三相正弦交流電路課件(1)

1、3.1 三相電源三相電源 3.2 三相負載三相負載 3.3 對稱三相電路的分析計算對稱三相電路的分析計算 3.4 三相電路的功率三相電路的功率 掌握三相電源Y連接與連接時線電壓與 相電壓的關(guān)系第5章 三相正弦交流電路1.1.對稱三相電源的產(chǎn)生對稱三相電源的產(chǎn)生通常由三相同步發(fā)通常由三相同步發(fā)電機產(chǎn)生，三相繞組在電機產(chǎn)生，三相繞組在空間互差空間互差120，當轉(zhuǎn)子，當轉(zhuǎn)子以均勻角速度以均勻角速度轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動時，在三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)在三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而形成對稱三電壓，從而形成對稱三相電源。相電源。三相同步發(fā)電機示意圖三相同步發(fā)電機示意圖 三相電源是三個頻率相同、振幅相同、相位彼三相電源是三

2、個頻率相同、振幅相同、相位彼此相差此相差120的正弦電源。的正弦電源。NSIAZBXCY下 頁上 頁返 回下 頁上 頁返 回重點重點:三相電源Y連接與連接難點難點:三相電源Y連接與連接NS120W1V2U2W2V1U1 三相交流發(fā)電機的原理 uuWuUuVt3602401200 120t2t1)120sin()120sin(sin1212121tUuutUuutUuupmWWWPmVVVpmUUU、120,120,0pwpVPUUUUUUU2、00)232123211 (1201200WVUppppWVUuuujjUUUUUUUUV.UW.UU. UV.UW.UU.圖 5.3 對稱三相正弦量的

3、相量圖3、相序：正序 U超前于V，V超前于W 逆序 U超前于W，W超前于VNNUuUuVVuWW圖 5.4 三相電源的星形連接 1、接法：三個繞組的末端接 在一起，從三個始端引出三根導(dǎo)線2、名詞解釋 1） 端線（火線）：從始端引出的導(dǎo)線 2）中性點N：三個末端的節(jié)點 3）中線：從中性點引出的導(dǎo)線 4）三相四線制：有中線，可提供兩組對稱三相電壓 5）三相三線制：無中線，只能提供一組對稱電壓 6）線電壓：兩根端線間的電壓 7）相電壓：端線與中線間的電壓 同理得303)2323()23211(1120VUUVUVUUVUjUjUUUUUU303303WWUVVWUUUU 三相發(fā)電機三個繞組依次首尾相

4、連，接成一個閉合回路，從三個連接點引出的三根導(dǎo)線即為三根端線(a)WUW.UU.UV.VUUW.UWU.UU.UUV.UV.UVW.(b)圖 5.6 三相電源的三角形連接線電壓等于相電壓 00UWWVVUWUVWUVUWWVVUWUVWUVuuuuuuuuuUUUUUUUUU 線電壓的大小是相電壓的 倍，線電壓的相位比相電壓的相位超前30三個線電壓之間的關(guān)系是3WWUVVWUUVUUUUUU, 三相電源作連接時，只能是三相三線制，線電壓等于相電壓。 三相發(fā)電機接成三角形供電。 如果誤將U相接反, 會產(chǎn)生什么后果？ 如何使連接正確？ 解解 U相接反時的電路如圖5.7(a)所示。此時回路中的電流為

5、spUspWVUsZUZUUUI323(a)WUW.UU.UV.VUUW.UU.UV.(b)ZspZspZsp UU. UU.UV.UW.VUVWUW.UV.UU.(c)Is例 2 圖 與實際結(jié)合說明本節(jié)內(nèi)容VUVW30380UVUUUWUVUW90220UVUVWUWUUUUVUWUVWUVUUU1、對稱三相電源的星形連接 時，Ul= UP，線電壓 的相位超前于它所對應(yīng)相電壓的相位 。 2、正序?qū)ΨQ三相星形連接電源，若 , 則 = V ， = V， = V。 3、正序?qū)ΨQ三相三角形連接電源， 相電壓 則 = V， = V， = V， = V， = V， = 。掌握三相負載Y連接與連接的計算

6、重點重點:三相負載Y連接與連接的計算難點難點:三相負載Y連接的計算(a)UW.UU.NUV.ZUNNZVZWWVUIU.IV.IW.UV.UU.UW.IV.IU.IW.(b)IN.圖 5.8 三相四線制電路及電壓、電流相量圖 1. 三相四線制電路1） 負載的電壓等于電源的電壓 2） 線電流：通過端線上的電流 相電流：通過每相的負載的電流WWWVVVUUUZUIZUIZUI,3）中線電流4）若對稱，則0120120120120120120UUUWVUNUUWWUUUVUUWVUNIIIIIIIIZUZUIIZUZUIZUIIIII 三相四線制電路中, 星形負載各相阻抗分別為ZU=8+j6, ZV

7、=3j4,ZW=10, 電源線電壓為380V, 求各相電流及中線電流。 解解 設(shè)電源為星形連接, 則由題意知VUVUUUlp02202203AjZUIUUU9 .36229 .36100220680220AZUIAjZUIWWWVVV12022010120220101202209 .66441 .53512022043120220AjjjjIIIIWVUN4 .55426 .349 .231 .19115 .403 .172 .136 .17120229 .66449 .3622UW.AUU.NUV.ZUNNZVZWCBIU.IV.IW. 負載為Y形連接的三相三線制電路 2 三相三線制電路WV

8、UWWVVUUNNZZZZUZUZUU111若負載對稱, 即 ，則ZZZZZWVU0111WVUWWVVUUNNZZZZUZUZUU03)(1111ZUUUZZZZZUZUZUUWVUWVUWWVVUUNNZU VUVW(a)ZV WZW UUU V.IU.IV.IW.UWU.IVW.IU V.IW U.IV.IW.IW U.IVW.IU.UU V.UWU.UV W. IW U.(b)UVW.IU V. 負載的三角形連接及電壓、 電流相量圖 VWWUWUVVWVWUUVUWUWUWUVWVWVWUVUVUVIIIIIIIIIZUIZUIZUI,1、負載的相電壓等于電源的線電壓2、相電流為3、線

9、電流為如果負載對稱, 即120120120120UVUVWUWUWUWUUVUVVWVWVWUVUVUVUVWUVWUVIZUZUZUIIZUZUZUIZUZUIZZZZ303303303WUVWWUWVWUVVWVUVWUUVUIIIIIIIIIIII可得線電流線電流有效值為相電流的 倍，相位滯后于相應(yīng)的相電流303 對稱負載接成三角形, 接入線電壓為380V的三相電源,若每相阻抗Z=6+j8, 求負載各相電流及各線電流。 解解 設(shè)線電壓 ，則負載各相電流 VUUV0380AIZUIAIZUIjZUIUVWUWUUVVWVWUVUV9 .66381201 .53381201 .1733812

10、01 .53381201 .53381 .53100380860380與負載的三角形連接比較UWNVMMMMMMUWNV （a） （b） 思考題2圖1、試述負載星形連接三相四線制電路和三相三線制電路的異同。2、將圖5.22的各相負載分別接成星形或三角形，電源的線電 壓為380V，相電壓為220V。每臺電動機的額定電壓為380V。會對對稱電路進行分析重點重點:對稱電路的計算難點難點:對稱電路的計算UW.UU.NUV.ZUNNZVZWWVUIU.IV.ZlZlZlUVWIW.ZNIN.圖5.12 是對稱三相四線制電路013)(11111NlWVUlNlWlVlUlWWlVVlUUNNZZZUUUZ

11、ZZZZZZZZZZUZZUZZUU0NNNNZUI120120UlWlNNWWUlVlNNUVlUlNNUUIZZUZZUUIIZZUZZUUIZZUZZUUI120120120120VUNUNWUWVUNWNVWVNVNUVUNUWUWNUVNVUNUUUUUUUUUUUUUIZUUIZUIZU322ZZ IU1.Z1IU2.Z2IU.UNNUW.UU.NUV.Z1NNWVUIV.IW.IU.Z1Z1IV1.IW1.IU1.Z2Z2Z2IWU2.IU2.IV2.IW2.IVW2.IUV2.(a)UW.UU.NUV.Z1NNWVUIV.IW.IU.Z1Z1IV1.IW1.IU1.IU2.IV

12、2.IW2.(b)Z 2Z 2Z 2(c)UU.兩組對稱負載的三相電路 2121ZZZZUIUU120,120120,120120,120,2211221121122121UWUWUVUVUWUVUUUUIIIIIIIIIIIIZZZIIZZZII303303303222222WWUVVWUUVIIIIII對于具有多組負載的對稱三相電路的分析計算, 一般可用單相法按如下步驟求解: (1) 用等效星形連接的對稱三相電源的線電壓代替原電路的線電壓; 將電路中三角形連接的負載, 用等效星形連接的負載代換。 (2) 假設(shè)中線將電源中性點與負載中性點連接起來, 使電路形成等效的三相四線制電路。 () 取

13、出一相電路, 單獨求解。 () 由對稱性求出其余兩相的電流和電壓。 () 求出原來三角形連接負載的各相電流。 圖5.14（a）所示對稱三相電路中, 負載每相阻抗Z=6+j8, 端線阻抗Zl=1+j1, 電源線電壓有效值為380V。 求負載各相電流、 每條端線中的電流、 負載各相電壓。 ZlZZlZZlZIU.IV.IW.UVWUIU.ZlUZNNUU.(a)(b)IU.例 5 圖 設(shè) , 負載是星形連接, 則負載端相電流和線電流相等。 即 解解 由已知 ,380VUl可得 vUUlp22033803單獨畫出U相電路, 如圖5.14（b）所示。 VUU0220VUUUVUUUVjIZUUNUNW

14、WNUNVVUNUU1211921201191921201192)86(1 .523 .19AIIAIIAjjZZUIUWUVlUU9 .673 .191201 .1723 .191201 .523 .191 .524 .110220)86() 11 (0220 圖5.15（a）所示電路中, 電源線電壓有效值為 380V,兩組負載Z1=12+j16,Z2=48+j36,端線阻抗Zl=1+j2。分別求兩組負載的相電流、線電流、相電壓、線電壓。 ZlZ2ZlZ2ZlUVWUIU.ZlZ2NNUU.(a)(b)Z1Z1Z1Z2UVWZ1IU2.IU1.NU解解 設(shè)電源為一組星形連接的對稱三相電源,

15、VUUVUlpl22033803,380可得將Z2組三角形連接的負載等效為星形連接的負載, 則9 .3620121633648322jjZZAjjjjjZZZZZUIlUU8 .4896.174 .4825.120220)1216()1612()1216)(1612(2102202121AjjZZZIIUU5 .5606. 9)1216()1612(9 .36204 .4896.172121AIIIUUU3 .4006. 95 .5606. 94 .4896.1712AIIAIIAIUWUVU5 .6306. 91205 .17506. 91205 .5606. 911111AIIAIIAIU

16、WUVU7 .13906. 91203 .16006. 91203 .4006. 922222AIIAIIAIIVUUWVUWUUVU7 .10932. 51203 .13032. 51203 .1032. 53302VUUVUUVUUVUUVUUVjIZUVUUWVUWVNUVUNUNWNUNVUNU2 .938 .3131208 .1468 .3131208 .268 .3133038 .1162 .1811202 .1232 .1811202 . 32 .1815 .5606. 9)1612(111、什么情況下可將三相電路的計算轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌嚯娐返挠嬎悖?、三相負載三角形連接時，測出各相電流

17、相等，能否說明三相負載是對稱的？ 3、對稱三相電路中，為什么可將兩點中性點N、N短接起來？掌握三相電路功率的計算重點重點:電源Y 連接，負載Y 連接難點難點:負載Y 連接三相負載有功功率等于各相負載有功功率之和。 三相負載無功功率等于各相負載無功功率之和。 若三相負載對稱，則三相電壓、電流分別對稱、有效值相等 PPPWVUIUPPPPcos3WVUZZZWWWVVVUUUWVUIUIUIUPPPPcoscoscos1、三相負載的有功功率三相負載的有功功率當負載為星形連接時 PlllPlPIUPIIUUcos3,3當負載為三角形連接時 PlllPlPIUPIIUUcos33,PPWVURIPPP

18、P23或 PPPPWWVVUUWVUWWWVVVUUUWVUIUQXIXIXIQQQQIUIUIUQQQQsinsinsinsin222若負載對稱PPWVUpllWVUXIQQQQIUQQQQ23sin3、三相負載的無功功率、三相負載的無功功率三相負載的視在功率定為22QPS若負載對稱, 則 llPllPllIUIUIUS3)cos3()cos3(22、三相負載的視在功率、三相負載的視在功率三相負載的功率因數(shù)為SP若負載對稱, 則 PllPllIUIUcos3cos3、三相負載的功率因數(shù)、三相負載的功率因數(shù) 有一對稱三相負載, 每相阻抗Z=80+j60, 電源線電壓Ul=380V。求當三相負載

19、分別連接成星形和三角形時電路的有功功率和無功功率。 6 . 0sin,8 . 0608080cos2 . 26080220220338032222PPPlPlPAZUIIVUU由阻抗三角形可得 解解（1） 負載為星形連接時 var87. 0602 . 23316. 1802 . 233var87. 06 . 02 . 23803sin316. 18 . 02 . 23803cos32222kXIQkWRIPkIUQkWIUPPPPPPllPll所以 （2） 負載為三角形連接時 var61. 26 . 06 . 63803sin348. 38 . 06 . 63803cos36 . 660803