教育专题：教育专题：第六讲三相交流电、电路状态.ppt

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1、目前发电及供电系统都是采用三相交流电。在日常生活中所使用的交流电源，只是三相交流电其中的一相。工厂生产所用的三相电动机是三相制供电，三相交流电也称动力电。本讲主要介绍三相交流电源、三相负载的联接及电压、电流和电功率的分析及安全用电常识。第六讲第六讲三相交流电路三相交流电路 uAUmsint uBUmsin(t1200)uCUmsin(t2400)Umsin(t1200)6.1三相交流电源三相交流电源Ul=Up 6.2.1负载的形联结负载的形联结负载形联结时，线电流Il与相电流Ip、线电压与相电压的关系为:三相四线制的中线不能断开,中线上不允许安装熔断器和开关。6.2三相交流负载三相交流负载如果

2、负载ZAZBZC称为对称负载，这时的IAIBIC相位互差1200。对称负载接中线可以省去，构成联结三相三线制。额定功率PN3kW的三相异步电动机，均采用联结三相三线制。如果三相异步电动机的额定功率PN4kW时，则应采用形联结.负载形联结的特点是：UlUp IlIp 三相负载的形联结只有三相三线制。6.2.2负载的负载的形联结形联结三相负载总的功率计算形式与负载的联结方式无关。三相总的有功功率PPaPbPc三相总的无功功率QQaQbQc三相总的视在功率如果负载对称，则三相总的功率分别为6.2.3三相功率三相功率如图4.5所示的三相对称负载，每相负载的电阻R6，感抗XL8，接入380V三相三线制电

3、源。试比较形和形联结时三相负载总的有功功率。解：解：各相负载的阻抗形联结时，负载的相电压线电流等于相电流【例例6.1】负载的功率因数故形联结时三相总有功功率为改为形联结时,负载的相电压UpUl380V负载的相电流则线电流IlIp3866A形联结时的三相总有功功率为PUlIlcos380660.626.1kW可见P 三相交流发电机产生按正弦规律变化的三相幅值相等、频率相同、相位互差1200的交流电。负载星形联结IlIp、UlUp Gg负载角形联结UlUp、IlIpGd三相有功功率PPaPbPc，v三相负载对称P3UpIpcosUlIlcosg中线上不允许接熔断器及开关。本节小结本节小结在含有储能

4、元件（电容、电感）的电路中，当电路的某处联结或元件的参数发生变化，使储能元件储能或释放能量而导致电路中的电压及电流产生暂时的变化过程，这个暂时的变化过程称为电路的暂态。暂态过程发生之前或暂态过程结束之后的电路状态均称为稳态。本章主要讨论运用三要素法分析暂态过程中电压和电流的变化规律及常用的RC微积分电路。6.3电路的暂态分析电路的暂态分析换路：电路的某处联结或元件的参数发生变化换 路 定 则：在 换 路 瞬 间 电 容 两 端 的 电 压 不 能 跃 变 ，电感中的电流不能跃变，设换路的瞬间t0，换路前的终了瞬间t0，换路后的初始瞬间t0换路定则公式：6.3.1换路定则换路定则含有一个储能元件

5、或可等效为一个储能元件的电路换路时，各个元件上电压和电流的变化规律为式中f(t)为待求量，f(0)为初始值，f()为稳态值，为换路后的电路时间常数。f(0)、f()和称为“三要素”。6.3.2暂态分析的三要素法暂态分析的三要素法根据换路定则就可以求得换路后电容电压的初始值uC(0)和电感电流的初始值iL(0)及电路中各个元件上电压和电流的初始值f(0)。6.3.3初始值初始值f(0)求图5.1（a）所示电路换路后（S闭合）各个元件上的初始值。设换路前（S断开）uC（0）0，如图5.1(b)所示。电路中E12V，R1R210 k，C1000PF。【例例6.2】解：解：根据换路定则电路如图5.2(

6、a)所示，R1R2R33，L3H，E6V，开关S长期处于1位置。t0时S打向2位置，求各个元件上的初始值。【例例6.3】解解：t0的等效电路如图5.2(b)所示。在稳态时XL2fL0，所以电感L视为短路。根据换路定则iL(0)iL（0）iR1(0)0iR2(0)iR3（0）iL（0）1AuR1（0）iR1（0）R10uR2（0）iR2（0）R2133VuR3（0）iR3（0）R3133VuL（0）uR3（0）uR2（0）336V稳态值f()，是指换路后t时储能元件的储能或释放能量的过程已经结束，电路中的各个量值已经达到稳定的数值后，所要求解的某个量值。6.3.4稳态值稳态值f()求图5.1(a

7、)电路换路后各个元件上的稳态值f()。解：解：电路换路后进入稳态，iC()0，电容C相当于开路。iR1()iR2()uR1()iR1()R10.6m10k6VuR2()iR2()R20.6m10k6VuC()uR1()6V【例例6.4】求图5.2(a)电路换路后各个元件上的稳态值f()。解：解：图5.2（a）电路换路后进入稳态uL()0，电感L相当于短路。因uL()0，所以iL()iR3()iR2()iR1()0uR1()iR1()R10uR2()iR2()R20uR3()iR3()R30从例5.3和例5.4的分析计算结果可见，换路后t时，电容元件C的iC()0，可视为开路。电感元件L的uL(

8、)0，可视为短路。【例例6.56.5】6.3.5时间常数时间常数RC电路 RCRL电路【例例5.55.5】求图5.1(a)电路换路后的时间常数。解解：=RC=（R1R2）C=5103100010 12 5106s5s求图5.2(a)电路换路后的时间常数。解：解：【例例6.6】如果求得了电路换路后的值和各个量的f(0)、f()三要素，就可直接利用公式写出暂态过程任一量的变化规律和求出任一时刻的值。6.3.6求任一量求任一量f（t）根据例5.1、例5.3和例5.5的计算结果，求 图 5.1(a)换 路 后 的uC（t）、iC（t）和uR2（t）及t=和t5时的uC值。并画出uC（t）的变化曲线。u

9、C（0）0，uC（）6V，5s，iC（0）1.2mA，iC()0，uR2（0）12V，uR2（）6V。【例例6.76.7】解：解：根据式可得=6(06)=66V当t时 uC（）66 66660.3683.8V当t5时 uC（5）6666 e5660.0076V可以认为t5时，暂态过程基本结束。=0（1.20）=1.2mA=6（126）=66V根据例5.2、例5.4和例5.6的计算结果，求图5.2(a)换路后的uL（t）和iL（t）。uL（0）6V，uL（）0，0.5s，iL（0）1A，iL()0。解：解：=0（60）=6=0（10）=A【例例6.8】6.4.1微分电路微分电路RC串联从R两端取

10、uo，当RC=tw C的充放电速度很快，uo存在时间很短，所以u iuCuouC 而uoR iCRC RC uo与ui的微分成正比，因此称这种电路为微分电路。RC微分电路，输入为矩形脉冲输出可获得正负尖脉冲。6.4微分电路与积分电路微分电路与积分电路RC串联从C两端取u0，当 RC=tw，C的充放电速度很慢，则此RC电路在脉冲序列作用下，电路则为积分电路。uouCuR而 uiuRuouRiRiuiR所以 uo与ui 的积分成正比，因此称这种电路为RC积分电路。RC积分电路，输入为矩形脉冲输出可获得锯齿波。6.4.2积分电路积分电路电路中含有储能元件电感或电容，才会形成暂态过程。换路定则：在电路发生变化的瞬间，电容两端电压不能跃变，电感中流过的电流不能跃变。暂态分析求出f(0)、f()和这三要素，然后代入公式微分电路是阻容串联在电阻两端取输出信号，条件是tw，输入矩形脉冲输出为正负尖脉冲。积分电路是阻容串联在电容两端取输出信号，条件是tw，输入矩形脉冲输出为锯齿波。本节小结本节小结