第三章 三相正弦交流電路

1、編輯課件編輯課件電能的產(chǎn)生、傳輸和分配大多采用的是三相電能的產(chǎn)生、傳輸和分配大多采用的是三相正弦交流電形式。由三相正弦交流電源供電正弦交流電形式。由三相正弦交流電源供電的電路稱為三相電路。與上一章介紹的單相的電路稱為三相電路。與上一章介紹的單相正弦交流電路相比，三相電路具有輸電經(jīng)濟(jì)、正弦交流電路相比，三相電路具有輸電經(jīng)濟(jì)、三相電機(jī)性能好、效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。三相電機(jī)性能好、效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。本章主要討論三相正弦交流電源的聯(lián)接、負(fù)本章主要討論三相正弦交流電源的聯(lián)接、負(fù)載的聯(lián)結(jié)、三相電路的分析以及三相電路的載的聯(lián)結(jié)、三相電路的分析以及三相電路的功率問題。功率問題。編輯課件SN+_eeU1U2

2、定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子+e1e2e3+ 編輯課件鐵心鐵心（作為導(dǎo)磁路經(jīng)）（作為導(dǎo)磁路經(jīng)）三相繞組三相繞組: 直流勵磁的電磁鐵直流勵磁的電磁鐵定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)tEuu sinm )120sin(m tEuv )120sin(m tEuw UUUu 0)23j21(120 UUUw)23j21(120 UUUv編輯課件UvUu . .120120120Uw .tUuu sinm )120sin(m tUuv )120sin(m tUuw UUUu 0 120UUv 120UUwuOuuuvuw2 120 240 360t 編輯課件對稱三相電動勢的瞬時值之和為對稱三相電動勢的瞬時值之和

3、為 00 wvuuuu即：即：0 wvuUUU或或三個正弦交流電動勢滿足以下特征三個正弦交流電動勢滿足以下特征編輯課件N B CANU1V1W1(1) 聯(lián)接方式聯(lián)接方式中性點(diǎn)中性點(diǎn)CNBNANUUU、CABCABUUU、 Up UlCNu+ANuBNuABu+CAuBCu編輯課件BNANABUUU CNBNBCUUU ANCAUUU CN由相量圖可得由相量圖可得 30303ANABUU ANUCNUBNUABUBNU L1NL2L3+ANu+CAuBNuCNuABuBCu編輯課件 p 相電壓相電壓線電壓線電壓 時時結(jié)結(jié)結(jié)論：電源結(jié)論：電源形聯(lián)形聯(lián)UUl 且且超超線線電電壓壓形形聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)時時結(jié)結(jié)

4、論論：電電源源,3,Y PUUl 。三三相相線線電電壓壓也也是是對對稱稱的的前前相相應(yīng)應(yīng)的的相相電電壓壓 ,30 303BNBCUU 303CNCAUU+BACABuBCUCAuBCu編輯課件編輯課件C三相四線制三相四線制380/220伏伏 額定相電壓為額定相電壓為220伏的單相負(fù)載伏的單相負(fù)載 額定線電壓為額定線電壓為380伏的三相負(fù)載伏的三相負(fù)載編輯課件+ANuBNuCNu+ZAZBZCNiANiCNBNANIII、ClBlAlIII、N 電源中性點(diǎn)電源中性點(diǎn)N 負(fù)載中性點(diǎn)負(fù)載中性點(diǎn)AliBliCli編輯課件P3UUlPIIl Y 聯(lián)結(jié)時：聯(lián)結(jié)時：CNBNANIIII NCCNCNBBNB

5、NAANANZUIZUIZUI +ANuBNuCNu+ZAZBZCNiANiAliBliCli編輯課件+ANuBNuCNu+ZAZBZCNiANiAliBliCli負(fù)載對稱時負(fù)載對稱時,中性線無電流中性線無電流,可省掉中性線。可省掉中性線。0N CNBNANIIII中中線線電電流流CBAZZZ 因因?yàn)闉槿嘞嚯婋妷簤簩ΨQ稱，且且所以負(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。P3UUl 負(fù)載對稱無中性線時負(fù)載對稱無中性線時 負(fù)載對稱時，負(fù)載對稱時，只需計(jì)算一相電只需計(jì)算一相電流，其它兩相電流，其它兩相電流可根據(jù)對稱性流可根據(jù)對稱性直接寫出。直接寫出。A15010A9010

6、A3010 CNBNANIII可可知知：如如：編輯課件例例1 1：燈組，若燈組，若RA=RB= RC = 5 ，求線電流及中性線電流，求線電流及中性線電流IN ; 若若RA=5 , RB=10 , RC=20 ,求線電流及中求線電流及中性線電流性線電流 IN 。 一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電源線電壓源線電壓 。負(fù)載為電。負(fù)載為電V)30314sin(2380 tuABN+ANuN RARBRCABCBNuCNuAliBliCliNi編輯課件中性線電流中性線電流0CNBNANN IIII解：解： 已知：已知：V30380 ABUV0220 AN

7、U A044A50220AANAN RUI(1) 線電流線電流 三相對稱三相對稱A12044BN IA12044CN IN+ANuN RARBRCABCBNuCNuAliBliCliNi編輯課件(2) 三相負(fù)載不對稱三相負(fù)載不對稱（RA=5 、RB=10 、RC=20 ） 分別計(jì)算分別計(jì)算各線電流各線電流中性線電流中性線電流A12011A20120220 CCNCNRUIA12022A10120220 BBNBNRUIA1929 A12011A12022A044N CNBNANIIIIA044A50220 AANANRUI編輯課件解解: (1) 中性線未斷中性線未斷L1 L1L2 L3 L1L

8、1 R1R3R2L1L2NL3N 編輯課件 3+3u 2u 1u L2L3L1 此時負(fù)載中性點(diǎn)此時負(fù)載中性點(diǎn)L1V380,V380,0,03313212211 UUUUUUUUL1 L2 、 L3相燈仍承受相燈仍承受220V電壓電壓, 正常工作。正常工作。A7 .1202103803223 RRUIV127107 .1222 IR UV254207 .1233 IR UiL2L3+ R1R3R2L1L2NL3N 編輯課件編輯課件則節(jié)點(diǎn)電壓則節(jié)點(diǎn)電壓NN RBRC.RA+AIBICIAUBUCUAU BU CU NU設(shè)設(shè),V0220A UCBACBACCBBAA11120120220101202

9、2050220111RRRRRRRURURUUN A193 .85A)2 .27j6 .78( V131288NCC UUUV0249NBB UUUV0144NAA UUU可見：可見： 1. 不對稱三相負(fù)載做星形聯(lián)結(jié)且無中性線時不對稱三相負(fù)載做星形聯(lián)結(jié)且無中性線時, 三相三相負(fù)載的相電壓不對稱。負(fù)載的相電壓不對稱。 2. 照明負(fù)載三相不對稱，必須采用三相四線制供電照明負(fù)載三相不對稱，必須采用三相四線制供電方式，且中性線上不允許接刀閘和熔斷器。方式，且中性線上不允許接刀閘和熔斷器。 A08 .28A511144AAA RUIA13994.24A101394 .249BBB RUIA1314 .1

10、4A20131288CCC RUI編輯課件3.33.3 負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路ClBlAlIII、ABIBCICAIA+ABuABiBCuCAuBCiAliBliClBCiCAiZCAZABZBC編輯課件(2) 相電流相電流ABABABZUI BCBCBCZUI CACACAZUI (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：CABCABIII、線電流：線電流： ClBlAlIII、L1+ABuBCuCAuiAliBliClZCAZABZBCL2L3ABiBCiCAi編輯課件相量圖相量圖IBCIABI30負(fù)載對稱時負(fù)載對

11、稱時, IBLICL(3) 線電流線電流。3030且落后相應(yīng)的相電流且落后相應(yīng)的相電流(相電流),(相電流),3 3線電流線電流聯(lián)接時聯(lián)接時對稱負(fù)載對稱負(fù)載 : :結(jié)論結(jié)論 P IIl由相量圖可求得由相量圖可求得CAABALIII ABBCBLIII BCCACLIII ZUIIIICABCABpP RXCABCABarctan lCLBLALIIII PP330cos2IIIl UBCUABUCACAI ALI編輯課件負(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 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)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=電源相電壓電源相電壓31應(yīng)作應(yīng)作 Y 聯(lián)結(jié)聯(lián)

12、結(jié) 三相電動機(jī)繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三三相電動機(jī)繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三角形，而照明負(fù)載一般都聯(lián)結(jié)成星形角形，而照明負(fù)載一般都聯(lián)結(jié)成星形(具有中性線具有中性線)。編輯課件llIUIUQPS3 3 PP22 llIIUU31 ,pp 對稱負(fù)載對稱負(fù)載 聯(lián)結(jié)時：聯(lián)結(jié)時： PPPPcos3cos3 llIUIUP 同理同理ppppsin3 sin3 llIUIUQ llIIUU pp ,31對稱負(fù)載對稱負(fù)載Y聯(lián)結(jié)時：聯(lián)結(jié)時：相電壓與相相電壓與相電流的相位差電流的相位差當(dāng)負(fù)載對稱時：當(dāng)負(fù)載對稱時：P = 3Up Ipcos p所以所以編輯課件 有一三相電動機(jī)有一三相電動機(jī), 每相的

13、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(jī)的相電流、試求下列兩種情況下電動機(jī)的相電流、 線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結(jié)果：線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結(jié)果： (1) 繞組聯(lián)成星形接于繞組聯(lián)成星形接于Ul =380 V的三相電源上的三相電源上; (2) 繞組聯(lián)成三角形接于繞組聯(lián)成三角形接于Ul =220 V的三相電源上。的三相電源上。例例1:1:解解: (1)A1 . 6A8 .212922022PP ZUIW8 .2129291 . 63803cos322 llIUPWk2 . 38 . 01 . 63803

14、編輯課件Wk2 . 3W8 . 05 .102203cos3 llIUPA1 . 6A8 .212922022P ZUIl(2)A5 .103P IIl 比較比較(1), (2)的結(jié)果的結(jié)果: 有的電動機(jī)有兩種額定電壓有的電動機(jī)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(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成星形；電動機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成星形；當(dāng)電源電壓為當(dāng)電源電壓為220 V時時, 電動機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成三角形。電動機(jī)的繞組應(yīng)聯(lián)結(jié)成三角形。在三角形和星形兩種聯(lián)結(jié)法中在三角形和星形兩種聯(lián)結(jié)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

15、下的線電流三角形聯(lián)結(jié)情況下的線電流比星形聯(lián)結(jié)情況下的線電流增大比星形聯(lián)結(jié)情況下的線電流增大 倍倍。3編輯課件例例2:2:L1L2L3 ZYR 線電壓線電壓Ul為為380 V的三相電源上，接有兩組對稱的三相電源上，接有兩組對稱三相電源：一組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，每相三相電源：一組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，每相阻抗阻抗 ; 另一組是星形聯(lián)結(jié)的電阻性另一組是星形聯(lián)結(jié)的電阻性負(fù)載，每相電阻負(fù)載，每相電阻R =10 , 如圖所示。試求：如圖所示。試求：各組負(fù)載的相電流；各組負(fù)載的相電流；(2) 電路線電流；電路線電流；(3) 三相有功功率。三相有功功率。 373 .36Z設(shè)設(shè)解：解：V0380 ABUV30220