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1、2019/6/8,1,第1章 相关基础知识复习,2019/6/8,2,电力电子变换器（电路）是采用开关的导通和关断来控制电压或电流，由于导通和关断，电压和电流为非正弦波。,如何 描述和分析上述波形？,对开关型变换器产生的非正弦波形电压、电流的数学分析方法。,非正弦周期函数,2019/6/8,3,周期、频率、角频率的关系,非正弦周期函数,2019/6/8,4,傅立叶表达式（） 平均值，即直流成分 基波频率,非正弦周期函数的傅里叶级数分解,2019/6/8,5,傅立叶表达式（） 平均值，即直流成分 基波频率,非正弦周期函数的傅里叶级数分解,正弦电压+线性元件 正弦电压、电流 正弦电压+非线性元件
2、非正弦电流 非正弦电压,正弦波（sinusoidal waveform）电压可表示为：,谐波,周期性非正弦电压的傅立叶表达式,谐波,8,基波（fundamental）频率与工频相同的分量 谐波频率为基波频率大于1整数倍的分量 谐波次数谐波频率和基波频率的整数比,总畸变率：衡量电能质量的重要性能指标，电压或电流波形偏离正弦波形的程度即波形发生畸变的程度，定义为总谐波有效值与基波有效值之比。,谐波,9,电流谐波总畸变率THDi（Total Harmonic distortion）定义为 n次谐波电流含有率以HRIn（Harmonic Ratio for In）,n次谐波电流有效值,基波电流有效值,
3、谐波,2019/6/8,10,平均值和有效值 对周期性的任意波形 平均值为 有效值（RMS)为 周期,平均值和有效值,2019/6/8,11,瞬时功率：电压与电流瞬时值的乘积。 电压瞬时值 电流瞬时值 平均功率：一周期内瞬时功率的平均值。,瞬时功率和平均功率,2019/6/8,12,直流电路功率计算 电压为常量E(V)，电流为常量I(A)，则平均功率为： 电阻负载电路功率计算 注意：本课程中定义，由电源输出功率为正，向电源输入功率为负。,瞬时功率和平均功率,2019/6/8,13,电压或电流恒定 电压为常量E(V)，电流为 ，则平均功率为： 正弦稳态电路,瞬时功率和平均功率,2019/6/8,
4、14,即平均功率 正弦稳态电路有功功率,有功功率（active power）,2019/6/8,15,衡量由储能元件（如电感、电容）引起的与外部电路交换的功率，“无功”的意思是指这部分能量在往复交换的过程中没有被消耗。,无功功率（reactive power）,2019/6/8,16,负载要求电源提供的全部功率容量。 常用视在功率衡量电气设备在额定电压、额定电流条件下最大的负荷能力，或者是对外输出有功功率的最大能力。,视在功率（apparent power）,2019/6/8,17,传输系统中有功功率所占的比例 衡量传输电能效果的重要指标。 正弦电路,功率因数（ power factor）,2
5、019/6/8,18,非正弦电路 基波功率 总功率因数,功率因数（ power factor）,2019/6/8,19,非正弦电路 总功率因数,功率因数（ power factor）,基波因数,位移因数或基波功率因数,2019/6/8,20,电感元件是由导线绕制的实际线圈的理想化模型，不考虑线圈电阻。 反映电流产生磁通和磁场能量，磁场储能情况在电路中的反映。 磁链 电感电压,理想电感,2019/6/8,21,电感吸收的瞬时功率： 频率为正弦电流（或电压）频率2倍的正弦量，在正弦电流一周期内电感吸收的能量正负交替变换2次，即吸收-释放能量2次。 电感元件吸收的平均功率为 电感不消耗有功功率，为储
6、能元件。,理想电感,2019/6/8,22,理想电感一周期内电压平均值为零。 电感上电压 电感上电流 理想电感，周期开始和结束时电流相等，则,理想电感,2019/6/8,23,储存电荷或储存电场能量的元件，电容是反映这种物理现象的电路模型，不考虑电阻。 储存的电荷大小与电容上所加电压之间为线性关系 电容上的电流 电容吸收的瞬时功率,理想电容,2019/6/8,24,电容吸收的瞬时功率 频率为正弦电流（或电压）频率2倍的正弦量，在正弦电流一周期内吸收-释放能量2次。 电容吸收的平均功率 电容上平均功率为零，即电容不消耗有功，为储能元件。,理想电容,2019/6/8,25,理想电容一周期电流平均值
7、为零。 电容上流过的电流为 电容上的电压为 理想电容周期开始和结束时电流值相等,理想电容,26,三相电路基本知识,三相电路 (three-phase circuit) 是由三相电源供电的电路。三相电源是能产生三相电压，能输出三相电流的电源。所谓三相电压 (或电流)，是三个频率相同但相角不同的电压(或电流)的总称。,三相制 (three-phase system) (三相供电系统) 自19世纪末问世以来，已广泛应用于发电、输电、配电和动力用电等方面。,27,对称三相电压,三相四线制供电电源的引出线中A、B、C代表三根端线 (俗称“火线”) ，O代表中线 俗称“零线”)。电压uAO、uBO、uCO
8、构成一组三相电压，uAB、uBC、uCA构成另一组三相电压。,三相供电系统所提供的电压是对称三相电压，即一组频率相同、幅值相等而在相角上互差120的正弦电压。,28,对称三相电压,三相电压不仅频率相同、幅值相同、且初相位依次相差120，则称为对称三相电压。,29,相量的复数表达式及相量图：,对称三相电压,30,三相对称电压的相序,对称三相电压,负序(逆序)：ACBA,相序：各相电源经过同一值(如正最大值)的先后顺序。,正序(顺序)：ABCA,31,三相对称电压的波形图,对称三相电压,32,对称三相电压特点：,对称三相电压,33,星形连接方式,三相电源的连接方式,线电流等于相电流。,34,星形连
9、接方式,三相电源的连接方式,35,一般表示为：,星形连接方式,三相电源的连接方式,线电压对称，大小相等，相位互差120。,36,星形连接方式,三相电源的连接方式,结论：对Y接法的对称三相电源线电流等于对应 的相电流；相电压对称，则线电压也对称 线电压是相电压的 倍， 即,线电压相位领先对应相电压30。,37,三角形连接方式,三相电源的连接方式,即线电压等于相电压。,38,三角形连接方式,三相电源的连接方式,在-联接的三相电路中，由于每相电源 (或每相负载) 系直接联接在两端线之间，所以三角形联接的线电压等于相电压，但线电流则不等于相电流。,39,三角形连接方式,三相电源的连接方式,线电流不等于相电流，根据基尔霍夫电流定律的相量形式可以写出：,线电流与相电流有效值之间的关系为：,40,1、三相电源或三相负载有几种接线方式？各有什么特点？ 2、写出三相和单相电路的视在功率、有功功率和无功功率的计算公式。 3、功率因数是如何定义的？正弦电路中功率因数怎样计算？,思 考,2019/6/8,41,
