[工学]ch2正弦交流电路10年2.ppt

第2章 正弦交流电路 2.1　正弦电压与电流 2.1.1 频率与周期 2.1.2 幅值与有效值 2.1.3初相位与相位差 2.2 正弦量的相量表示法 2.2 正弦量的相量表示法 2.2 正弦量的相量表示法 正误判断 2.3 电阻元件、电感元件和电容元件 2.4　单一参数的交流电路 2.3.1 电阻元件的交流电路 2.4.2 电感元件的交流电路 可得相量式： 2.4.3 电容元件的交流电路 2.5 RLC串联的交流电路 (2)相量法 2) 相量图 2.功率关系 (4) 视在功率 S 阻抗三角形、电压三角形、功率三角形 例1： 方法1： 方法1： 2.6 阻抗的串联与并联 2.6.1阻抗的串联 2.6.2 阻抗并联 2.7　电路中的谐振 2.7.1 串联谐振 2.7.2 并联谐振 2.8　功率因数的提高 2.9 三相电路 2.9.1 三相电压 2.9.1 三相电压 2.9.2 三相电路中负载的联接方式 1. 负载星形联接的三相电路 (2). 星形联接电路的计算 (3) 对称负载Y 联接三相电路的计算 2. 三角形联接 2.9.3 三相功率 例1: 例2： 解： 功率因数低引起的问题 有功功率 P = UNIN cos? 功率因数 1. 电源设备的容量将不能充分利用 2. 增加输电线路和发电机绕组的功率损耗 在 P、U 一定的情况下， cos? 越低，I 越大，损耗越大。 下，cos? 越低，P 越小，设备得不到充分利用。 P = UI cos ? 电压与电流的相位 差角(功率因数角) 在电源设备 UN、IN 一定的情况 I ? IC ? I1 ? U ? ?1 ? C = ? U 2 P (tan?1– tan? ) i iC L u R – + i1 C 电路功率因数低的原因 感性负载的存在 提高功率因数的方法 并联电容后，电感性负载的工作 状态没变，但电源电压与电路中总电 流的相位差角减小，即提高了电源或 电网的功率因数。 已知感性负载的功率及功率因数 cos ? 1 ，若要求把电路功率因数提高到 cos ?，则应并联电容 C 为 由相量图可得 又因 所以 由此得 [例 1] 有一电感性负载，P = 10 kW，功率因数 cos?1 = 0.6， 接在电压 U = 220 V 的电源上，电源频率 f = 50 Hz。(1) 如果将 功率因数提高到 cos? = 0.95 ，试求与负载并联的电容器的电容 值和电容并联前后的线路电流。(2) 如果将功率因数从 0.95 再 提高到 1，试问并联电容器的电容值还需增加多少？ [解] 所需电容值为 电容并联前线路电流为 电容并联后线路电流为 (2)若将功率因数从 0.95 再提高到 1，所需增加的电容值为 (1) 图2.9.1 三相交流发电机示意图 工作原理：动磁生电 (尾端) + eA eB eC X A B Y C Z (首端) + + – – – + + _ _ e e A X ? 图2.9.2 三相绕组示意图 图2.9.3电枢绕组及其电动势 定子 Z A X Y N S C - + B ? ? ? 转子 2.9.1 三相电压 　　三相电压是由三相发电机产生的频率相同、幅值相等、相位互差 120? 的三相对称正弦电压，若以 uA 为参考正弦量则 也可用相量表示 Um –Um uA uB uC ? t O 2? ? 以 uA为参考正弦量，则有 对称三相电压的波形图 对称三相电压相量图 120° UA ? UC ? UB ? 120° 120° 三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。 供电系统三相交流电的相序为 A B C 2.9.1 三相电压 三相电源的星形联结 – + uCA – + uA N 中点 或零点 A B C N – + uAB + – uBC uB – + uC – + 火线 中性线 两始端间的电压称为 线电压。 其有效值用 UAB、 UBC、 UCA 表示或一般用 Ul 表示。 始端与末 端之间的电 压称为相电压; 其有效值 用 UA 、 UB、 UC 表示或一 般用 UP 表示。 线、相电压之间的关系 2.9.1 三相电压 三相电源的星形联结 – + uCA – + uA N A B C N – + uAB + – uBC uB – + uC – + 线、相电压间相量关系式 相量图 UA ? UC ? UB ? 30o 30o 30o 同理 设 则 三相 负载 对称(三个相的复阻抗相等) 不对称(由多个单相负载组成) 由三相电源供电的负载称为三相负载