海南风光电工技术电子.pptx

1海南风光第15讲第三章非正弦周期交流电路

2非正弦周期交流电路第三章§3.1概述§3.2非正弦周期交流信号的分解§3.3非正弦周期交流电路的分析和计算§3.4非正弦周期交流信号的平均值、有效值、平均功率的计算

3非正弦周期交流信号的特点?不是正弦波?按周期规律变化§3.1概述

4半波整流电路的输出信号非正弦周期交流信号举例

5示波器内的水平扫描电压周期性锯齿波

6交直流共存电路+VEs

7计算机内的脉冲信号Tt

8基波（和原函数同频）二次谐波（2倍频）直流分量高次谐波22t)1t=)10wAm++++sin(2fwm+fwsin()(AAtf…..§3.2非正弦周期交流信号的分解

9周期函数

10教材p202(5-5)式求出A0、Bkm、Ckm便可得到原函数的展开式。(参见教材P203例5-1)

11周期性方波的分解tttt基波直流分量三次谐波五次谐波七次谐波例

12基波直流分量直流分量+基波三次谐波直流分量+基波+三次谐波

13频谱图时域时域周期性函数频域离散谱线频域

14§3.3非正弦周期交流电路的分析和计算要点2.利用正弦交流电路的计算方法，对各谐波信号分别计算。（注意:对交流各谐波的XL、XC不同，对直流C相当于开路、L相于短路。）1.利用付里叶级数，将非正弦周期函数展开成若干种频率的谐波信号；3.将以上计算结果，用瞬时值迭加。

15 例1：方波信号激励的电路。已知：求：tT/2T计算举例RLC

16第一步：将激励信号展开为傅里叶级数直流分量：谐波分量：K为偶数K为奇数

17（K为奇数）

18的最后展开式为：tT/2T

19tT/2TIS0等效电源IS0

20直流分量基波最大值代入已知数据：得：

21三次谐波最大值五次谐波最大值角频率

22电流源各频率的谐波分量为：tT/2T

23第二步对各种频率的谐波分量单独计算：1.直流分量IS0作用RIS0u0对直流，电容相当于断路；电感相当于短路。所以输出的直流分量为：u0IS020ΩRLC

242.基波作用20ΩRCu1L

2520ΩRLCu1

263.三次谐波作用20ΩRLCu3

27

284.五次谐波作用20ΩRLCu3

29

30第三步各谐波分量计算结果瞬时值迭加：

31例2：交、直流共存的电路。求：已知：E=12VE1+_R44ki1R1R3R2C2C1u4e4k4k2k10μ10μ_+解题要点：交、直流分别计算；直流和交流瞬时值结果迭加。

32(1)直流电源作用(E1作用，e短路)E1+_R44ki1R1R3R2C2C1u4e4k4k2k10μ10μ_+直流通道

33(2)交流电源作用（e作用，E1短路）R3XC2?（C2称旁路电容）u4i1R44kR1R3R2C2C1e4k4k2k10μ10μ_+??以下介绍近似计算法

34（C1称藕合电容）C2也可视为短路R2XC2???i1u4R44kR1R3R2C2C1e4k4k2k10μ10μ_+R4XC1?同理

35u4i1R44kR1R2C1e4k2k_+简化后的交流通道对交流通道进行简化后的计算

36最后结果：交、直流迭加直流分量交流分量i1t

37计算非正弦周期交流电路应注意的问题1.最后结果只能是瞬时值迭加。不同频率正弦量不能用相量相加。2.不同频率对应的XC、XL不同。...

38§3.4.非正弦周期交流信号的平均值、有效值、平均功率的计算

39数学预备知识1.正弦、余弦信号一个周期内的积分为0。三角函数的正交性（为整数）

402.在一个周期内的积分为。（为整数）

413.三角函数的正交性

42一、非正弦周期函数的平均值若则其平均值为：(直流分量)正弦量的平均值为0

43二、非正弦周期函数的有效值若则有效值:

44结论：周期函数的有效值为直流分量及各次谐波分量有效值平方和的方根。教材p207(5-12)式利用三角函数的正交性得：

45三、非正弦周期交流电路平均功率的计算

46结论：平均功率＝直流分量的功率＋各次谐波的平均功率利用三角函数的正交性，整理后得：