電工學(xué)中三相電路

1、 S N + + + + 定子定子 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 1 鐵心鐵心( (作為導(dǎo)磁路徑作為導(dǎo)磁路徑) ) 三相繞組三相繞組 匝數(shù)相同匝數(shù)相同 空間排列互差空間排列互差120120 : :直流勵磁的電磁鐵直流勵磁的電磁鐵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 定子定子 發(fā)電機結(jié)構(gòu)發(fā)電機結(jié)構(gòu) tUu sin m1 )120sin( m2 tUu )120sin( m3 tUu UUU 0 1 ) 2 3 j 2 1 (120 3 UUU ) 2 3 j 2 1 (120 2 UUU 2 tUu sin m1 )120sin( m2 tUu )120sin( m3 tUu UUU 0 1 120 2 UU 120 3 UU 3 對稱三相電

2、壓的瞬時值之和為對稱三相電壓的瞬時值之和為 0 0，即，即 0 321 uuu 0 321 UUU 或或 三個正弦交流電壓滿足以下特征三個正弦交流電壓滿足以下特征 4 (1) (1) 連接方式連接方式 中性點中性點 321 UUU、 312312 UUU、 UP UL 3 u + + + + + + 1 u 2 u 12 u + + + + + + 31 u 23 u 5 2112 UUU 3223 UUU 1331 UUU 由相量圖可得由相量圖可得 30 303 112 UU 12 U 2 U 6 UU , 相相電電壓壓線線電電壓壓 時時結(jié)結(jié)結(jié)結(jié)論論：電電源源形形聯(lián)聯(lián) PL 且超線電壓形聯(lián)結(jié)

3、時結(jié)論：電源,3,Y P UU L 。三相線電壓也是對稱的前相應(yīng)的相電壓 ,30 303 223 UU 303 331 UU 7 8 9 N i1 i 321 III、 N 電源中性點電源中性點 N 負(fù)載中性點負(fù)載中性點 1 i 2 i 3 i IP IL 10 321N IIII 3 3 3 2 2 2 1 1 1 Z U I Z U I Z U I PL 3UU PL II Y形聯(lián)結(jié)時：形聯(lián)結(jié)時： 11 負(fù)載對稱時負(fù)載對稱時,中性線無電流中性線無電流,可省可省 掉中性線。掉中性線。 0 321N IIII 中性線電流中性線電流 所以負(fù)載對稱時，所以負(fù)載對稱時，三相電流也對稱。三相電流也對稱

4、。 P 3 L UU 負(fù)負(fù)載載對對稱稱無無中中線線時時 負(fù)載對稱時，只需計負(fù)載對稱時，只需計 算一相電流，其他兩相算一相電流，其他兩相 電流可根據(jù)對稱性直接電流可根據(jù)對稱性直接 寫出。寫出。 A15010 A9010 A3010 3 2 1 I I I 可可知知： 如如： 因為三相電壓對稱，且因為三相電壓對稱，且Z1=Z2=Z3， 12 例例1： 一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對稱。設(shè) 電源線電壓電源線電壓 。負(fù)載。負(fù)載 為白熾燈組。若為白熾燈組。若R1=R2= R3 = 5 ，求線電流及中性，求線電流及中性 線電流線電流IN ; 若若R1=5 , R2=

5、10 , R3=20 ,求線電流求線電流 及中性線電流及中性線電流 IN。 V)30314sin(2380 12 tu 13 中性線電流中性線電流 0 321N IIII 解：解：已知已知 V30380 12 U V0220 1 U A044A 5 0220 1 1 1 R U I (1) 線電流線電流 三相對稱三相對稱 A12044 2 I A12044 3 I 14 (2) 三相負(fù)載不對稱三相負(fù)載不對稱（R1=5 、R2=10 、R3=20 ） 分別計算分別計算各線電流各線電流 中性線電流中性線電流 A12011A 20 120220 3 3 3 R U I A12022A 10 1202

6、20 2 2 2 R U I A12011A12022A044 321N IIII A044A 5 0220 1 1 1 R U I A191 .29 15 解解: ( L1 L1L2 L3 L1 L1 （R1=5 ，R2=10 ，R3=20 ） 16 L2L3 此時負(fù)載中性點此時負(fù)載中性點 L1 V380, V380, 0,0 3313 2122 11 UUU UUU UU 17 L1 L2 、 L3相電燈仍承受相電燈仍承受 220V電壓電壓, 正常工作。正常工作。 A7 .12A 0210 380 32 23 RR U I V127V107 .12 22 IR U V254V207 .12

7、 33 IR U 18 19 321 III 、 12 I 23 I 31 I 20 (2) 相電流相電流 12 12 12 Z U I 23 23 23 Z U I 31 31 31 Z U I (1) 負(fù)載相電壓負(fù)載相電壓=電源線電壓電源線電壓 即即 UP = UL 即即 相電流：相電流： 312312 III 、 線電流：線電流： 321 III 、 21 相量圖相量圖 負(fù)載對稱時負(fù)載對稱時, (3) 線電流線電流 由相量圖可求得由相量圖可求得 31121 III 12232 III 23313 III Z U IIII P P312312 R X arctan 312312 。3 30

8、 0且且落落后后相相應(yīng)應(yīng)的的相相電電流流 ( (相相電電流流) ), ,3 3線線電電流流 ，時時形形聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)對對稱稱負(fù)負(fù)載載 : :結(jié)結(jié)論論 P L II L321 IIII PPL 330cos2III 22 負(fù)載的額定電壓負(fù)載的額定電壓 = 電源的線電壓電源的線電壓 應(yīng)作應(yīng)作 形連接形連接 負(fù)載的額定電壓負(fù)載的額定電壓 = 電源線電壓電源線電壓 3 1 應(yīng)作應(yīng)作 Y 形連接形連接 23 LPLP 3 1 ,II UU 對稱負(fù)載對稱負(fù)載 形連接時形連接時 PPPP cos3cos3 LL IUIUP 同理同理 PLLPPP sin3sin3 IU IUQ LPLP , 3 1 II UU

9、對稱負(fù)載對稱負(fù)載Y Y形連接時形連接時 當(dāng)負(fù)載對稱時當(dāng)負(fù)載對稱時 P = 3UP IPcos P LLPP 22 33IU IUQPS 所以所以 24 有一三相電動機有一三相電動機, 每相的等效電阻每相的等效電阻 R = 29 , 等效等效 感抗感抗XL=21.8 , 試求下列兩種情況下電動機的相電流、試求下列兩種情況下電動機的相電流、 線電流以及從電源輸入的功率線電流以及從電源輸入的功率, 并比較所得結(jié)果。并比較所得結(jié)果。 (1) 繞組連成星形，接于繞組連成星形，接于UL =380 V的三相電源上的三相電源上; (2) 繞組連成三角形繞組連成三角形, 接于接于UL =220 V的三相電源上。

10、的三相電源上。 例例1: 解解: : (1)A1 .6A 8 .2129 220 22 P P Z U I W 8 .2129 29 1 . 63803cos3 22 LL IUP Wk2 . 3W8 . 01 . 63803 25 Wk2 . 3W8 . 05 .102203cos3 LL IUP A1 . 6A 8 .2129 220 22 P P Z U I(2) A5 .103 PL II 比較比較(1)、(2)的結(jié)果的結(jié)果: 有的電動機有兩種額定電壓有的電動機有兩種額定電壓, 如如220/380 V。 當(dāng)電源電壓為當(dāng)電源電壓為380 V時時, 電動機的繞組應(yīng)連接成星形；電動機的繞組應(yīng)

11、連接成星形； 當(dāng)電源電壓為當(dāng)電源電壓為220 V時時, 電動機的繞組應(yīng)連接成三角形。電動機的繞組應(yīng)連接成三角形。 在三角形和星形兩種連接法中在三角形和星形兩種連接法中, 相電壓、相電流相電壓、相電流 以及功率都未改變以及功率都未改變，僅，僅三角形聯(lián)結(jié)情況下的線電流三角形聯(lián)結(jié)情況下的線電流 為星形聯(lián)結(jié)情況下的線電流為星形聯(lián)結(jié)情況下的線電流 倍倍。3 26 例例2: 線電壓線電壓UL為為380 V的三相電源上，接有兩組對稱三相負(fù)載：一的三相電源上，接有兩組對稱三相負(fù)載：一 組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，每相阻抗組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，每相阻抗 ; 另一組另一組 是星形聯(lián)結(jié)的電阻性負(fù)載，每相電阻是

12、星形聯(lián)結(jié)的電阻性負(fù)載，每相電阻RY =10 , 如圖所示。試求：如圖所示。試求： 373 .36Z 設(shè)設(shè)解：解： V0380 12 U V30220 1 U 則則 （1 1）各組負(fù)載的相電流；）各組負(fù)載的相電流； (2) (2) 電路線電流；電路線電流； (3) (3) 三相有功功率。三相有功功率。 27 Z U I A3747.10A 3736.3 0380 12 21 R U I A0322 Y 1 Y1 I A6713.180337347.10 1 A7 .4638 A)30226713.18( Y111 III 28 Wk4 .2 )W144809546( W223803W8 .013.183803 cos3cos3 YLLLL Y IUIU PPP 67o 29 某大樓為日光燈和白熾燈混合照明，需裝某大樓為日光燈和白熾燈混合照明，需裝40W日光燈日光燈 70盞盞 (cos 1=0.5)，60W白熾燈白熾燈 30盞盞(cos 2=1), 它們的額定電壓都是它們的額定電壓都是220V， 由由380/220V的電網(wǎng)供電。試分配其負(fù)載并指出應(yīng)如何接入