电路分析相量法ppt课件.ppt
《电路分析相量法ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电路分析相量法ppt课件.ppt(29页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分第第8 8章章 相量法相量法8-1 8-1 复数复数8-2 8-2 正弦量正弦量8-3 8-3 相量法的基础相量法的基础8-4 8-4 电路定律的相量形式电路定律的相量形式变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分8-1 复数复数 相量法是线性电路正弦稳态分析的一种简便有效的方相量法是线性电路正弦稳态分析的一种简便有效的方法。应用相量法,需要用到复数的运算。法。应用相
2、量法,需要用到复数的运算。1.1.复数的表示形式复数的表示形式1)1)代数形式代数形式)1( jjbaF 在数学中虚单位常用在数学中虚单位常用i表示,如表示,如F= =a+ +bi,但由于在电路,但由于在电路中已用中已用i表示电流,故虚单位改用表示电流,故虚单位改用j表示表示。aF Re实部实部 ImbF 虚部虚部复数可用复平面上的复数可用复平面上的向量向量表示:表示:Fab bo o+ +j+1+1| F变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分Fabo+j+1| F2)2)三角形式三角形式)sin
3、(cos| jFF 则则为为复复数数的的幅幅角角为为复复数数的的模模,。, arg |FF jbaF 22 arctan()Fabb/a |cos |sin aFbF且且3)3)指数形式指数形式) ( sincos 欧欧拉拉公公式式 jej jeFF| 4)4)极坐标形式极坐标形式 | FF变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 222111则则,设设jbaFjbaF )()()()(2121221121bbjaajbajbaFF 平行四边形法则:平行四边形法则:F1o+j+1F2F1 +F2F1
4、o+j+1F2F1F22.2.复数的运算复数的运算1)1)加减运算加减运算 复数的加减运算采用代数形式较为简便,或在复平面复数的加减运算采用代数形式较为简便,或在复平面中使用平行四边形法则。中使用平行四边形法则。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分)()()(12212121221121babajbbaajbajbaFF 2)2)乘法运算乘法运算a) )代数形式代数形式)(2121212121| jjjeFFeFeFFFb) )指数形式指数形式| 2121FFFF 212121)arg()arg
5、()arg( FFFF 即复数乘积的模等于各复数模的积;其辐角等于各复数辐角即复数乘积的模等于各复数模的积;其辐角等于各复数辐角的和。的和。)(|2121221121 FFFFFFc) )极坐标形式极坐标形式可见复数的乘法运算使用指数形式或极坐标形式较为简便。可见复数的乘法运算使用指数形式或极坐标形式较为简便。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分22222112212122222211221121)()()()(bababajbbaajbajbajbajbajbajbaFF 3)3)除法运算除法
6、运算a) )代数形式代数形式)(2121212121| jjjeFFeFeFFFb) )指数形式指数形式212121)arg()arg()arg( FFFFc) )极坐标形式极坐标形式)(|2121221121 FFFFFF| 2121FFFF 可见复数的除法运算使用指数形式或极坐标形式较为简便。可见复数的除法运算使用指数形式或极坐标形式较为简便。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分4) )相等运算相等运算 在复数运算中常有两个复数相等的运算。两个复数在复数运算中常有两个复数相等的运算。两个复数
7、相等必须满足两个条件:复数的实部、虚部分别对应相相等必须满足两个条件:复数的实部、虚部分别对应相等;或者复数的模和辐角分别对应相等。即若等;或者复数的模和辐角分别对应相等。即若21FF ImIm ReRe 2121FFFF, 则必须有)arg()arg( | 2121FFFF, 或必须有变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3. .旋转因子旋转因子 根据欧拉公式可得根据欧拉公式可得e j/2/2= =j j,e - -j/2/2=-=-j j,e j=-1=-1。因此。因此“j ”和和“1”1”都
8、可以看成旋转因子。若一个复数乘以都可以看成旋转因子。若一个复数乘以j,等于在复平面上把该复数逆时针旋转等于在复平面上把该复数逆时针旋转/2/2。若一个复数除以。若一个复数除以j ,等于把该复数乘以,等于把该复数乘以j ,则等于在复平面上把该复数顺则等于在复平面上把该复数顺时针旋转时针旋转/2/2。 复数的乘、除运算表示为模的放大或缩小,辐角表示复数的乘、除运算表示为模的放大或缩小,辐角表示为逆时针旋转或顺时针旋转。复数为逆时针旋转或顺时针旋转。复数e j=1=1是一个模等是一个模等于于1 1,辐角为,辐角为的复数。任意复数的复数。任意复数F1 1=F1 1e j1 1乘以乘以e j等于把复数等
9、于把复数F1 1逆时针旋转一个角度逆时针旋转一个角度,而,而F1 1的模值不变,的模值不变,所以所以ejj称为称为旋转因子旋转因子。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分8-2 8-2 正弦量正弦量1.1.正弦量的定义正弦量的定义 电路中按正弦规律变化的电压或电流,统称为正弦量电路中按正弦规律变化的电压或电流,统称为正弦量。对正弦量的数学描述,可以采用对正弦量的数学描述,可以采用sin函数,也可采用函数,也可采用cos函数。函数。但在用相量法进行分析时,要注意采用的是哪一种形式,但在用相量法进行分
10、析时,要注意采用的是哪一种形式,不不要两者同时混用要两者同时混用。本书采用。本书采用cos函数。函数。2.2.正弦量的三要素正弦量的三要素iu+_设右图中正弦电流设右图中正弦电流 i 的数学表达式为的数学表达式为) cos(imtIi 则式中的则式中的 3 3 个常数个常数Im、和和i ,称为正弦量的三要素。,称为正弦量的三要素。 1)1)振幅振幅ImIm 称为正弦量的振幅,亦即正弦量的最大值称为正弦量的振幅,亦即正弦量的最大值imaxmax。1) cos( it当时,正弦量有最小值时,正弦量有最小值iminmin= =Im。imaximin=2=2Im 称为正弦量的峰峰值。称为正弦量的峰峰值
11、。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2)2)角频率角频率 随时间变化的角度随时间变化的角度( (t +i) )为正弦量的相位(或相角)。为正弦量的相位(或相角)。为正弦量的为正弦量的角频率角频率,是正弦量的相位随时间变化的角速度,即,是正弦量的相位随时间变化的角速度,即) (itdtd 角频率的单位为角频率的单位为 rad/s。它与正弦量的周期。它与正弦量的周期 T 和频率和频率 f 之间之间的关系为:的关系为:, 2 T, 2 f Tf/1 频率频率 f 的单位为的单位为1/1/s,称为,称
12、为Hz( (赫兹赫兹) )。我国工业用电的频率。我国工业用电的频率为为5050Hz。 正弦量在正弦量在 t = 0 时刻的相位,称为正弦量的时刻的相位,称为正弦量的初相位初相位,简称,简称初相初相。即。即itit 0) (3)3)初相初相( (位位) )i 初相的单位用弧度或度表示,通常取初相的单位用弧度或度表示,通常取| i |1801800 0。它与计时。它与计时零点有关。对任一正弦量,初相是允许任意指定的,但对于一零点有关。对任一正弦量,初相是允许任意指定的,但对于一个电路中的许多相关的正弦量,它们只能相对于一个共同的计个电路中的许多相关的正弦量,它们只能相对于一个共同的计时零点确定各自
13、的相位。时零点确定各自的相位。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分正弦量的三要素是正弦量之间进行比较和区分的依据。正弦量的三要素是正弦量之间进行比较和区分的依据。3.3.正弦波正弦波正弦量随时间变化的图形称为正弦波。正弦量随时间变化的图形称为正弦波。 2OIm) cos(tIim t 2OIm) cos(tIim t )0( i OIm) cos(imtIi t 2 2i )0( i 2)0( i 2OIm) cos(imtIi t 2i 4.4.正弦量的重要性质正弦量的重要性质 正弦量乘以常数
14、,正弦量的微分、积分,同频率正弦量正弦量乘以常数,正弦量的微分、积分,同频率正弦量的代数和等运算,其结果仍为一个的代数和等运算,其结果仍为一个同频率的正弦量同频率的正弦量。例如。例如)90 cos() sin() cos(o imimimtItItIdtddtdi 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分5. .正弦量的有效值正弦量的有效值 工程中常将周期电流或电压在一个周期内产生的平均效应工程中常将周期电流或电压在一个周期内产生的平均效应换算为在效应上与之相等的直流量,以衡量和比较周期电流或换算为
15、在效应上与之相等的直流量,以衡量和比较周期电流或电压的效应,这一直流量就称为电压的效应,这一直流量就称为周期量的有效值周期量的有效值,用相对应的,用相对应的大写字母表示。其定义如下:大写字母表示。其定义如下: 周期量的有效值等于其瞬时值的平方在一个周期内积分周期量的有效值等于其瞬时值的平方在一个周期内积分的平均值再取平方根的平均值再取平方根。对周期电流有对周期电流有 TdtiTI021 TimdttITI022) (cos1 当电流当电流 i 有为正弦量时,有有为正弦量时,有 TimdttIT022) (2cos11 mmmTmIIIdtIT707. 022121202 变电站电气主接线是指变
16、电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分mmIII707. 02/ 上式表明,上式表明,正弦量的最大值与其有效值之间有正弦量的最大值与其有效值之间有 倍的倍的关系关系,且正弦量的有效值与正弦量的频率和初相无关。正弦,且正弦量的有效值与正弦量的频率和初相无关。正弦量量 i 常写成如下形式:常写成如下形式:2) cos(2itIi 则式中的则式中的3 3个常数个常数I、i 也称为正弦量的三要素。工程也称为正弦量的三要素。工程中使用的交流电气设备铭牌上标出的额定电流、电压的数值,中使用的交流电气设备铭牌上标出的额定电流、电压的
17、数值,交流电流表、电压表表面上标出的数字都是有效值。交流电流表、电压表表面上标出的数字都是有效值。 6.6.两个同频率正弦量之间的相位差两个同频率正弦量之间的相位差设两个同频率正弦量设两个同频率正弦量 u 和和 i 分别为:分别为:) cos(2itIi ) cos(2utUu 两个同频率正弦量之间的相位差等于它们相位相减的结果两个同频率正弦量之间的相位差等于它们相位相减的结果,在主值范围内取值。设在主值范围内取值。设表示电压表示电压 u 和电流和电流 i 之间的相位差。之间的相位差。则则 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电
18、力系统接线组成中一个重要组成部分iuiutt ) () ( 上式表明,同频率正弦量的相位差等于它们的初相之差,上式表明,同频率正弦量的相位差等于它们的初相之差,为一个与时间无关的常数。电路中常采用为一个与时间无关的常数。电路中常采用“超前超前”和和“滞后滞后”来说明两个同频率正弦量相位比较的结果。来说明两个同频率正弦量相位比较的结果。) cos(2itIi ) cos(2utUu 。,) ( 0 uiiu滞滞后后或或称称 超超前前则则称称若若。,) ( 0 uiiu超超前前或或称称 滞滞后后则则称称若若。,同同相相和和则则称称若若 0 iu。,反反相相和和则则称称若若 | iu。,正正交交和和
19、则则称称若若 2/| iu 同频率正弦量的相位差可通过观察波形确定,在同一个周期同频率正弦量的相位差可通过观察波形确定,在同一个周期内两个波形的极大值内两个波形的极大值( (或极小值或极小值) )之间的角度值之间的角度值(180(1800 0) ),即为两,即为两者的相位差。超前者先达到极值点。相位差与计时零点的选取、者的相位差。超前者先达到极值点。相位差与计时零点的选取、变动无关。变动无关。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分iu,uit Oiu,uit O 试分析图中各量试分析图中各量的相位
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电路 分析 相量法 ppt 课件
限制150内