电大电工电子技术第二章①.ppt
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2.5谐振电路,在同时含有L和C的交流电路中,如果总电压和总电流同相,称电路处于谐振状态。
此时电路与电源之间不再有能量的交换,电路呈电阻性。
谐振的概念:
或:
即,谐振条件:
谐振时的角频率,串联谐振电路,1.谐振条件,
(一)串联谐振,2.谐振频率,根据谐振条件:
或,
(1)电源频率f一定,调参数L、C使fo=f;,
(2)电路参数LC一定,调电源频率f,使f=fo,电路发生谐振的方法:
3.串联谐振特怔,
(2)电流最大,电路呈电阻性,能量全部被电阻消耗,QL和QC相互补偿。
电源与电路之间不发生能量互换。
(4)电压关系,表征串联谐振电路的谐振质量,(5)品质因数Q,令:
当时:
有,所以串联谐振又称为电压谐振。
相量图:
如Q=100,U=220V,则在谐振时,所以电力系统应避免发生串联谐振。
4.谐振曲线,容性,感性,
(2)谐振曲线,电流随频率变化的关系曲线。
Q值越大,曲线越尖锐,选择性越好。
Q大,Q小,分析:
谐振电流,电路具有选择最接近谐振频率附近的电流的能力称为选择性。
通频带:
谐振频率,上限截止频率,下限截止频率,Q大,通频带宽度越小(Q值越大),选择性越好,抗干扰能力越强。
(二)并联谐振,1.谐振条件,实际中线圈的电阻很小,所以在谐振时有,则:
1.谐振条件,2.谐振频率,或,可得出:
由:
3.并联谐振的特征,
(1)阻抗最大,呈电阻性,(当满足0LR时),
(2)恒压源供电时,总电流最小;,恒流源供电时,电路的端电压最大。
(3)支路电流与总电流的关系,当0LR时,,支路电流是总电流的Q倍电流谐振,相量图,例1:
解:
图示电路中U=220V,故:
所以L1、C并联电路产生谐振,即:
(2),所以电路产生串联谐振,并联电路的等效阻抗为:
串联谐振时,阻抗Z虚部为零,可得:
总阻抗,2.6功率因数的提高,电路中发生能量互换,出现无功功率,当cos1时,,这样引起两个问题:
(1)电源设备的容量不能充分利用,相同的容量下,cos可以输出的有功P,
(2)增加线路和发电机绕组的功率损耗,若cosI,输电线路的损耗,若电源设备的容量:
则可输出的有功功率:
(2)提高功率因数的措施:
1.功率因数的提高,必须保证原负载的工作状态不变。
即:
加至负载上的电压和负载的有功功率不变。
在感性负载两端并电容,
(1)提高功率因数的原则:
加C,结论,并联电容C后:
(3)电路总的有功功率不变,因为电路中电阻没有变,所以消耗的功率也不变。
2.并联电容值的计算,又由相量图可得:
即:
例:
2,求并C前后的线路电流,并C前:
可见:
cos1时再继续提高,则所需电容值很大(不经济),所以一般不必提高到1。
并C后:
思考题:
(1)电源设备的容量不能充分利用,若用户:
则电源可发出的有功功率为:
若用户:
则电源可发出的有功功率为:
而需提供的无功功率为:
所以提高可使发电设备的容量得以充分利用,无需提供的无功功率。
(2)增加线路和发电机绕组的功率损耗,(费电),所以要求提高电网的功率因数对国民经济的发展有重要的意义。
设输电线和发电机绕组的电阻为:
所以提高可减小线路和发电机绕组的损耗。
3.功率因数cos低的原因,日常生活中多为感性负载-如电动机、日光灯,其等效电路及相量关系如下图。
40W220V白炽灯,40W220V日光灯,供电局一般要求用户的否则受处罚。
常用电路的功率因数,2.7、三相电源,1、三相电压的产生,(三相交流发电机示意图),定子:
铁芯(作为导磁路经),三相绕组,匝数相同,空间排列互差1200,转子:
直流励磁的电磁铁,,产生磁场在空间旋转,三相电动势,转子磁场在空间按正弦分布并且旋转,旋转磁场切割定子绕组,产生三相正弦电动势eA、eB、eC,三相电动势瞬时表示式,相量表示:
波形图:
相量图:
最大值相等;频率相同;相位互差120。
对称三相电势的瞬时值之和为0。
三相交流电到达正最大值的顺序称为相序。
供电系统三相交流电的相序为ABC。
称为对称三相电势,三个正弦交流电动势满足以下特征:
(正序),
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