非正弦周期性电流电路.ppt

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1、西藏职业技术学院机电系第七章第七章 非正弦周期性电流电路非正弦周期性电流电路第一节第一节 非正弦周期量及其分解非正弦周期量及其分解第二节第二节 对称波形的傅立叶级数对称波形的傅立叶级数第三节第三节 非正弦周期量的有效值、平均值和功率非正弦周期量的有效值、平均值和功率 第四节第四节 非正弦周期电流电路的计算非正弦周期电流电路的计算 第五节第五节 对称三相电路中的高次谐波对称三相电路中的高次谐波西藏职业技术学院机电系一、非正弦周期量的产生一、非正弦周期量的产生 1、几种常见信号波形2、非线性元件若在电路中存在非线性元件，常见的如：半导体二极管、晶闸管、铁心线圈等。第一节第一节 非正弦周期信号及分解

2、非正弦周期信号及分解西藏职业技术学院机电系二、非正弦周期量分解为傅立叶级数二、非正弦周期量分解为傅立叶级数傅立叶系数如下傅立叶系数如下各系数间关系各系数间关系西藏职业技术学院机电系例例1求图示矩形波的傅里叶级数。西藏职业技术学院机电系解解：图示周期函数f(t)在一个周期内的表达式为根据计算傅立叶系数得西藏职业技术学院机电系当k为奇数时,当k为偶数时,该函数的傅里叶级数表达式为西藏职业技术学院机电系名称波形傅里叶级数有效值平均值正弦波梯形波西藏职业技术学院机电系名称波形傅里叶级数有效值平均值三角波矩形波西藏职业技术学院机电系名称波形傅里叶级数有效值平均值半波整流波全波整流波西藏职业技术学院机电系

3、名称波形傅里叶级数有效值平均值锯齿波西藏职业技术学院机电系第二节第二节 对称波形的傅立叶级数对称波形的傅立叶级数一、奇函数波形关于原点对称，周期函数应满足因所以有得西藏职业技术学院机电系二、偶函数波形关于纵轴对称，周期函数应满足因所以有得西藏职业技术学院机电系三、奇谐波函数三、奇谐波函数 在傅立叶系数中在傅立叶系数中 表达式为表达式为 西藏职业技术学院机电系1、非正弦周期交流电波形的对称性与谐波成分有什么关系？举例说明。2、如何判断波形是否隐含某种对称性？思考题西藏职业技术学院机电系一、有效值一、有效值周期电流的有效值定义周期电流的有效值定义得得第三节第三节 非正弦周期量的有效值、平均值和功率

4、非正弦周期量的有效值、平均值和功率西藏职业技术学院机电系将上式右边平方后展开得将上式右边平方后展开得西藏职业技术学院机电系二、平均值二、平均值1.整流平均值整流平均值为了衡量非正弦波与正弦波的差异程度，常用有效值与平均值的比值 来反应波形的性质，称波形因素2.对于横轴对称非正弦波平均值对于横轴对称非正弦波平均值西藏职业技术学院机电系三、功率三、功率1、瞬时功率2、有功功率西藏职业技术学院机电系西藏职业技术学院机电系3、无功功率将平均功率与视在功率的比值称为非正弦周期性电路功率因数4、视在功率西藏职业技术学院机电系例1已知某电路的电压、电流分别为求该电路的平均功率、无功功率和视在功率。解：平均功

5、率为无功功率为 视在功率为 西藏职业技术学院机电系思考题1、什么周期电流的有效值、平均值、和顺瞬时值？西藏职业技术学院机电系一、非正弦周期量的分解一、非正弦周期量的分解将给定的非正弦周期激励信号分解为傅立叶级数。将给定的非正弦周期激励信号分解为傅立叶级数。有时要借助查表具体展开有时要借助查表具体展开二、各电源信号分量单独作用二、各电源信号分量单独作用1、直流分量单独作用2、各次谐波分量分别单独作用 1）电阻R 2)电感L 3）电容C 三、结果叠加三、结果叠加第四节第四节 非正弦周期电流电路的计算非正弦周期电流电路的计算西藏职业技术学院机电系四、分析电路一般步骤步骤:1、将给定的非正弦激励信号分

6、解为傅里叶级数,并根据计算精度要求,取有限项高次谐波。2、分别计算各次谐波单独作用下电路的响应,计算方法与直流电路及正弦交流电路的计算方法完全相同。对直流分量,电感元件等于短路,电容元件等于开路。对各次谐波,电路成为正弦交流电路。3、应用叠加原理,将各次谐波作用下的响应解析式进行叠加。西藏职业技术学院机电系例1图示电路中,已知 R=10,L=30,L1=10,1/C=90。试求 i(t)、i1(t)、u(t)。西藏职业技术学院机电系解解 1、对直流分量 2、在基波作用下 西藏职业技术学院机电系3、对 三 次 谐 波,并 联 的 L1、C发 生 谐 振,即3L1=1/3C=30,这部分阻抗为无穷

7、大,所以 西藏职业技术学院机电系西藏职业技术学院机电系思考题思考题1.什么是谐波分析法？用谐波分析法计算非正弦周期电流电路时应注意哪些问题？2.在R、L、C串联电路中，已知R=100，L=2.26mH,C=10F，基波角频率为=100rad/s,试求对应于基波、三次谐波、五次谐波时的谐波阻抗。西藏职业技术学院机电系一、对称三相非正弦交流量的分解T为其波周期，用傅立叶级数展开得第五节 对称三相电路中的高次谐波西藏职业技术学院机电系二、三相电源的高次谐波1、Y接法2、三角形接法西藏职业技术学院机电系三、高次谐波1、三角形联接2、Y形联接思考题1、对称三相非正弦量的含义是什么？2、对称三相四线制电路中，若三相电源是标准的正弦交流电压，中线上有无电流？若三相电源是非正弦交流电压，中线上有电流吗？为什么？