相量表达式.pptVIP

学习目的与要求 了解单相交流电路中的几个基本概念 掌握正弦量的基本特征及相量表示法 理解和掌握R、L、C三大基本元件的伏安关系 掌握多元件组合电路的简单分析与计算方法 了解提高功率因数的意义和方法 理解有功功率、无功功率及视在功率的概念 2.5 电路中的谐振 关于零线的结论 有关电路性质讨论 问题与讨论 由 可知，电路性质取决于UX: 即 电压三角形各条边同除以电流相量，可得到一个阻抗三角形如右图示： z X=ωL － ωC 1 R 同理： 2. RLC串联电路的功率 如果把电压三角形各条边同乘以电流相量，可得到一个功率三角形如图示： S Q=QL － QC P 功率三角形和阻抗三角形一样，都不是相量图，但它们给出了各功率、各阻抗之间的数量关系。 在 R、L、C 串联电路中，只有耗能元件R上产生有功功率P；储能元件 L、C 不消耗能量，但存在能量吞吐， 吞吐的规模用无功功率Q来表征；电路提供的总功率常称作视在功率S，三者之间的数量关系遵循功率三角形中所示。 问题与讨论 交流电路中的三种功率，单位上有什么不同？ 有功功率P的单位是瓦特【W】；无功功率Q的单位是乏尔【var】；视在功率S的单位是伏安【VA】。 有功功率、无功功率和视在功率及三者之间的数量关系如何？ 有功功率P =UIcos =URI； 无功功率Q=UIsin =UXI； 视在功率S=UI= 。 若多参数串联的正弦交流电路中出现了电压、电流同相的情况，电路中将出现哪些情况？ 多参数串联电路出现 u、i 同相是一种特殊情况，称作串联谐振 串谐发生时： 电路阻抗最小； 电压一定电流最大； L和C两端出现过电压。 功率因数 实际生产和生活中，大多数电气设备和用电器都是感性的，因此要向电源吸取一定的无功功率，造成线路功率因数较低的现象。功率因数低不仅造成电力能源的浪费，还能增加线路上的功率损耗，为了避免此类现象造成的影响，电力系统要设法提高线路的功率因数。 提高功率因数的意义是什么？如何提高？ 提高功率因数的意义： 1. 提高发配电设备的利用率； 2. 减少输电线上的电压降和功率损失。 尽量减少感性设备的空载和轻载，或在感性设备两端并联适当电容。 2.6 功率因数的提高 例：一台功率为1.1kW的感应电动机，接在220V、50 Hz的电路中，电动机需要的电流为10 A，求：(1)电动机的功率因数；(2)若在电动机两端并联一个79.5μF的电容器，电路的功率因数为多少？ （1） 解： （2）在未并联电容前，电路中的电流为I1；并联电容后，电动机中的电流不变，仍为I1，但电路中的总电流发生了变化，由I1变成I： （3）画出电路图和电路相量图进行分析 （a）电路图 jXL R -jXC I U a IC I1 电动机 U I1 I IC IC 由相量图分析可得： （b）相量图 问题与讨论 如果误把额定值为工频“220V”的接触器接到直流“220V”电源上，会出现什么现象？ 线圈在直流下的R小小于交流阻抗，因此电流大大增加，接触器线圈将由于过热造成损坏。 现代电力工程上几乎都采用三相四线制。三相交流供电系统在发电、输电和配电方面都具有很多优点，因此在生产和生活中得到了极其广泛的应用。 学习本章要求理解对称三相交流电的概念；熟悉三相电路中相、线电压电流的关系；掌握对称三相电路的分析和计算方法；重点理解中线的作用；了解不对称三相电路的简单分析方法。 ? × × ? 三相电源的连接方式 1. 对称三相交流电 ? N S X B Y C Z A 三绕组在空间位置互差120o 定子 转子 转子装有磁极并以? 的速度旋。三个线圈中便产生三个单相电动势。 三相交流发电机示意图 尾端： X Y Z 首端： A B C ↓ ↓ ↓ 对称三相交流电波形图 u 0 T uA uB uC ωt 大小相等，频率相同，相位互差120o。 对称三相交流电 的特征 120° 120° 120° UB UA UC 对称三相电压相量图 三相电源Y接时可向负载提供两种电压 2. 三相电源的星形（Y）连接方式 （中线）或（零线） （火线）或（相线） （火线） （火线） 三相四线制供电方式 A C B N 相电压UP 线电压Ul X Y Z uA uB uC 火线对零线间的电压。 三个相电压是对称的 UP相量图 X Y Z uA uB uC A C B N 相电压： 120° 120° 120° UBN UAN UCN 火线对火线间的电压。 三个线电压也是对称的，且超前与其相对应的相电压30°电角。 Ul相量图 X Y Z u