物理電工電子技術(shù)Ⅰ三相電路PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1物理電工電子技術(shù)物理電工電子技術(shù)三相電路三相電路25.1 三相電壓5.1.1 三相電動勢的產(chǎn)生NSAXe在兩磁極中間，放一個線圈。根據(jù)右手定則可知，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其方向由AX讓線圈以 的速度順時針旋轉(zhuǎn)。合理設(shè)計磁極形狀，使磁通按正弦規(guī)律分布，線圈兩端便可得到單相交流電動勢。tEeAXsin21、單相交流電動勢的產(chǎn)生第1頁/共46頁32、三相交流電動勢的產(chǎn)生定子中放三個線圈：首端末端三線圈空間位置各差120o轉(zhuǎn)子裝有磁極并以 的速度旋轉(zhuǎn)。三個線圈中便產(chǎn)生三個以正弦規(guī)律變化的交流電動勢。U1U2V1V2W1W2e1e2e3U1U2V2W2SN轉(zhuǎn)子定子W1V1第2頁/共46頁4三相電

2、動勢()-240sintEme3()-120sintEme2sintEme1)120sin(+tEm第3頁/共46頁5.1.2 三相電源的表示法1.瞬時值表達式()-=240sintEme3()-=120sintEme2=sintEme1)120sin(+=tEmEm 2e1e3e2.波形圖第4頁/共46頁61E3E2E3.相量圖-120120EEEE3210EE4.相量式第5頁/共46頁75.三相電源的特征(1) 對稱。 大小相等，頻率相同，相位互差120(2) 相序。U1V1W1(3) 對稱正弦量的瞬時值和與相量和為0。Em BeAeCe0+321EEEe1 +e2 +e3 =01E3E2

3、E第6頁/共46頁8（中線）（火線）（火線）（火線）三相四線制供電火線（相線）:L1L2L3中線（零線）：N3e2e1eL1U1V1L3L2W1N5.1.3 三相電源的連接星形接法第7頁/共46頁9332211eueueu1、相電壓：火線對中線間的電壓。120120120o01UUo-1202UUo-2403UU3U2U 1U1u2u（中線）（火線）（火線）（火線）3e2e1eL1L3L2N3u第8頁/共46頁102、線電壓：兩火線間的電壓。12u23u31u312312uuu注意規(guī)定的正方向3223UUU-2112UUU-1331UUU-（中線）（火線）（火線）（火線）3e2e1eL1L3L

4、2N第9頁/共46頁113U12U2U1U23U31U2U-1U-3U-3030302112UUU-3031U3223UUU-9032U1331UUU-15033U3.相、線電壓 間的關(guān)系12U 3031U23U 3032U31U 3033U第10頁/共46頁12UP：相電壓在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶的電壓等級為V380 V220lPUU、 3PlUU線電壓超前于相應(yīng)的相電壓30oUl：線電壓結(jié)論（U1 、 U2 、 U3）（U12 、 U23 、 U31）第11頁/共46頁U1U2V2W1V1W2N三相四線制三相三線制星形連接、引出中線，為負載提供兩種電壓：相電壓和線電壓星形連接、不

5、引出中線，為負載提供一種電壓：線電壓U1U2V2W1V1W2第12頁/共46頁145.2 負載星形連接的三相電路三相對稱負載：接在三相電源上的每一相負載的阻抗值與阻抗角都相等。相電流（IP）：流過每一相負載的電流線電流（IL） ：流過每一根火線的電流|Z1|=|Z2|=|Z3|1= 2= 3若滿足Z1=Z2=Z3:對稱負載例：Z1=10、Z2=j10、Z3=-j10 是否為對稱負載？不是第13頁/共46頁15三相四線2i相電流IP(負載上的電流)：Z1Z3Z2線電流IL(火線上的電流)：1iL3L1L2N1u2u3u2Ni3Ni1Ni3i1NI 、2NI 、3NI 1I 、2I 、3I 1.

6、連接三相四線制第14頁/共46頁16線電壓=相電壓3, 線電壓超前相電壓30。2U12U3U31U23U1U2.特點pULU3線電流=相電流LpII中線電流NIL1L3L2NZZZ31U3U2U23U1U12U2i1i3iiN第15頁/共46頁17一般線電壓 為已知，然后根據(jù)電壓和負載求電流。uLipiLuLpu1I1UZ12I2UZ23I3UZ33N2N1NNIIII+3.計算L22iZ1Z3Z21i3iL3L1NNi1u2u3u第16頁/共46頁18（1）若為對稱負載：即：Z1=Z2=Z3=Z 因為：1U 、2U 、3U 對稱1I 、2I 、3I 所以：對稱計算時，只需計算一相，推出另外兩

7、相即可。且2I3I1I1U2U3U=+=（中線電流為0）0321NIIII各相、線電流大小相等，相互之間的相位差為1200（2）負載不對稱時，各相單獨計算。第17頁/共46頁19 已知： 三相負載 R、L、C 以及 三相線電壓：求：各相、各線及中線電流 0l12UU- 120l23UU120l31UU L3RL1 L2 NLC1I3I2I1INI3I2I例1第18頁/共46頁20解： 相電壓33-90130 1l313UUU-303130 31l121UUU33-150130 1l232UUU L3RL1 L2 NLC線電壓 0l12UUNI1I120l31UU- 120l23UU3NI2NI

8、2I1NI3I第19頁/共46頁21 相電流： L3RL1 L2 NLCNI1I3NI2NI2I1NI3IRUI11-1CjUI33LjUI22321NIIII+中線電流12U3U2I31U23U2U3INI1U1I第20頁/共46頁22三相三線)(ZZZZ321負載對稱時零線是否可以取消？三相完全對稱時，零線可以取消!3eL1L3L2ZZZCe2e1e0+321NIIII三相三線制第21頁/共46頁231）負載對稱時，三相三線制各電壓對稱2）若負載不對稱時，不能采用三相三線制！因為 此時各相負載上的電壓將會出現(xiàn)不對稱現(xiàn)象， 負載不能正常工作。3）因負載不對稱時，不能采用三相三 線制！所以，中

9、線上不能安裝開關(guān) 和保險絲。三相三線制供電時各相電流的計算方法同上。第22頁/共46頁24照明負載星形如圖所示接于線電壓為380V的三相電源上。燈泡的額定電壓為220V 。例2求：（1）若一樓全部斷開，二、三樓仍然接通 ，分析中線 斷開前后的情況如何?（2）若一樓斷開，二、三樓接通。但兩層樓燈的數(shù)量 不等（設(shè)二樓燈的數(shù)量為三層的/4 ）中線斷開前后 結(jié)果如何？L1L2L3N. . . . . . .一層二層三層（3）根據(jù)以上分析，照明電路能否采用三相三線制供電 方式？第23頁/共46頁25若中線斷開，L1相斷開后， L2 、 L3 兩相串聯(lián)，線電壓U23（380V）加在L2 、L3負載上。如果

10、兩相負載對稱，則每相負載上的電壓為190V。低于燈泡的額定電壓。（1）若一樓全部斷開，二、三樓仍然接通。若中線尚未斷開，則二、三樓工作狀態(tài)不變。照明不受影響。結(jié)果為二、三樓電燈全部變暗，不能正常工作。解：L1L3L2.一層樓二層樓三層樓第24頁/共46頁26（2）若一樓斷開，二、三樓接通。但兩層樓燈的數(shù)量不等（設(shè) 二樓燈的數(shù)量為三層的1/4 ）時結(jié)果為二樓燈泡上的電壓超過額定電壓， 燈泡被燒毀；三樓的燈不亮。V 76380513RUV 304380542RUL1L3L2R2R3若中線尚未斷開，則二、三樓工作狀態(tài)不變。照明不受影響。若中線斷開，則第25頁/共46頁27不加零線會不會出現(xiàn)問題?（3

11、）根據(jù)以上分析，照明電路不能采用三相三線制供電方 式。且中線上不能接開關(guān)和保險絲。L1L3L2.一層樓二層樓三層樓N中線的作用在于，使星形連接的不對稱負載得到相等的相電壓。因為負載不對稱而又沒有中線時，負載上可能得到大小不等的電壓，有的超過用電設(shè)備的額定電壓，有的達不到額定電壓，都不能正常工作。比如，照明電路中各相負載不能保證完全對稱，所以絕對不能采用三相三相制供電，而且必須保證零線可靠。第26頁/共46頁28三相照明負載連接于相電壓為220v的三相四線制的對稱電源上，RA=5， RB=10， RC=20，試求以下幾種情況下負載的電壓電流的有效值。（1）正常情況下（2）A相短路時（3）A相短路

12、，中線斷開（4）A相斷開（5）A相斷開，中線斷開XXXABCN解：（1）A445220RUIAAA A2210220RUIBBB A1120220RUICCC A044IA A12022IB - - A12011IC A1929IIIICBAN - - + + + 例3第27頁/共46頁29XXXABCN（2）A相短路，A相電流很大， A相熔斷器燒毀，B、C兩相 不受影響，電流電壓不變。（3）A相短路，中線斷開AB、C相承受線電壓A1503810150380RUIBABB-A30192030380RUICCAC-（4）A相斷開XXXABCNB、C相不受影響（5）A相斷開、中線斷開A907 .1

13、23090380RRUICBBC - - - - + + 第28頁/共46頁30L1L3L2Z12Z23Z3112i31i23i12u23u31u1i2i3i線電壓=相電壓 plUU5.3 負載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路1. 接法相電流IP(負載上的電流)：線電流IL (火線上的電流)：12I 、23I 、31I 1I 、2I 、3I 第29頁/共46頁31相電流線電流31121III-12232III-23313III-1212ZU12I2323ZU23I3131ZU31I2. 計算L1L3L2Z12Z23Z3112i31i23i12u23u31u1i2i3i第30頁/共46頁32（2）負載對稱時

14、（Z12=Z23=Z31=Z ），各相電流有 效值相等，相位互差120 。有效值為：UZIIIILP312312（1）負載不對稱時，先算出各相電流，然后計算線電流。L1L3L2Z12Z23Z3112i31i23i12u23u31u1i2i3i第31頁/共46頁33同理：設(shè)：負載為阻性的，阻抗角為 0 。負載對稱時，三角形接法線、相電流的相位關(guān)系31121III-0L12UU- 303121II303030- 303232II- 303313II12U23U31U31-I31I12I23I2I3I1I第32頁/共46頁34三角形接法的對稱負載-303pLII pLUU結(jié)論L1L3L2Z12Z23

15、Z3112i31i23i12u23u31u1i2i3i第33頁/共46頁35 對稱負載的每相阻抗Z=30+j40，電源線電壓為380v，求：下列各種情況下的相、線電流。（1）正常情況（2）AB相短路（3）AB相斷開（4）A火線斷開ZABZBCZCAABC解： （1） - - 536 . 753500380ZUIABAB - - - - 1736 . 75350120380ZUIBCBC + + - - 676 . 7120536 . 7ICA - - - - - - 8336 . 7305336 . 7IA 15736 . 7IB 3736 . 7IC例4第34頁/共46頁36ZABZBCZC

16、AABC（2）AB相短路AB火線有短路電流，若AB火線熔斷，則均無電流（3）AB相斷路該相電流為零，其他兩相不受影響。（4）A線斷路BC相不受影響，AB、CA兩相負載串聯(lián)接在B、C火線間，U、I均小于額定值。 + + + + 78 . 380j6060380ZZUIICAABCBCAAB - - 1736 . 7IBC0IA - - - - 1738 . 3IIIABBCB - - 78 . 3IIIBCACC照明負載不能采用三角形接法。第35頁/共46頁37負載對稱時：cos3ppIUP 5.4 三相電路的功率321PPPP+三相總有功功率： 是每相負載的阻抗角,是相電壓超前于相電流的角度

17、3pLpLIIUU星形接法時： 3 pLpLIIUU三角形接法時：cos3LLIUP 三相功率的計算第36頁/共46頁38cos3LLIUP sin3LLIUQ 3LLIUS 同理,可得sin3LLIUQ 3LLIUS 在三相負載對稱的條件下,三相電路總功率的計算與接法無關(guān).第37頁/共46頁39單相功率的測量 - 電動式瓦特計在交流電路中acosUkI其中， 為 i , u 間的夾角。指針偏轉(zhuǎn)角度*iu負載功率的測量*三相功率的測量電流線圈電壓線圈第38頁/共46頁40P=3P11W*負 載ACBN一表法適用于三相四線制接法的對稱負載。三相功率的測量 1. 一表法：（用一個功率表測量）P1相

18、電壓相電流電壓線圈電流線圈第39頁/共46頁411W*2W*3W*負 載ACBN2. 三表法：（用三個功率表測量）P=P1 + P2 + P3P1P2P3相電壓相電壓相電壓三表法適用于三相四線制接法的不對稱負載。相電流相電流相電流電壓線圈電流線圈第40頁/共46頁423. 兩表法：（用兩個功率表測量）P=P1 + P2 兩表法適用于三相三線制接法的負載。1W*2W*負 載ACBP1P2線電壓線電壓線電流線電流電壓線圈電流線圈第41頁/共46頁43兩表法測量功率的原理證明：1i13uL1L3L21u3Z2W*1W*2i3i23u1Z2Z2u3u232131uiui+)()322311uuiuui-+-332211iuiuiup+213iii-三相總功率等于兩表測得數(shù)據(jù)之和。每單個功率表的讀數(shù)沒有意義。第42頁/共46頁44 線電壓Ul=380v的三相電源上接有兩組對稱三相負載，一組是三角形連接的感性負載，每組阻抗 ，另一組是星形連接的電阻性負載，每相電阻R=10，如圖所示，求：