第1章_变流电路分析基础071113.pptVIP

1.1 非正弦周期量表示方法 富氏级数是谐波分析的数学基础 富氏级数表示法的优点：可以清楚得看出电量成份 1.2 非正弦周期电量计算 例：单相半波整流电路为电阻负载，电源电压为 电流波形为 求电路的 5.谐波含有率 * 第一章 变流电路分析基础 1.1 非正弦周期量表示方法 1.2 非正弦周期电量计算 1.4 输入正弦波电压的电路 1.1 非正弦周期量表示方法 非正弦周期量有两种数学表示方法：分段表示法和富氏级数表示法。 正弦： 为幅值 为角频率 为电角度表示的周期 k为周期个数 用半导体变流电路实现电能变换时，电压、电流常为非正弦周期量。 一.分段表示法 非正弦周期量每一周期重复一次，一个周期内的波形是由一段或几段曲线组成（无法写成一个统一的数学表达式），若每段曲线都有一定的变化规律和表示方法时，则可以将一个周期内的波形分段表示。 1.1 非正弦周期量表示方法 0 例： 优点：表达直观 二.富氏级数表示法 非正弦周期量可表示为一系列不同频率的正弦量之和。电力电子技术中遇到的非正弦周期量通常都满足富氏级数展开的条件。 为正弦周期函数， 可以用富氏级数展开 则 设 1.1 非正弦周期量表示方法 时 为基波 时 为高次谐波 其中： ∴ 含有3次、5次谐波、直流分量 0 例： 1.2 非正弦周期电量计算 一.非正弦周期电量的平均值——即直流分量 （Average Value) 定义：非正弦周期电量在一个周期内的平均值称为 直流分量 ：时间表示的周期 ：电角度表示的周期 非正弦周期电流与电压的有效值表达式分别为 ★周期量的有效值等于它的瞬时值平方的平均值再取平方根，常称为均方根值。 二.非正弦周期电量的有效值——均方根值(RMS) 非正弦周期电量的有效值等于在一个周期内与它平均热效应相等的直流电量。 1.2 非正弦周期电量计算 讨论：有效值与平均值之间的关系： 即 三. 平均功率（Average Power/Real Power) 定义：线性电路通过非正弦周期电流时，其平均功率可定义为一个周期内其瞬时功率的平均值。 则 式中： 1.2 非正弦周期电量计算 为k次谐波电压与电流间的相位差。 代入后展开求解： 式中： 分别为k次谐波电压与电流的有效值 当电压 中只含有基波分量时，电路的 平均功率为： 式中： 为基波电流有效值 为电源电压与基波电流间的相位差 四. 功率因数（Power Factor) 功率因数 定义为有功功率P与视在功率S的比值 。 其中 为电流基波因数 为基波电流位移因数 1.2 非正弦周期电量计算 （电网电压近似认为没有畸变） 0 解： 五.其它参数 1.? 波形系数 的大小说明该波形与直流差别的程度 2. 脉动系数 的大小可表示波形的平直程度 1.2 非正弦周期电量计算 3. 纹波因数 的大小表明波形中含谐波成分的大小 4. 基波因数 表示非正弦周期量与正弦量的差别 1.2 非正弦周期电量计算 1.2 非正弦周期电量计算 次谐波电压含有率 次谐波电流含有率 总畸变率（Total Harmonic Distortion): 其中，谐波成分有效值 1.4 输入正弦波电压的电路 整流电路应用广泛，其工作回路属于输入正弦波电压电路，回路电流是输入正弦波电压的电流响应。 一 输入正弦波电压的电阻电路 设 闭合开关S时，电路方程为： 则导通期间通过电流为： 二极管VD具有逆向截止作用 在整流电路工作中，开关元件均具有电流过零自然关断的特性。 二 输入正弦波电压的阻感电路 阻感负载是实际中常用的负载。而电感是储能元件， 储能的大小取决于通过电流的大小，通过电感的电流 不能突变，具有阻碍电流变化的作用，其端电压取决 于电流变化率。 设 时，闭合开关S时，电路方程为： 为一阶微分方程，其通解为： 式中： 为电路阻抗 为阻抗角 A为积分常数，由初始条件决定 1.零初始条件： 时， 将该初始条件代入式中，得： 在整流电路中，由于整流 元件的逆止作用，在电流 自然过零时，元件自然关 断，负载电流断续，则每 次换路都是零初始条件。