正弦稳态分析精品文稿.ppt

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1、正弦稳态分析第1页，本讲稿共18页能发生磁交链的相邻线圈称为互感耦合线圈，简称耦合电感。能发生磁交链的相邻线圈称为互感耦合线圈，简称耦合电感。工作原理工作原理:二、耦合电感二、耦合电感 磁耦合-载流线圈之间通过磁场相互联系的物理现象。N1N1中的总磁链中的总磁链:N1L2N2i1i2N2N2中的总磁链中的总磁链:线性条件下线性条件下,互感互感：图中图中N1N1和和N2N2中磁通相助中磁通相助:u1u2下页kN N1 1自感磁链自感磁链对对N N2 2互感磁链互感磁链N N2 2自感磁链自感磁链对对N N1 1互感磁链互感磁链第2页，本讲稿共18页耦合系数耦合系数当当k=1时，称为全耦合；时，称

2、为全耦合；当当k1时，称为紧耦合；时，称为紧耦合；当当k 1时，称为松耦合。时，称为松耦合。表示两个线圈表示两个线圈耦合松紧程度的系数耦合松紧程度的系数第3页，本讲稿共18页三、耦合电感的伏安关系三、耦合电感的伏安关系N1中的磁链中的磁链:N2中的磁链中的磁链:磁通相助磁通相助:自感电压自感电压互感电压互感电压N1中的磁链中的磁链:N2中的磁链中的磁链:磁通相消磁通相消:N1L2N2i1i2u1u2自感电压自感电压互感电压互感电压u，i关联参考方向:需要通过线圈绕向判断磁通相助，麻烦，故引入同名端N1L2N2i1i2u1u2第4页，本讲稿共18页同名端同名端定义：定义：当电流从两线圈各自的某端

3、子同时流入（或流出）当电流从两线圈各自的某端子同时流入（或流出）时，若两线圈产生的磁通相助，就称这两个端子为互感时，若两线圈产生的磁通相助，就称这两个端子为互感线圈的同名端。线圈的同名端。同名端一般用同名端一般用“*”和和“”表示。表示。只标出一对即可引入同名端后，互感元件的电路模型：引入同名端后，互感元件的电路模型：端口电压端口电压u的表达式：的表达式：（1）自感电压部分：）自感电压部分：本端口本端口u、i参考方向：参考方向：关联，自感电压关联，自感电压“”非关联，自感电压非关联，自感电压“”（2）互感电压部分：）互感电压部分：i从同名端流入，磁通相助，互感电压与自感电压符号相同从同名端流入

4、，磁通相助，互感电压与自感电压符号相同 i从非同名端流入，磁通相消，互感电压与自感电压符号相反从非同名端流入，磁通相消，互感电压与自感电压符号相反_L2L1+_Mu1i1i2u2第5页，本讲稿共18页受控源表示互感电压的作用受控源表示互感电压的作用+L2L1_+Mu1i1i2u2+L2L1_+u1i1i2u2._+4-394-40例1、2第6页，本讲稿共18页_L2L1+_Mu1i1i2u2_LcLa+_u1i1i2u2LbLa+Lc=L1Lb+Lc=L2Lc=MLa=L1-MLb=L2-M 同名端连接同名端连接 Lc=M 非同名端板书La=L1M非同名端连接非同名端连接 Lb=L2MLc=M

5、 四、去耦等效电路四、去耦等效电路第7页，本讲稿共18页例例3 3 耦合电感并联：耦合电感并联：Leq非同名端并联非同名端并联：同名端并联：同名端并联：ML1-ML2-M板书非同名端图L2L1M第8页，本讲稿共18页在正弦交流电路中电压和电流可以用相量表示。在正弦交流电路中电压和电流可以用相量表示。（称为互感抗）称为互感抗）五、互感电路的正弦稳态计算五、互感电路的正弦稳态计算板书非同名端4-42例4,4-43例5_L2L1+_Mu1i1i2u2_+_端口伏安关系：端口伏安关系：第9页，本讲稿共18页本节作业：本节作业：441 442 443（b，c）本节重点：本节重点：耦合电感的伏安关系，同耦

6、合电感的伏安关系，同名端，去耦等效电路名端，去耦等效电路第10页，本讲稿共18页工作时空芯变压器初级接电源，次级接负载，电路模型如下：工作时空芯变压器初级接电源，次级接负载，电路模型如下：常用的互感耦合线圈均可以称为变压器，而变压器内部可以用铁芯和其它高导磁率的铁磁物质（其K1属于紧耦合）也可以是空芯（其耦合系数较小属于松耦合）。空芯变压器分析空芯变压器分析定义：如果相互耦合的两个线圈是绕在非铁磁性材料上的，定义：如果相互耦合的两个线圈是绕在非铁磁性材料上的，称为空芯变压器。称为空芯变压器。初级初级次级次级（1 1）如果初级线圈和电源）如果初级线圈和电源有损耗电阻，我们把它统归有损耗电阻，我们

7、把它统归于于R1R1，有电抗元件也统归于，有电抗元件也统归于L1L1和和C1C1中。中。（2 2）如果次级线圈有损耗电阻）如果次级线圈有损耗电阻统归于统归于R1R1，有电抗元件也统归，有电抗元件也统归于于L1L1和和C1C1中。中。L2L1+_MR2R1第11页，本讲稿共18页列回路方程列回路方程整理方程可得整理方程可得:次级回路阻抗之和次级回路阻抗之和初级回路阻抗之和初级回路阻抗之和+_MR2R1第12页，本讲稿共18页根据初级电流的表达根据初级电流的表达式可以画出初级等效式可以画出初级等效电路：电路：定义：定义：为反映阻抗为反映阻抗,它反映了次级回路和负载对初级回路的影响。它反映了次级回路

8、和负载对初级回路的影响。1 1、初级等效回路、初级等效回路Z11+Z1f第13页，本讲稿共18页2 2、次级等效回路、次级等效回路定义：定义：为初级回路在次级回路中的反映阻抗为初级回路在次级回路中的反映阻抗画出次级等效电路为：画出次级等效电路为：Z2fZ22+利用次级等效电路可以很方便地计算出次级电流的值。利用次级等效电路可以很方便地计算出次级电流的值。思考：思考：同名端的位置是否会影响初、次级回路？同名端的位置是否会影响初、次级回路？不会影响初级回路的结构，但是会影响次级回路不会影响初级回路的结构，但是会影响次级回路中电压源的极性。中电压源的极性。第14页，本讲稿共18页例例 已知已知:求：求：i1,i2解：解：1 1、用相量表示各参数、用相量表示各参数L2L1+_MR2R1uSi2i1C第15页，本讲稿共18页2 2，用初级等效电路求解，用初级等效电路求解i i1 13 3、用次级等效电路求解、用次级等效电路求解i24-43例5Z11+Z1fZ2fZ22+第16页，本讲稿共18页3 3、戴维南等效电路：、戴维南等效电路：+-Z2fZ22+4-45例7戴维南电路L2L1+_MR2R1+-第17页，本讲稿共18页本节作业：本节作业：444本节重点：本节重点：空芯变压器的分析空芯变压器的分析第18页，本讲稿共18页