电工基础5章6章课件.ppt

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1、5.1非正弦信号的基本概念我们把这种周期性的不按正弦规律变化的电压、电流和电动势，称为周期性非正弦交流电或周期性非正弦量，简称为非正弦量。5.1.1电路中的非正弦量1．周期性非正弦交流电动势交流发电机是按照正弦规律设计与制造的，源动力作用下产生的电动势总是按照正弦量输出。但是由于工艺技术等方面的原因，发电机电枢表面的磁感应强度不能严格按正弦规律分布，在实际工程中不能按正弦规律的变化而产生正弦量信号，因此，发电机电枢绕组中产生的感应电动势不是理想的正弦量信号，在此电动势作用下，电路中产生非正弦电压、电流激励

2、信号，响应的也是非正弦电压、电流信号。2．电路中不同频率的电动势当电路中有不同频率的电源激励信号共同作用时，电路中响应的电压与电流也不是正弦量，一个是直流量和另一个正弦交流电源相串联就能产生非正弦量。3．电路中含有非线性元件若电路中含有非线性元件，因非线性元件的特点，则电路中的电流不与电路两端的电压成正比。5.1.2周期性非正弦量的分解1．周期性非正弦量的分解2．几种常见的周期性非正弦量的波形及分解3.周期性非正弦信号的频谱1．周期性非正弦量的分解由于非正弦量可以由不同频率的正弦量合成，因此，一个周期性非

3、正弦量可以分解成为一系列不同频率的正弦分量。根据数学推导，若一个周期性函数，其周期为T，如果周期性函数满足狄里赫利条件，则该周期函数可以展开成为一个无穷收敛级数，即傅里叶级数。实际电路中所遇到的非正弦量一般都满足这个条件。2．几种常见的周期性非正弦量的波形及分解常见的周期性非正弦量的波形及谐波分量表达式见表5-1。非正弦量在整流、脉冲、电子扫描、滤波等电路中较常见，应该熟悉谐波特点。每种非正弦量的各次谐波中，次数越高的谐波，振幅越小，所以在分析计算中可以忽略较高次谐波，一般取前面的三到五项就相当准确了。3

4、.周期性非正弦信号的频谱一个周期性非正弦信号可以分解成多个频率不同的谐波分量之和。将组成信号的全体谐波按其频率的高低顺序排列成谱状，称为信号的频谱。通常频谱分为两种：振幅频谱，相位频谱。若将全体谐波的振幅按频率的高低顺序排列，则称为振幅频谱。若将全体谐波的初相按频率顺序排列，则称为相位频谱。一般如不特别说明，则信号的频谱是指振幅频谱。周期性非正弦信号的频谱有以下几个共同特点：一是离散性，即周期性信号的频谱是由彼此分立的谱线组成；二是谐波性，即周期性信号只有在基波整数倍的离散点频率处才有值；三是收敛性，即周

5、期性信号的各次谐波振幅随谐波次数的增高而逐渐减小。5.2非正弦信号的有效值、平均值和平均功率5.2.1有效值周期性非正弦交流电的有效值与正弦交流电的有效值一样，用电流的热效应来定义有效值，即：让交流电和直流电分别通过阻值完全相等的电阻，若在相同的时间内这两种电流产生的热量相等，则就把此直流电的量值定义为该正弦交流电的有效值。但在实际计算中上有效值的表达式却大不相同。5.2.2平均值周期性非正弦交流电在一个周期内的平均值等于它的直流分量，定义为电压、电流的平均值。5.2.3平均功率非正弦交流电与正弦交流电一

6、样，电路中的瞬时功率等于电压瞬时值与电流瞬时值的乘积。5.3非正弦信号电路的分析对周期性非正弦信号电路的分析计算，通常采用谐波分析法。当加在线性电路上的电压为非正弦周期性电压时，可以将非正弦周期性电压分解为傅里叶级数。应用叠加原理对其每一次激励信号单独作用，求出各自谐波的电流瞬时值表达式，然后叠加，求出各次谐波电压共同作用时的电流。（1）写出已知的周期性非正弦量的谐波分量表达式，根据具体问题的准确度，高次谐波取到那一项。（2）分别计算各自不同频率谐波正弦量单独作用时的电路阻抗。因为，电感与电容对不同频率的

7、谐波量表现的电抗不同，应具体说明对那一次谐波的阻抗。（3）写出各次谐波表达式，应用叠加原理，再进行叠加，将各谐波电流进行叠加求得总电流。各次谐波电动势单独作用电路时，可用符号法，也可用向量图。由于各次谐波的频率不同，不能进行相加，先变换成瞬时值解析式后再进行叠加。本章小结1.周期性非正弦交流电产生的原因。2.周期性非正弦交流电的有效值与正弦交流电的有效值的定义相同。其数值等于各谐波有效值平方和的平方根。3.周期性非正弦交流电平均值定义为一个周期内函数值的平均值。4.周期性非正弦交流电的平均功率定义与正弦交

8、流电相同，其数值等于各谐波平均功率之和。周期性非正弦交流电路的视在功率不等于各谐波的视在功率之和。将有功功率与视在功率之比定义为非正弦交流电的功率因数。第6章三相交流电路6.1三相交流电路的基本概念6.1.1三相正弦交流电的产生6.1.2三相正弦交流电的表示方法6.2三相电源的连接6.2.1三相电源的星形(Y形)接法6.2.2三相电源的三角形(△形)接法6.3三相电路的分析与计算6.3.1三相负载的连接6.3.2对称负载的星形