第3章电路和磁路的基本概念.ppt

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1、第三章电路和磁路的基本概念3.2磁路小结3.1电路首页下页返回电路和磁路的基本概念电网络理论有关概念及定义电网络理论的基本计算方法磁路的基本概念及定义本章重点下页上页返回传输功率的平均值有功功率U1N电网I1I2I3U2NU3NN星形连接负载吸收的有功功率:电路和磁路的基本概念下页上页返回若将系统中的一点选为参考点，并令该点为“0”，则图中负载吸收的有功功率为：将上式进行分解后得：电路和磁路的基本概念下页上页返回根据基尔霍夫电流定律，网络流向负载的三个电流之和为零，PL=PL0，即系统参考点可以是任何一点，如将端点3作为参考点，则有：

2、电路和磁路的基本概念下页上页返回3.1.1正弦电压、电流似稳态过程的功率定义电路和磁路的基本概念“似稳态”运行方式在电力电子技术应用中，系统中的电压、电流均处于稳定运行状态。但电压、电流为周期性的非正弦波。有功功率单相系统三相对称系统3.1电路下页上页返回电路和磁路的基本概念视在功率单相系统三相对称系统无功功率单相系统三相对称系统功率因数下页上页返回电路和磁路的基本概念三种功率之间的关系U：线电压I：线电流：线电压和线电流之间的相位差下页上页返回电路和磁路的基本概念有功功率单相系统三相对称系统视在功率单相系统三相对称系统3.1.2正

3、弦电压的似稳态过程假定电压为完全正弦波，而电流存在一定的畸变下页上页返回电路和磁路的基本概念无功功率单相系统:畸变功率功率因数三相对称系统:下标“1”表示基波分量下页上页返回电路和磁路的基本概念正交n个周期函数f1(t)，┈fn(t)，满足下列条件的函数互为正交畸变功率表示的各功率之间互为正交，可转换为：将上式用电压、电流的形式表达：ν:总谐波下页上页返回电路和磁路的基本概念总谐波电流还可以变换为：总电流I、基波电流I1、谐波电流In之间的关系:电流表达式：谐波电流：任何一个满足迪里赫利条件的周期性波形都可以用傅立叶级数展开下页上页返

4、回电路和磁路的基本概念谐波含有率基波电流含有率谐波电流含有率谐波电流总功率因数下页上页返回电路和磁路的基本概念3.1.3非正弦似稳态过程3.1.3.1单相负载负载ILUL设交流电的周期为T，则有：电压、电流的有效值分别为：下页上页返回电路和磁路的基本概念视在功率有功功率在视在功率、有功功率计算表达式中，有不等式：其相关函数满足：下页上页返回电路和磁路的基本概念将不等式带入电压、电流有效值和视在功率中可得：(当时)此时，功率因数可表示为：（其值始终小于或等于1）下页上页返回电路和磁路的基本概念根据费莱茨电流分解法，谐波存在时，电流iL(

5、t)可分解为：iLP(t)：有功电流分量iLF(t)：无功电流分量G：电导G的选择应满足有功电流分量可传递的全部有功功率：下页上页返回电路和磁路的基本概念G可写成：有功电流和无功电流分量的瞬时表达式可写为：ILUL1GILFILP将有功电流和无功电流分量的瞬时表达式综合，得弗莱茨分解原理的图。下页上页返回电路和磁路的基本概念有功电流分量和无功电流分量是时间的函数，由此可得：式中：下页上页返回电路和磁路的基本概念uL与iLF相互正交，因此iLp与iLF也相互正交。根据以上公式可知：根据正交性原理，上式的最后一项为零，因此：下页上页返回电

6、路和磁路的基本概念即：式中：以上各式描述了非正弦周期函数作用下单相电压、电流、及各功率之间的关系。此时无功功率完全是由无功电流分量所形成，它传送的不是实际能量。进一步分解电流分量iLP和iLF，基波无功电流分量可表示为：下页上页返回电路和磁路的基本概念导纳Y：基波无功功率分量基波无功功率畸变功率各功率之间的关系：纯正弦电路的功率表达式是非正弦电路（电压仍为纯正弦波形）功率计算表达式的一种特例。下页上页返回电路和磁路的基本概念3.1.3.2多相系统对于任何多相系统各变量之间的关系都可以用三相系统进行描述,各部分有功功率之和为:0:参考点

7、;m:相符号三相三线制系统（零系统）有：电压有效值下页上页返回电路和磁路的基本概念电流有效值视在功率U1NU2NU3N1N23I1I2R例：假定图中的三个电压对称，且均为理想的正弦波，可得：此时，有功功率可表示为：下页上页返回电路和磁路的基本概念德蓬布鲁克提出，总的视在功率可以分解为对称分量S'和不对称分量S"，其关系为：三相系统中的对称分量部分可表示为：视在功率、有功功率和无功功率均可分解为对称和不对称两个分量。下页上页返回电路和磁路的基本概念3.1.4电压换向的整流电路网络换流整流器的系统电压为正弦波，所有的全控整流器不仅从系统吸

8、收有功功率，而且还吸收畸变功率和滞后性无功功率。在理想情况下有：全控型电路：j=a半控型电路：j=a/2系统中出现的无功功率，由整流电路产生。整流电路换流重叠现象使基波相位偏移角增加，重叠角的大小与换流阻抗有关。基波电流