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会计学1播放三相电路播放三相电路01 五月 202321.1.RLCRLC串联电路的频率特性串联电路的频率特性串联电路的频率特性串联电路的频率特性-以以UL()为输出时为输出时H()+-+-Rj L+-.UR .UL .UCj C1+-.US.I L2Q|HL(j)|=1+Q2(1-21 2)2 L2 C212Q2-12Q2=|HL(j L2)|=|HC(j C2)|极值点极值点=峰值峰值1.00.51 o HC(j)Q121 C2 HL(j)=Q1-4Q21第1页/共46页01 五月 20233 注意注意注意注意Q 越高，越高，C2和和 L2 越靠近越靠近 =1，同时峰值增高。同时峰值增高。|HC(j)|为低通函数，为低通函数，|HL(j)|为高通函数；为高通函数；当当 Q时，才有时，才有峰值峰值21 =C2，UC()获最大值；获最大值；=L2，UL()获最大值。获最大值。且且UC(C2)=UL(L2)。1.00.5 HC(j)1 o C2 L2 HL(j)Q121第2页/共46页01 五月 202342.2.RLCRLC并联谐振电路并联谐振电路并联谐振电路并联谐振电路若外施电压一定，则电流最小；若外施电压一定，则电流最小；若外施电压一定，则电流最小；若外施电压一定，则电流最小；条件条件谐振频率谐振频率特点特点导纳模最小，呈电阻性导纳模最小，呈电阻性(阻抗模最大阻抗模最大)；外施电流一定时，电压最大，且与电流同相位；外施电流一定时，电压最大，且与电流同相位；IL和和IC可能远大于总电流可能远大于总电流。Y 的虚部为的虚部为0。0=LC1IL和和 IC大小相等、方向相反、相互抵消。大小相等、方向相反、相互抵消。品质因数品质因数Q=0LG1=G1LC=ISIL(j 0)=ISIC(j 0)0CG=.I.ICj Cj L1.IL.IGG .U+-.IS第3页/共46页01 五月 202353.3.实用的并联谐振电路实用的并联谐振电路实用的并联谐振电路实用的并联谐振电路.IC.I1 .U+-.IsRj Lj C1 0=LC11-LCR2Y(j 0)=LRCZ(j 0)=LRC在小损耗在小损耗(R很小很小)情况下：情况下：Q 0LR=0CR1=R1CL=I1IS 0 LC1=ICIS品质因数为品质因数为 电路发生谐振是有条件的，电路发生谐振是有条件的，电路发生谐振是有条件的，电路发生谐振是有条件的，在电路参数一定时，满足：在电路参数一定时，满足：在电路参数一定时，满足：在电路参数一定时，满足：谐振时导纳很小，阻抗很大。谐振时导纳很小，阻抗很大。R CL形形式式同同串串联联谐谐振振第4页/共46页01 五月 20236(1)优点优点展宽频带展宽频带(有限数轴上，描绘较大频率范围有限数轴上，描绘较大频率范围)；用分段直线用分段直线(渐近线渐近线)近似表示。近似表示。将乘除变成加减，绘制方便；将乘除变成加减，绘制方便；5.Bode5.Bode图及其绘制图及其绘制图及其绘制图及其绘制(难点难点难点难点)第5页/共46页01 五月 20237(2)(2)心算法绘制要点心算法绘制要点心算法绘制要点心算法绘制要点当遇到当遇到 1时时(在分子在分子)，斜率改变斜率改变+20dB/dec；当遇到当遇到 2时时(在分母在分母)，斜率改变斜率改变-20dB/dec；一直延伸到坐标的最右端即可。一直延伸到坐标的最右端即可。H(j)=1+j/1j (1+j/2)将将H(j)化为标准形式化为标准形式:若若 j 在分子在分子(微分环节微分环节)，在频率轴上依次标出转折频率在频率轴上依次标出转折频率 1、2、；确定确定起始段：起始段：是一条过是一条过(1，0)点，斜率为点，斜率为-20dB/dec的直线。的直线。本例由本例由-20lg 决定决定 (积分环节积分环节)，过过(1，0)点，斜率为点，斜率为+20dB/dec的直线。的直线。则则起始段起始段是一条是一条直线直线从从起始端开始向起始端开始向 增大的方向延伸增大的方向延伸:第6页/共46页01 五月 20238-40-60-2020020lgH(j)dB 0.1 0.21320102103-90o-180o0o180o90oj j(j)-20dB/dec0dB/dec-20dB/dec 1 2|HdB|=-=-20lg +20lg|1+j /1|-20lg|1+j /2|相频特性可逐点描绘相频特性可逐点描绘(关键点、易算点关键点、易算点)，不赘述。，不赘述。3-40dB/dec回放结束回放结束第7页/共46页01 五月 2023911-6 11-6 滤波器简介滤波器简介滤波器简介滤波器简介1.滤波器的定滤波器的定义义允许信号中特定的频率成分通过，极大地衰减或抑制其他频率成分，此类电路（或装置、系统）称之为滤波器。允许信号中特定的频率成分通过，极大地衰减或抑制其他频率成分，此类电路（或装置、系统）称之为滤波器。滤波器相当于频率滤波器相当于频率“筛子筛子”。+-U1(j)+-U2(j)H(j)第8页/共46页01 五月 2023102.2.滤波器的作用滤波器的作用滤波器的作用滤波器的作用将有用的信号与噪声分离，提高信号的抗干扰性及信噪比；将有用的信号与噪声分离，提高信号的抗干扰性及信噪比；滤掉不感兴趣的频率成分，提高分析精度；滤掉不感兴趣的频率成分，提高分析精度；3.滤波器及其分类滤波器及其分类从复杂频率成分中分离出单一的频率分量。从复杂频率成分中分离出单一的频率分量。按所用元件分：有源和无源二大类。按所用元件分：有源和无源二大类。无源：无源：无源：无源：RCRC滤波器滤波器滤波器滤波器、LCLC滤波器滤波器滤波器滤波器、特殊元件构成特殊元件构成特殊元件构成特殊元件构成的滤波器；的滤波器；的滤波器；的滤波器；(如压电陶瓷滤波器等如压电陶瓷滤波器等如压电陶瓷滤波器等如压电陶瓷滤波器等 )有源：有源：有源：有源：利用运算放大器构成的滤波器。利用运算放大器构成的滤波器。利用运算放大器构成的滤波器。利用运算放大器构成的滤波器。按所处理信号分：按所处理信号分：模拟滤波器和数字滤波器。模拟滤波器和数字滤波器。第9页/共46页01 五月 202311几种滤波器的图片几种滤波器的图片几种滤波器的图片几种滤波器的图片电网有源滤波器：抑止电网有源滤波器：抑止谐波、补偿无功功率。谐波、补偿无功功率。第10页/共46页01 五月 202312按滤波特性按滤波特性按滤波特性按滤波特性(根据频率特性根据频率特性根据频率特性根据频率特性)分：分：分：分：低通、高通、带通、带阻、可变通带滤波器等。低通、高通、带通、带阻、可变通带滤波器等。低通、高通、带通、带阻、可变通带滤波器等。低通、高通、带通、带阻、可变通带滤波器等。o 1低低通通 o 1高高通通低通滤波器低通滤波器(LPF)高通滤波器高通滤波器(HPF)第11页/共46页01 五月 202313带通滤波器带通滤波器带通滤波器带通滤波器(BPF)BPF)o 1带带通通 2 o 1带带阻阻 2也称为也称为“陷波器陷波器”。带阻滤波器带阻滤波器(BEF)第12页/共46页01 五月 202314经典的无源滤波器经典的无源滤波器经典的无源滤波器经典的无源滤波器利用利用L、C 彼此相反又互补的频率特性构成。彼此相反又互补的频率特性构成。LCG G型型低通低通LCCLCLT型型低通低通P P型型低通低通带通带通滤波器滤波器L1C1C2L2L1C1C2L2带阻带阻滤波器滤波器第13页/共46页01 五月 202315含集成运放的含集成运放的含集成运放的含集成运放的二阶低通有源滤波器二阶低通有源滤波器二阶低通有源滤波器二阶低通有源滤波器R1R2uo+-+RCRCui滤波方式由赛伦滤波方式由赛伦 -凯于凯于 1955年提出，因此也称为年提出，因此也称为 Sallen-Key电路。电路。第14页/共46页01 五月 202316第十一章结束第十一章结束第十一章结束第十一章结束第15页/共46页01 五月 202317第十二章第十二章第十二章第十二章 三相电路三相电路三相电路三相电路知识结构框知识结构框图图对称对称三相电路三相电路相、线相、线值关系值关系星形连接星形连接三角形连接三角形连接不对称不对称三相电路三相电路计算计算中性点位移中性点位移测量测量单相单相计算法计算法三相电路三相电路的的功率功率S、P、Q、cosj j、S第16页/共46页01 五月 202318难点难点难点难点1.三线三相制电路功率测量的二瓦计法；三线三相制电路功率测量的二瓦计法；2.不对称三相电路的分析计算。不对称三相电路的分析计算。&与其它章节的联系与其它章节的联系 三相电路可以看成是三个同频率正弦电源作用下的正弦电流电路，对它的计算，第九章正弦电流电路中所阐述的方法完全适用。三相电路可以看成是三个同频率正弦电源作用下的正弦电流电路，对它的计算，第九章正弦电流电路中所阐述的方法完全适用。重点重点1.相、线值相、线值(电压电流电压电流)的关系；的关系；2.三相电路的计算方法；三相电路的计算方法；3.三相电路的功率分析。三相电路的功率分析。第17页/共46页01 五月 2023191212-1 1 三相电路三相电路三相电路三相电路 三相电路：由三相电源、三三相电路：由三相电源、三相负载和三相输电线路三部相负载和三相输电线路三部分组成。分组成。在世界各国的电力系统中，在世界各国的电力系统中，供电方式绝大多数都采用供电方式绝大多数都采用三三相制相制。原因是采用。原因是采用三相制三相制供供电电比单相制比单相制供电有供电有更更多的多的优优越越性：性：发电方面：发电方面：输电方面：输电方面：配电方面：配电方面：比单比单相相电源可提高功率电源可提高功率 50%；比单比单相相输电节省钢材输电节省钢材 25；用电设备：用电设备：三相变压器比单三相变压器比单相相变压器经济变压器经济结构简单、成本低廉、运行可靠、结构简单、成本低廉、运行可靠、维护方便。维护方便。且便于接入负载；且便于接入负载；第18页/共46页01 五月 202320三相电路的特殊性：三相电路的特殊性：三相电路的特殊性：三相电路的特殊性：以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应以上优点使三相电路在动力方面获得了广泛应用，是目前电力系统采用的主要供电方式。用，是目前电力系统采用的主要供电方式。用，是目前电力系统采用的主要供电方式。用，是目前电力系统采用的主要供电方式。特殊的电源；特殊的电源；特殊的负载；特殊的负载；特殊的连接；特殊的连接；特殊的求解方式。特殊的求解方式。研究三相电路要注意其特殊性。研究三相电路要注意其特殊性。第19页/共46页01 五月 2023211.1.对称三相电源的产生对称三相电源的产生对称三相电源的产生对称三相电源的产生对称三相电源由三相同步发电机产生。对称三相电源由三相同步发电机产生。气气轮轮发发电电机机转转子子气气轮轮发发电电机机定定子子运行中的气轮发电机运行中的气轮发电机(火力发电火力发电)300MW第20页/共46页01 五月 202322燃燃烧烧室室燃燃料料锅炉锅炉循环水循环水汽轮机汽轮机发电机发电机3000 r/min50Hz升压升压变压变压器器超热高压蒸超热高压蒸汽汽电能输出电能输出电能的产生电能的产生-火力发电示意图火力发电示意图有些国家是有些国家是3600r/min60Hz第21页/共46页01 五月 202323 热电厂热电厂1 煤传送带煤传送带2 加煤机加煤机3 粉碎机粉碎机4 锅炉锅炉5 煤渣煤渣6 空气预热器空气预热器 7 静电除尘静电除尘8 烟囱烟囱9 汽轮机汽轮机10 冷凝器冷凝器11变压器变压器12 冷却塔冷却塔13 发电机发电机14 输电线输电线第22页/共46页01 五月 202324组装中的三峡电站首台机组组装中的三峡电站首台机组水力发电站水力发电站第23页/共46页01 五月 202325三相同步发电机示意图三相同步发电机示意图三相同步发电机示意图三相同步发电机示意图定子三相绕组在空间互差定子三相绕组在空间互差 120o，当转子，当转子(磁极磁极)以均匀角以均匀角速度速度 转动时，在三相绕组中转动时，在三相绕组中产生感应电压，产生感应电压，从而形成对从而形成对称三相电源。称三相电源。什什么么是是对对称称三三相电源相电源 指指三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差120o的正弦电源。的正弦电源。AZBXCYSNI第24页/共46页01 五月 202326三相电源的产生示意图三相电源的产生示意图三相电源的产生示意图三相电源的产生示意图第25页/共46页01 五月 2023272.2.三相电源的表达形式三相电源的表达形式三相电源的表达形式三相电源的表达形式(1)瞬时值表达式瞬时值表达式uA=2Ucos(t)uB=2Ucos(t-120o)uC=2Ucos(t+120o)(2)相量表示相量表示 .UA=U0o .UB=U-120o .UC=U120oA、B、C 三端称为始端，三端称为始端，+-uAAX+-uBBY+-uCCZ .UAo .UB120o .UC120o120oX、Y、Z 三端称为末端。三端称为末端。相量图相量图 第26页/共46页01 五月 202328(4)(4)相序相序相序相序正序正序(顺顺序序)负序负序(逆逆序序)(3)波形图表示波形图表示u t2p pp puAuBuCo 三相电源各相经过同一值三相电源各相经过同一值(如最大值如最大值)的先后顺序。的先后顺序。ABCAACB A相序的实际意义：相序的实际意义：M3 AB C123M3 AC B123正转正转反转反转第27页/共46页01 五月 202329(5)(5)对称三相电源的特点对称三相电源的特点对称三相电源的特点对称三相电源的特点以后不加说明，均以后不加说明，均指正序。指正序。uA+uB+uC=0 .UA+.UB+.UC=0不管是正序还是负序，对称三相电压满足：不管是正序还是负序，对称三相电压满足：.UA .UB120o .UC120o120o .UA+.UB第28页/共46页01 五月 2023303.3.三相电源的联接三相电源的联接三相电源的联接三相电源的联接(1)星星(Y)形形联接联接三个电源的一端三个电源的一端 X、Y、Z 汇集于一点汇集于一点 N，称中性点。，称中性点。NABC+-.UA+-.UB+-.UC+-+-.UB+-.UC .UABACNXYZN另一种画法另一种画法第29页/共46页01 五月 202331(2)(2)三角形三角形三角形三角形()联接联接联接联接三相电源依次联接成一个回三相电源依次联接成一个回路，再从端子路，再从端子 A(Z)、B(X)、C(Y)引出端线。引出端线。注意：注意：形联接没有中性点，不能引出中线。形联接没有中性点，不能引出中线。+-uC-+uA-+uBBAC另一种画法另一种画法+-uA+-uB+-uCABCXYZABC第30页/共46页01 五月 2023324.4.三相负载及其联接三相负载及其联接三相负载及其联接三相负载及其联接三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分三相电路的负载由三部分组成，其中每一部分称为一相负载，三相负载也有二种联接方式。称为一相负载，三相负载也有二种联接方式。称为一相负载，三相负载也有二种联接方式。称为一相负载，三相负载也有二种联接方式。ZAZBZCA N C B A B C N ZAZBZC 当当ZA=ZB=ZC时，时，称三相对称负载。称三相对称负载。(1)星星(Y)形联接形联接第31页/共46页01 五月 202333(2)(2)三角形三角形三角形三角形()联接联接联接联接ZABZBCZCAA C B A C B ZABZBCZCA 当当ZAB=ZBC=ZCA时，时，称三相对称负载。称三相对称负载。第32页/共46页01 五月 2023345 5.三相电路三相电路三相电路三相电路三相电路就是由对称三相电源和三相负载联三相电路就是由对称三相电源和三相负载联三相电路就是由对称三相电源和三相负载联三相电路就是由对称三相电源和三相负载联接起来所组成的系统。工程上根据实际需接起来所组成的系统。工程上根据实际需接起来所组成的系统。工程上根据实际需接起来所组成的系统。工程上根据实际需要可以组成：要可以组成：要可以组成：要可以组成：Y接电源接电源Y接负载接负载 接负载接负载 接电源接电源Y接负载接负载 接负载接负载注意注意 当电源和负载都对称时，称为对称三相电路。当电源和负载都对称时，称为对称三相电路。第33页/共46页01 五月 202335Z ZNN+-+-.UB+-.UC .UAABCNZZZN ZZZZZZZZZN .UC+-+-+BAC .UA .UB三相三线制三相三线制：Y-、三相四线制三相四线制：Y0-Y0，即，即Y-Y联接加中线。联接加中线。Y-Y、-、-Y。第34页/共46页01 五月 2023361212-2 2 线电压线电压线电压线电压(电流电流电流电流)与相电压与相电压与相电压与相电压(电流电流电流电流)的关系的关系的关系的关系端线：端线：始端始端A,B,C 三三个端个端子的子的引出引出线。线。1.名词介绍名词介绍+-+-+BAC .UA .UB .UCXYZ注意：注意：联接联接无中线。无中线。也称相线，俗称火线。也称相线，俗称火线。中线：中性点中线：中性点 N 的引出线。的引出线。+-+-.UB+-.UC .UABACNXYZN俗称零线。俗称零线。第35页/共46页01 五月 202337+-+-+BAC .UA .UB .UCXYZ 相电压：每相电源电压相电压：每相电源电压 .UA、.UB、.UC。线电压：端线与端线之间的电压线电压：端线与端线之间的电压 线电流：流过端线的电流线电流：流过端线的电流 .UAB、.UBC、.UCA。.IA.IB.IC .UAB .UBC .UCA+-+-.UB+-.UC .UABACNXYZN.IA.IB.IC .UAB .UBC .UCA.IA、.IB、.IC。任意两根火线之间的电压。任意两根火线之间的电压。流过火线的电流。流过火线的电流。第36页/共46页01 五月 202338 .UAN+-ZAZBZCA N C B .UCA-+ZABZBCZCAA C B 负载的相电压：每相负载上的电压。负载的相电压：每相负载上的电压。负载的线电压：负载端线间的电压。负载的线电压：负载端线间的电压。线电流：流过端线的电流。线电流：流过端线的电流。相电流：流过每相负载的电流。相电流：流过每相负载的电流。.UAN,.UBN,.UCN .UAB,.UBC,.UCA .UAB,.UBC,.UCA.IA,.IB,.IC.Ia,.Ib,.Ic;.Iab,.Ibc,.Ica.IA.Ia.IA.Iab .UBC .UBC第37页/共46页01 五月 202339由由KVL得：得：.UAB=.UAN-.UBN .UBC=.UBN-.UCN .UCA=.UCN-.UAN2.2.相电压和线电压的关系相电压和线电压的关系相电压和线电压的关系相电压和线电压的关系.IA.IB.IC .UAB .UBC .UCA+-+-.UB+-.UC .UABACNXYZN(1)Y形形联接联接设：设：.UAN=U0o .UBN=U-120o .UCN=U120o=U-U-120o=U330o=U-120o-U120o=U3-90o=U120o-U=U3150o第38页/共46页01 五月 202340利用相量图也能得到相电压和线电压之间的关系：利用相量图也能得到相电压和线电压之间的关系：利用相量图也能得到相电压和线电压之间的关系：利用相量图也能得到相电压和线电压之间的关系：.UAN .UBN .UCNN .-UBN .UAB30o .-UCN .UBC .-UAN .UCA由相量图得：由相量图得：.UBC .UAB .UAN .UBN .UCNN .UCA150o90oUAB=2 UANcos30o=UAN3线电压一般表示成线电压一般表示成 .UAB=.UAN 330o .UBC=.UBN 330o .UCA=.UCN 330o第39页/共46页01 五月 202341 结论：结论：结论：结论：对对对对 Y Y 联联联联接的接的接的接的对称三相电源对称三相电源对称三相电源对称三相电源若若相电压对称，则相电压对称，则线电压线电压的大小等于的大小等于相电压相电压的的3倍；倍；线电压相位领先对应线电压相位领先对应所谓的所谓的“对应对应”：对应相电压用线电压的第一个下标字母标出。对应相电压用线电压的第一个下标字母标出。.UAB .UAN .UBC .UBN .UCA .UCN .UBC .UAB .UAN .UBN .UCNN .UCA线电压也对称线电压也对称；相电压相电压 30o。第40页/共46页01 五月 202342 注注意意(2)(2)形联接形联接形联接形联接+-+-+BAC .UA .UB .UCXYZ .UAB .UBC .UCA 线电压等于对应的相电压。线电压等于对应的相电压。.UA .UAB=.UB .UBC=.UC .UCA=以上关于线电压和相电压的关系也适以上关于线电压和相电压的关系也适用于对称星型负载和三角型负载。用于对称星型负载和三角型负载。联联接电源始端末端要依次相联：接电源始端末端要依次相联：第41页/共46页01 五月 202343正确接法正确接法正确接法正确接法 .UA+.UB+.UC=0+-+-+-ABCXYZABC .UA .UB .UC.I .I=0电源电源中不会产生环流中不会产生环流。.UA+.UB-.UC .UA+.UB+.UC-2 .UC=错误接法错误接法(某相接反某相接反)=-=-2 .UC.I 0电源电源中中将将产生环流产生环流。+-+-+ABCXYCABZ .UA .UB .UC=0第42页/共46页01 五月 2023443.3.相电流和线电流的关系相电流和线电流的关系相电流和线电流的关系相电流和线电流的关系(1)Y 联接联接线电流等于相电流。线电流等于相电流。(2)联接联接.IA.IB.IC.IN+-+-.UB+-.UC .UANZZZN .UC+-+-+.UA .UBZZZ.Ica.Iab.Ibc.IA.IB.IC.IA=.Iab-.Ica 3=-30o.Iab.Ibc.Ica.IA.IA.Iab30o第43页/共46页01 五月 202345 结论：结论：结论：结论：线电线电流的大小等于流的大小等于相电相电流的流的3倍；倍；线电线电流流相位相位落后落后对应相电对应相电流流 30o。.UC+-+-+.UA .UBZZZ.Ica.Iab.Ibc.IA.IB.IC.IC.IB.Iab.Ibc.Ica.IA.IA30o第44页/共46页01 五月 202346 两种接法和出线方式：两种接法和出线方式：两种接法和出线方式：两种接法和出线方式：三相接法有三相接法有两种，两种，一个三角一一个三角一个星。个星。三相电路的部分口诀三相电路的部分口诀N+-.UA+-.UB+-.UCBC+-uA+-uB+-uCXYZABC角接三相围一圈，角接三相围一圈，三个顶点三相线。三个顶点三相线。星接三尾联一点，星接三尾联一点，联点叫做中性点。联点叫做中性点。三首引出三相线，三首引出三相线，中点出线中性线。中点出线中性线。相线俗称叫火线，相线俗称叫火线，中线俗称叫零线。中线俗称叫零线。绿绿红红ABCA黄黄第45页/共46页