《动态电路分析》ppt课件

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1、动态电路分析第11章正弦稳态的功率三相电路授课老师：刘云YunLiu,InformationCollege,ZhongkaiUniversityofAgricultureandEngineering第11章正弦稳态的功率三相电路§11-1瞬时功率和平均功率一、瞬时功率和平均功率单口网络吸收的瞬时功率为:关联参考方向的条件下:第11章正弦稳态的功率三相电路§11-1瞬时功率和平均功率一、瞬时功率和平均功率周期性变化的瞬时功率在一个周期内的平均值称为平均功率，用P表示，其定义是：上式说明：（1）平均功率不仅与电压

2、电流有效值乘积UI有关（2）平均功率电压电流的相位差φ有关。因子Cosφ称为功率因数。（3）通常说某个用电器消耗多少瓦的功率就是指它的平均功率，简称功率。第11章正弦稳态的功率三相电路§11-1瞬时功率和平均功率几种特殊情况：单口网络等效阻抗为一个纯电阻。此时单口电压与电流相位相同，即=u-i=0,cos=1，则：平均功率：P=UI瞬时功率：恒大于0，恒吸收功率。功率因数：１第11章正弦稳态的功率三相电路§11-1瞬时功率和平均功率单口网络是一个电感或电容，或等效为一个电抗。电压与电流相位差=u-

3、i=90,cos=0，由：得：平均功率为：０瞬时功率：正弦规律周期变化．功率因数：０第11章正弦稳态的功率三相电路§11-1瞬时功率和平均功率单口网络等效为一个电阻与电抗的串联或一个电导与电纳的并联时。电压与电流相位差在-90o到+90o之间变化，功率因数cos在0到1之间变化。由：吸收的平均功率：Re(Z)是单口网络等效阻抗的电阻分量，它消耗的平均功率，就是单口网络吸收的平均功率。与此相似，式中的Re(Y)是单口网络等效导纳的电导分量，它消耗的平均功率，就是单口网络吸收的平均功率。第11章正弦稳

4、态的功率三相电路§11-1瞬时功率和平均功率二、功率因素关联参考方向的条件下，单口吸收的平均功率为:UI一定的情况下，单口网络吸收的平均功率P与cos的大小密切相关，cos表示功率的利用程度，称为功率因数为了提高电能的利用效率，电力部门采用各种措施力求提高功率因数；单口阻性越强，cos越大；单口感性越强，cos越小；单口容性越强，cos越小；例11-1图(a)表示电压源向一个电感性负载供电的电路模型，试用并联电容的方法来提高负载的功率因数。解：图(a)电路中的电流为其相量图如图(d)所示。单口网络

5、吸收的平均功率为此时的功率因数=cos=0.6，功率的利用效率很低。图11-5为了提高功率因数，可以在ab两端上并联一个电容，如图(b)所示。为分析方便，先将电阻与电感串联等效变换为电阻和电感的并联，如图(c)所示，其电导和电纳值由下式确定从此式可见，并联的电容的导纳为YC=jC=+j0.16S时，单口网络呈现为纯电阻，可以使功率因数提高到1，即效率达到100％。图11-5并联电容后，图(b)和(c)电路端口的电流变为其相量图如图(e)所示，由此可见，并联电容后，不会影响电阻中的电流和吸收的平均功率P=

6、12W。而端口电流由2A减小到1.2A，提高了电源的利用效率。可以将节省下来的电流，提供给其它用户使用。图11-5图(a)电路的功率因数=cos=0.6，功率的利用效率很低。图(b)电路并联电容后，功率因数提高到=cos=1。图11-5第11章正弦稳态的功率三相电路§11-2复功率一、复功率的定义：实部P=UIcosφ称有功功率，是单口吸收的平均功率，单位瓦(W)虚部Q=UIsinφ称无功功率，反映电源和单口内储能元件间能量交换情况，单位乏(var)。复功率的模(=UI)称视在功率，指可能输出的最大平

7、均功率/容量(电源设备),或指为保障本设备正常工作外电源需要具备的供电能力(负载设备)。复功率伏安(V·A)为单位。如我们说某个发电机的容量为100kVA，而不说其容量为100kW。第11章正弦稳态的功率三相电路§11-2复功率一、复功率守恒复功率守恒定理：正弦稳态电路中，所有独立电源发出复功率的总和等于其它元件吸收复功率的总和。上式可以导出：注意：一个正弦稳态电路中，视在功率并不守恒例11-2图(a)电路工作于正弦稳态，已知电压源电压为，求电压源发出的平均功率。解：图(a)电路的相量模型，如图(b)所示。

8、先求出连接电压源单口网络的等效阻抗图11-7用欧姆定律求出电流用分流公式求出电流求出各电压电流相量后，可以用以下几种方法计算电压源发出的平均功率。第11章正弦稳态的功率三相电路§11-3最大功率传输定理问题描述图(a)中，单口N由频率固定的正弦电源及其他元件构成，问当外接负载阻抗为多少时，单口可输出最大平均功率，该最大功率为多少？第11章正弦稳态的功率三相电路§11-3最大功率传输定理定理内容工作