6VuR2 iR2 R2 0 6m 10k 6VuC uR1 6V 例5 3 求图5 2 a 电路换路后各个元件上的稳态值f 解 图5 2 a 电路换路后进入稳态uL 0 电感L相当于短路 因uL 0 所以iL iR3 iR2 iR1 0uR1 iR1 R1 0uR2 iR2 R2 0uR3 iR3 R3 0从例5 3和例5 4的分析计算结果可见 换路后t 时 电容元件C的iC 0 可视为开路 电感元件L的uL 0 可视为短路 例5 4 5 2 3时间常数 RC电路RCRL电路 例5 5 求图5 1 a 电路换路后的时间常数 解 RC R1 R2 C 5 103 1000 10 12 5 10 6s 5 s 求图5 2 a 电路换路后的时间常数 解 例5 6 如果求得了电路换路后的 值和各个量的f 0 f 三要素 就可直接利用公式写出暂态过程任一量的变化规律和求出任一时刻的值 5 2 4求任一量f t 根据例5 1 例5 3和例5 5的计算结果 求图5 1 a 换路后的uC t iC t 和uR2 t 及t 和t 5 时的uC值 并画出uC t 的变化曲线 uC 0 0 uC 6V 5 s iC 0 1 2mA iC 0 uR2 0 12V uR2 6V 例5 7 解 根据式可得 6 0 6 6 6V当t 时uC 6 6 6 6 6 6 0 368 3 8V当t 5 时uC 5 6 6 6 6e 5 6 6 0 007 6V可以认为t 5 时 暂态过程基本结束 0 1 2 0 1 2mA 6 12 6 6 6V 根据例5 2 例5 4和例5 6的计算结果 求图5 2 a 换路后的uL t 和iL t uL 0 6V uL 0 0 5s iL 0 1A iL 0 解 0 6 0 6 0 1 0 A 例5 8 5 3 1微分电路RC串联从R两端取uo 当RC twC的充放电速度很快 uo存在时间很短 所以ui uC uo uC而uo RiC RC RCuo与ui的微分成正比 因此称这种电路为微分电路 RC微分电路 输入为矩形脉冲输出可获得正负尖脉冲 5 3微分电路与积分电路 RC串联从C两端取u0 当RC tw C的充放电速度很慢 则此RC电路在脉冲序列作用下 电路则为积分电路 uo uC uR而ui uR uo uR iRi ui R所以uo与ui的积分成正比 因此称这种电路为RC积分电路 RC积分电路 输入为矩形脉冲输出可获得锯齿波 5 3 2积分电路 电路中含有储能元件电感或电容 才会形成暂态过