電路課程設(shè)計---三相電路的分析與設(shè)計

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文檔簡介

1、　　《電路課程設(shè)計》報告　　——《基于PSPICE的典型電路研究與仿真分析》　　完成日期： 200 10 年 5 月 10日　　設(shè)計題目：三相電路的分析與設(shè)計　　一．課程設(shè)計目的：<p

2、>　　1.熟悉電路仿真PSPICE軟件的功能，掌握該軟件作業(yè)圖形文件的編制方法及提交PSPICE進(jìn)行分析的方法、步驟。　　2.設(shè)計、分析三相電源和負(fù)載作不同連接時，在負(fù)載對稱和不對稱情況下，線、相電壓和線、相電流之間的關(guān)系。　　3.掌握PSPICE軟件的數(shù)值輸出方式，能據(jù)數(shù)值輸出結(jié)果寫出各相、線電壓；各相、線電流的瞬時值表達(dá)式。

3、　　二．課程設(shè)計任務(wù)：　　1.用PSPICE軟件自行設(shè)計三相電路系統(tǒng)。（電源側(cè)線電壓為380V，頻率50HZ，負(fù)載阻抗自定，可參考書后作業(yè)題中的數(shù)據(jù)）　　（1）給出三相負(fù)載側(cè)線、相電壓和線、相電流的數(shù)值輸出結(jié)果，并將其整理成瞬時值　　表

4、達(dá)式。　　（2）對所得結(jié)果進(jìn)行小結(jié)。　　2.改變負(fù)載參數(shù)使其不對稱（參數(shù)的改變要在10倍以上，重復(fù)任務(wù)1。此時電路能否正常工作？為什么？如果忽略線路負(fù)載阻抗，該電路能否正常工作？） 　　3.提交設(shè)計報告<

5、b>　　三．課程設(shè)計內(nèi)容：　　(一)對稱電路的設(shè)計和分析：　　1．電路圖：　　2．PSPICE的數(shù)值分析輸出結(jié)果及整理出的瞬時值表達(dá)式：　　電源側(cè)相電壓仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果：<p

6、>　　FREQ VM(A177) VP(A177) 　　5.000E+01 2.200E+02 0.000E+00　　FREQ VM(B177) VP(B177) 　　5.000E+01 2.200E+02 -1.200E+02</

7、p>　　FREQ VM(C177) VP(C177) 　　5.000E+01 2.200E+02 1.200E+02　　其三相相電壓瞬時值表達(dá)式　　u1(t)=220Cos(314t+0°) (V)<p&

8、gt;　　u2(t)=220Cos(314t-120°) (V)　　u3(t)=220Cos(314t+120°) (V)　　電源側(cè)線電壓仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果：　　FREQ VM(A177,B177) VP(A177,B177)　　5.

9、000E+01 3.811E+02 3.000E+01　　FREQ VM(B177,C177) VP(B177,C177)　　5.000E+01 3.811E+02 -9.000E+01　　FREQ VM(C177,A177)

10、 VP(C177,A177)　　5.000E+01 3.811E+02 1.500E+02　　其三相線電壓瞬時值表達(dá)式：　　u(A1,B1)=381.1Cos(314t+30°) (V)　　u(B1,C1)=381.1Cos(314t

11、-90°) (V)　　u(C1,A1)=381.1Cos(314t+150°) (V)　　電源側(cè)線電流仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果：　　FREQ IM(V_IA1) IP(V_IA1) 　　5.000E+01 1.089E+00

12、 -2.941E-01　　FREQ IM(V_IB1) IP(V_IB1) 　　5.000E+01 1.089E+00 -1.203E+02　　FREQ IM(V_IC1) IP(V_IC1) 　　5.000

13、E+01 1.089E+00 1.197E+02　　其三相線電流瞬時值表達(dá)式；　　iA1(t)=1.089Cos(314t-0.3°) (A)　　iB1(t)=1.089Cos(314t-120.3°) (A)　　iC1(t)=1.089Co

14、s(314t+119.7°) (A)　　電源側(cè)相電流仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果：　　FREQ IM(V_IA1) IP(V_IA1) 　　5.000E+01 1.089E+00 -2.941E-01　　FREQ IM(

15、V_IB1) IP(V_IB1) 　　5.000E+01 1.089E+00 -1.203E+02　　FREQ IM(V_IC1) IP(V_IC1) 　　5.000E+01 1.089E+00 1.197E+02

16、　其三相相電流瞬時值表達(dá)式：　　iA1(t)=1.089Cos(314t-0.3°) (A)　　iB1(t)=1.089Cos(314t-120.3°) (A)　　IC1(t)=1.089Cos(314t+119.7°) (A)　　負(fù)載側(cè)線電

17、流仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果：　　FREQ IM(V_IA2) IP(V_IA2) 　　5.000E+01 1.089E+00 -2.941E-01　　FREQ IM(V_IB2) IP(V_IB2) 　　5.000E+01

18、 1.089E+00 -1.203E+02　　FREQ IM(V_IC2) IP(V_IC2) 　　5.000E+01 1.089E+00 1.197E+02　　其三相線電流瞬時值表達(dá)式：　　iA2(t)=1.089Cos(314t-0.3

19、°) (A)　　iB2(t)=1.089Cos(314t-120.3°) (A)　　iC2(t)=1.089Cos(314t+119.7°) (A)　　負(fù)載側(cè)線電壓仿真數(shù)值分析輸出結(jié)；　　FREQ VM(A277,B277)

20、 VP(A277,B277)　　5.000E+01 3.773E+02 2.973E+01　　FREQ VM(B277,C277) VP(B277,C277)　　5.000E+01 3.773E+02 -9.027E+01

21、;　　FREQ VM(C277,A277) VP(C277,A277)　　5.000E+01 3.773E+02 1.497E+02　　其三相線電壓瞬時值表達(dá)式：　　u(A2,B2)=377.3Cos(314t+29.73°)

22、(V)　　u（B2,C2）=377.3Cos（314t-90.27°） (V)　　u(C2,A2)=377.3Cos(314t+149.7°) (V)　　負(fù)載側(cè)相電壓仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果：　　FREQ VM(A277,N277) V

23、P(A277,N277)　　5.000E+01 2.178E+02 -2.671E-01　　FREQ VM(B277,N277) VP(B277,N277)　　5.000E+01 2.178E+02 -1.203E+02　　F

24、REQ VM(C277,N277) VP(C277,N277)　　5.000E+01 2.178E+02 1.197E+02　　其三相相電壓瞬時值表達(dá)式:　　u(A2,N2)=217.8Cos(314t-0.3°) (V)

25、　u(B2,N2)=217.8Cos(314t-120.3°) (V)　　u(C2,N2)=217.8Cos(314t+119.7°) (V)　　小結(jié):由仿真數(shù)據(jù)可知，負(fù)載側(cè)線電壓幅值是相電壓的倍，相位比相電壓超前30°，負(fù)載側(cè)線電流與相電流的幅值與相位都相等。選擇負(fù)載時，不能使仿真結(jié)果相電壓過小，過大或線電流過小、過大。

26、　?。ǘ┎粚ΨQ電路的設(shè)計和分析　　1．電路圖：（加中線）　　2．PSPICE的數(shù)值分析輸出結(jié)果及整理出的瞬時值表達(dá)式：（加中線后）　　電源側(cè)線電壓仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果：　　FREQ VM(A177,B177) V

27、P(A177,B177)　　5.000E+01 3.811E+02 3.000E+01　　FREQ VM(B177,C177) VP(B177,C177)　　5.000E+01 3.811E+02 -9.000E+01&

28、lt;p>　　FREQ VM(C177,A177) VP(C177,A177)　　5.000E+01 3.811E+02 1.500E+02　　其三相線電壓瞬時值表達(dá)式：　　u(A1,B1)=381.1Cos(314t+30°) (V)</p&g

29、t;　　u(B1,C1)=381.1Cos(314t-90°) (V)　　u(C1,A1)=381.1Cos(314t+150°) (V)　　電源側(cè)相電壓仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果： 　　FREQ VM(A177) VP(A177)

30、;　　5.000E+01 2.200E+02 0.000E+00　　FREQ VM(B177) VP(B177) 　　5.000E+01 2.200E+02 -1.200E+02　　FREQ VM(C177) VP(C177

31、) 　　5.000E+01 2.200E+02 1.200E+02　　其三相相電壓瞬時值表達(dá)式：　　u1(t)=220Cos(314t+0°) (V)　　u2(t)=220Cos(314t-120°) (V)&

32、lt;p>　　u3(t)=220Cos(314t+120°) (V)　　負(fù)載側(cè)線電壓仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果：　　FREQ VM(A277,B277) VP(A277,B277)　　5.000E+01 3.796E+02 2.969E+01

33、　　FREQ VM(B277,C277) VP(B277,C277)　　5.000E+01 3.543E+02 -9.471E+01　　FREQ VM(C277,A277) VP(C277,A277)　　5.000E+01

34、 3.430E+02 1.512E+02　　其三相線電壓瞬時值表達(dá)式：　　u(A2,B2)=379.6Cos(314t+29.69°) （V）　　u(B2,C2)=354.3Cos(314t-94.71°) (V)　　u(C2,A2

35、)=343.0Cos(314t+151.2°) (V)　　負(fù)載側(cè)相電壓仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果：　　FREQ VM(A277,N277) VP(A277,N277)　　5.000E+01 2.284E+02 -1.318E+00　　F

36、REQ VM(B277,N277) VP(B277,N277)　　5.000E+01 2.183E+02 -1.177E+02　　FREQ VM(C277,N277) VP(C277,N277)　　5.000E+01 1.754E+02

37、1.143E+02　　其三相相電壓瞬時值表達(dá)式：　　u(A2,N2)=228.4Cos(314t-1.318°) (V)　　u（B2,N2）=218.3Cos(314t-117.7°) (V)　　u(C2,N2)=175.4Cos(314t+114.3

38、°) (V)　　負(fù)載側(cè)線（相）電流仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果：　　FREQ IM(V_IA2) IP(V_IA2) 　　5.000E+01 5.711E-02 -1.320E+00　　FREQ IM(V_IB2

39、) IP(V_IB2) 　　5.000E+01 1.092E+00 -1.177E+02　　FREQ IM(V_IC2) IP(V_IC2) 　　5.000E+01 1.754E+01 1.136E+02

40、　其三相線電流瞬時值表達(dá)式：　　iA2(t)=0.05711Cos(314t-1.32°) (A)　　iB2(t)=1.092Cos(314t-117.7°) (A)　　iC2(t)=1.754Cos(314t+113.6°) (A)　　中線

41、電流仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果：　　FREQ IM(V_IN) IP(V_IN) 　　5.000E+01 1.685E+01 -6.365E+01　　其電流瞬時值表達(dá)式：IN(t)=16.85Cos（314t-63.65°） (A)<p

42、>　　中性點電壓仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果：　　FREQ VM(0,N277) VP(0,N277) 　　5.000E+01 9.952E+00 -3.151E+01　　其電壓瞬時值表達(dá)式：V(0,N2)=9.952Cos(314t-31.51°) (V)

43、　　小結(jié)：不對稱時，負(fù)載側(cè)的線電壓與相電壓幅值與相位沒什么函數(shù)關(guān)系，由電路參數(shù)確定，負(fù)載側(cè)各相線電流與相電流幅值與相位仍然相等。對于該電路，由于A相負(fù)載側(cè)電流過小，C相負(fù)載相電壓過小，所以該電路不能正常工作。　　不對稱電路的設(shè)計和分析　　1．電路圖：（不加中線）：　　2．PSPICE的數(shù)值分析輸

44、出結(jié)果及整理出的瞬時值表達(dá)式：（不加中線后）　　電源側(cè)線電壓仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果：　　FREQ VM(A177,B177) VP(A177,B177)　　5.000E+01 3.811E+02 3.000E+01　　FREQ

45、 VM(B177,C177) VP(B177,C177)　　5.000E+01 3.811E+02 -9.000E+01　　FREQ VM(C177,A177) VP(C177,A177)　　5.000E+01 3.811E+02

46、 1.500E+02　　其三相線電壓瞬時值表達(dá)式：　　u(A1,B1)=381.1Cos(314t+30°) (V)　　u(B1,C1)=381.1Cos(314t-90°) (V)　　u(C1,A1)=381.1Cos(314t+150°)

47、 (V)　　電源側(cè)相電壓仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果： 　　FREQ VM(A177) VP(A177) 　　5.000E+01 2.200E+02 0.000E+00　　FREQ VM(B177) VP(B177) &

48、lt;/p>　　5.000E+01 2.200E+02 -1.200E+02　　FREQ VM(C177) VP(C177) 　　5.000E+01 2.200E+02 1.200E+02　　其三相相電壓瞬時值表達(dá)式：</p&g

49、t;　　u1(t)=220Cos(314t+0°) (V)　　u2(t)=220Cos(314t-120°) (V)　　u3(t)=220Cos(314t+120°) (V)　　負(fù)載側(cè)線電壓仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果：　　FR

50、EQ VM(A277,B277) VP(A277,B277)　　5.000E+01 3.805E+02 2.943E+01　　FREQ VM(B277,C277) VP(B277,C277)　　5.000E+01 3.739E+02

51、 -9.053E+01　　FREQ VM(C277,A277) VP(C277,A277)　　5.000E+01 3.775E+02 1.503E+02　　其三相線電壓瞬時值表達(dá)式：　　u(A2,B2)=

52、380.5Cos(314t+29.43°) （V）　　u(B2,C2)=373.9Cos(314t-90.53°) (V)　　u(C2,A2)=377.5Cos(314t+150.3°) (V)　　負(fù)載側(cè)相電壓仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果：　　FRE

53、Q VM(A277,N277) VP(A277,N277)　　5.000E+01 3.681E+02 -2.728E+01　　FREQ VM(B277,N277) VP(B277,N277)　　5.000E+01 3.557E+02 -9

54、.069E+01　　FREQ VM(C277,N277) VP(C277,N277)　　5.000E+01 1.822E+01 9.259E+01　　其三相相電壓瞬時值表達(dá)式：　　u(A2,N2)=368.1Cos(314t-2

55、7.28°) (V)　　u（B2,N2）=355.7Cos(314t-90.69°) (V)　　u(C2,N2)=18.22Cos(314t+92.59°) (V)　　負(fù)載側(cè)線（相）電流仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果：　　FREQ IM(

56、V_IA2) IP(V_IA2) 　　5.000E+01 9.202E-02 -2.729E+01　　FREQ IM(V_IB2) IP(V_IB2) 　　5.000E+01 1.779E+00 -9.072E+01<p&g

57、t;　　FREQ IM(V_IC2) IP(V_IC2) 　　5.000E+01 1.822E+00 9.187E+01　　其三相線電流瞬時值表達(dá)式：　　iA2(t)=0.09202Cos(314t-27.29°) (A)

58、　iB2(t)=1.779Cos(314t-90.72°) (A)　　iC2(t)=1.822Cos(314t+91.87°) (A)　　中性點電壓仿真數(shù)值分析輸出結(jié)果：　　FREQ VM(N277) VP(N277) 　　5

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