相交流電路ppt課件

1、第第4章章 三相交流電路三相交流電路 l4.1 三相電源電路三相電源電路l4.2 負(fù)載星形結(jié)合三相電路負(fù)載星形結(jié)合三相電路l4.3 負(fù)載三角形結(jié)合三相電路負(fù)載三角形結(jié)合三相電路l4.4 三相電路功率及丈量三相電路功率及丈量4.1 三相電源電路三相電源電路l 4.1.1三相電源三相電源l三相交流電普通是由三相交流發(fā)電機產(chǎn)生的。三相電源就是指三個頻三相交流電普通是由三相交流發(fā)電機產(chǎn)生的。三相電源就是指三個頻率一樣、幅值相等、相位上相互間隔率一樣、幅值相等、相位上相互間隔 的正弦電壓源按一定的方式的正弦電壓源按一定的方式聯(lián)接而成的，故稱三相對稱電源。三相發(fā)電機就是一個三相電源，圖聯(lián)接而成的，故稱三相

2、對稱電源。三相發(fā)電機就是一個三相電源，圖4-1a為三相發(fā)電機原理圖。在發(fā)電機的定子中嵌有三相電樞繞組，為三相發(fā)電機原理圖。在發(fā)電機的定子中嵌有三相電樞繞組，每相繞組構(gòu)造完全一樣，在空間位置上相互間隔每相繞組構(gòu)造完全一樣，在空間位置上相互間隔 分別稱為分別稱為U相、相、V相、相、W相繞組，繞組的始端標(biāo)以相繞組，繞組的始端標(biāo)以 ，對應(yīng)的末端標(biāo)，對應(yīng)的末端標(biāo)以以 ，當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極勻速旋轉(zhuǎn)時，當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極勻速旋轉(zhuǎn)時 ，將在三相繞組中產(chǎn)生正弦，將在三相繞組中產(chǎn)生正弦感應(yīng)電動勢，分別為感應(yīng)電動勢，分別為 ，如圖，如圖4-1b所示。假設(shè)以所示。假設(shè)以U相為相為參考正弦量，那么三相電動勢為：參考正弦量，那么三相電動

3、勢為：前往前往下一頁下一頁0120111UVW、222UVW、UVWeee、01204.1 三相電源電路三相電源電路l 4-1 l 4-2l它們的波形圖和相量圖如圖它們的波形圖和相量圖如圖4-2所示。所示。前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁sinUUeEt 0sin(120 )VVeEt 0sin(120 )WWeEt .00UUEE .0120VVEE .0120WWEE 4.1 三相電源電路三相電源電路l從圖可知，三相對稱電源有如下特性：從圖可知，三相對稱電源有如下特性： l 或或 4-3l三相交流電出現(xiàn)正幅值的先后次序，稱為三相電源的相序，假設(shè)相序三相交流電出現(xiàn)正幅值的先后次序，稱為三相電

4、源的相序，假設(shè)相序U-V-W稱為正序，那么相序稱為正序，那么相序U-W-V稱為逆序。對于三相異步電動機來稱為逆序。對于三相異步電動機來說，不同的相序，電動機的轉(zhuǎn)向不同，要改動電動機的轉(zhuǎn)向，只需恣說，不同的相序，電動機的轉(zhuǎn)向不同，要改動電動機的轉(zhuǎn)向，只需恣意對調(diào)兩根電源線即可實踐上是改動旋轉(zhuǎn)磁場的方向。無特別闡意對調(diào)兩根電源線即可實踐上是改動旋轉(zhuǎn)磁場的方向。無特別闡明，相序普通指正序。明，相序普通指正序。l4.1.2.三相電源的星形結(jié)合三相電源的星形結(jié)合 l 前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁0UVWeee .0UVWEEE 4.1 三相電源電路三相電源電路l將三相電源的末端將三相電源的末端U2、

5、V2、W2聯(lián)成一點聯(lián)成一點N，而把始端，而把始端U1、V1、W1作為與外電路結(jié)合的端點，這種結(jié)合方式，稱為三相電源的星形結(jié)合。作為與外電路結(jié)合的端點，這種結(jié)合方式，稱為三相電源的星形結(jié)合。節(jié)點節(jié)點N稱為中性點或零點。如圖稱為中性點或零點。如圖4-3所示。所示。l三相電路的幾個重要概念。三相電路的幾個重要概念。l1. 三相四線制三相四線制l三相電源星形結(jié)合，分別從三相繞組的始端和中性點引出四根線，這三相電源星形結(jié)合，分別從三相繞組的始端和中性點引出四根線，這種供電系統(tǒng)，稱為三相四線制。其中，從始端種供電系統(tǒng)，稱為三相四線制。其中，從始端U1、V1、W1引出的三引出的三根導(dǎo)線稱為相線，常用根導(dǎo)線稱

6、為相線，常用L1、L2、L3表示。在配電安裝的母線上，分表示。在配電安裝的母線上，分別涂以黃、綠、紅三種顏色表示，從中性點引出的導(dǎo)線稱為中性線，別涂以黃、綠、紅三種顏色表示，從中性點引出的導(dǎo)線稱為中性線，普通涂以黑色或淡藍(lán)色。普通涂以黑色或淡藍(lán)色。前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁4.1 三相電源電路三相電源電路l三相四線制的供電系統(tǒng)，通常是低壓供電網(wǎng)采用。我們?nèi)粘Ｉ钏萌嗨木€制的供電系統(tǒng)，通常是低壓供電網(wǎng)采用。我們?nèi)粘Ｉ钏玫降膯蜗喙╇娋€路，其實是其中的一相電路，普通由一根相線和一根到的單相供電線路，其實是其中的一相電路，普通由一根相線和一根中性線組成。中性線組成。l2.相電壓和線電壓相

7、電壓和線電壓 l 在圖在圖4-3中，相線和中性線之間的電壓，稱為相電壓，如中，相線和中性線之間的電壓，稱為相電壓，如 l ，相線與相線之間的電壓，稱為線電壓。如，相線與相線之間的電壓，稱為線電壓。如 。通。通常規(guī)定各相電動勢的參考方向為從繞組的末端指向始端，常規(guī)定各相電動勢的參考方向為從繞組的末端指向始端， 相電壓的相電壓的參考方向為從始端指向末端從相線指向中線；參考方向為從始端指向末端從相線指向中線； 線電壓的參考方線電壓的參考方向，向， 例如例如 ， 那么是從那么是從U端指向端指向V端。端。前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁UVWuuu、UVVWWUuuu、UVu 4.1 三相電源電路三相電

8、源電路l3. 相電壓和線電壓的關(guān)系相電壓和線電壓的關(guān)系 l 在圖在圖4-3中，相電壓和線電壓用相量可表示為：中，相電壓和線電壓用相量可表示為：l 4-4l因三相電動勢是對稱的，故三相電壓也是對稱的，互成因三相電動勢是對稱的，故三相電壓也是對稱的，互成 ，三相，三相對稱電壓的相量圖如圖對稱電壓的相量圖如圖4-4所示。所示。l利用平行四邊形法那么，相量合成可得線電壓和相電壓的關(guān)系。如圖利用平行四邊形法那么，相量合成可得線電壓和相電壓的關(guān)系。如圖4-4所示。從相量圖可知所示。從相量圖可知 ，線電壓也是對稱的，且相位超前相電壓，線電壓也是對稱的，且相位超前相電壓 ，有效值是相電壓有效值的有效值是相電壓

9、有效值的 倍。倍。前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁01200303.UVUVUUU.VWVWUUU.WUWUUUU 4.1 三相電源電路三相電源電路l假設(shè)設(shè)線電壓有效值為假設(shè)設(shè)線電壓有效值為 ，相電壓有效值為，相電壓有效值為 ，那么，那么l 4-5l假設(shè)設(shè)假設(shè)設(shè)l l利用式利用式(4-4)同樣可以得出上述結(jié)論讀者可本人推導(dǎo)。同樣可以得出上述結(jié)論讀者可本人推導(dǎo)。前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁LUPU 3LPUU .00UPUU .0120VPUU.0120WPUU4.1 三相電源電路三相電源電路l三相四線制供電系統(tǒng)可提供兩種電壓：一種是相電壓三相四線制供電系統(tǒng)可提供兩種電壓：一種是相電壓220

10、V，另一種，另一種是線電壓是線電壓380V220 V?？筛鶕?jù)額定電壓決議負(fù)載的接法：?？筛鶕?jù)額定電壓決議負(fù)載的接法： 假設(shè)假設(shè)負(fù)載額定電壓是負(fù)載額定電壓是380 V， 就接在兩條相線之間；就接在兩條相線之間； 假設(shè)負(fù)載額定電壓是假設(shè)負(fù)載額定電壓是220 V， 就接在相線和中線之間。必需留意，就接在相線和中線之間。必需留意， 不加闡明的三相電源和不加闡明的三相電源和三相負(fù)載的額定電壓都是指線電壓。三相負(fù)載的額定電壓都是指線電壓。l4 三相三線制三相三線制 l當(dāng)三相電源結(jié)合成星形，只引出相線，這種供電方式，稱為三相三線當(dāng)三相電源結(jié)合成星形，只引出相線，這種供電方式，稱為三相三線制，負(fù)載只能運用線電

11、壓。三相三線制普通為動力線路供電。制，負(fù)載只能運用線電壓。三相三線制普通為動力線路供電。前往前往上一頁上一頁34.2 負(fù)載星形結(jié)合三相電路負(fù)載星形結(jié)合三相電路l三相電源供電時，為了保證每相電源輸出功率平衡，負(fù)載根據(jù)其額定三相電源供電時，為了保證每相電源輸出功率平衡，負(fù)載根據(jù)其額定電壓的不同，分別接在三相電源上，構(gòu)成三相負(fù)載，其聯(lián)接方式有兩電壓的不同，分別接在三相電源上，構(gòu)成三相負(fù)載，其聯(lián)接方式有兩種：星形聯(lián)接種：星形聯(lián)接Y聯(lián)接和三角形聯(lián)接聯(lián)接。聯(lián)接和三角形聯(lián)接聯(lián)接。l4.2.1. 三相負(fù)載的星形聯(lián)接三相負(fù)載的星形聯(lián)接 l 將三相負(fù)載的一端結(jié)合在一同和電源中性線相連，另一端分別和相將三相負(fù)載的一

12、端結(jié)合在一同和電源中性線相連，另一端分別和相線相連，構(gòu)成負(fù)載星形結(jié)合的三相四線制電路。如圖線相連，構(gòu)成負(fù)載星形結(jié)合的三相四線制電路。如圖4-5所示。所示。l 1. 三相對稱負(fù)載三相對稱負(fù)載 和不對稱負(fù)載和不對稱負(fù)載前往前往下一頁下一頁4.2 負(fù)載星形結(jié)合三相電路負(fù)載星形結(jié)合三相電路l 在圖在圖4-5所示電路中，每相負(fù)載的等效阻抗分別為所示電路中，每相負(fù)載的等效阻抗分別為 ，假，假設(shè)設(shè) ，即每相負(fù)載的阻抗模相等且阻抗角也相等，那，即每相負(fù)載的阻抗模相等且阻抗角也相等，那么稱為三相對稱負(fù)載。如三相異步電動機、三相電爐等。不滿足此條么稱為三相對稱負(fù)載。如三相異步電動機、三相電爐等。不滿足此條件的負(fù)載

13、，稱為三相不對稱負(fù)載，如家庭照明電路，不同家庭的負(fù)載件的負(fù)載，稱為三相不對稱負(fù)載，如家庭照明電路，不同家庭的負(fù)載普通是不一樣，如圖普通是不一樣，如圖4-6所示所示.l2. 線電壓和相電壓線電壓和相電壓 l負(fù)載星形結(jié)合時，負(fù)載兩端的電壓等于電源的相電壓，其大小等于電負(fù)載星形結(jié)合時，負(fù)載兩端的電壓等于電源的相電壓，其大小等于電源線電壓的源線電壓的 . l3. 線電流和相電流線電流和相電流 前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁UVWZZZ、UVWZZZZ = = =134.2 負(fù)載星形結(jié)合三相電路負(fù)載星形結(jié)合三相電路l三相電路中，相線中流過的電流稱為線電流。如三相電路中，相線中流過的電流稱為線電流。如

14、；流過每；流過每相負(fù)載的電流，稱為相電流，如相負(fù)載的電流，稱為相電流，如 。顯然，相電流等于相。顯然，相電流等于相應(yīng)的線電流。即應(yīng)的線電流。即l假設(shè)用有效值普通寫成假設(shè)用有效值普通寫成 l 4-6前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁.UVWIII、 、.UNVNWNIII、 .UNUII .VNVII .WNWII LPII 4.2 負(fù)載星形結(jié)合三相電路負(fù)載星形結(jié)合三相電路l每相電流可經(jīng)過三個單相電路計算：每相電流可經(jīng)過三個單相電路計算：l l 4-7前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁.0.0|UPPUNUUUUUUUUIZZZ .0.00120|VPPVNVVVVVUUUIZZZ （）.0.001

15、20|WPPWNWWWWWUUUIZZZ （） 4.2 負(fù)載星形結(jié)合三相電路負(fù)載星形結(jié)合三相電路l其中其中l(wèi) 4-8l l其電壓電流的相圖如圖其電壓電流的相圖如圖4-7a所示。所示。l假設(shè)是三相對稱負(fù)載，即假設(shè)是三相對稱負(fù)載，即 ，那么式，那么式4-7、4-8可寫成可寫成前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁arctanUUUXR arctanVVVXR arctanWWWXR UVWZZZZ = = =4.2 負(fù)載星形結(jié)合三相電路負(fù)載星形結(jié)合三相電路l 4-9l 4-10l故三相電流也是對稱的，電壓、電流相量圖如圖故三相電流也是對稱的，電壓、電流相量圖如圖4-7b所示。這時所示。這時只需計算任一相

16、電流，根據(jù)對稱關(guān)系便可知另兩相的電流。只需計算任一相電流，根據(jù)對稱關(guān)系便可知另兩相的電流。前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁.|PUUNUIIZ .0( 120)|PUNVNUIIZ .0(120)|PUNWNUIIZ arctanUVWXR 4.2 負(fù)載星形結(jié)合三相電路負(fù)載星形結(jié)合三相電路l4.中性線電流中性線電流l中性線中流過的電流，稱為中性線電流，如中性線中流過的電流，稱為中性線電流，如 .由由KCL可知可知 l 或或 4-11l假設(shè)是三相對稱負(fù)載，那么中性線電流為假設(shè)是三相對稱負(fù)載，那么中性線電流為0，即，即 l 或或 4-12l由此可見，在三相四線制中，三相對稱負(fù)載中性線不起作用，故可

17、將由此可見，在三相四線制中，三相對稱負(fù)載中性線不起作用，故可將中性線省去，那么成為三相三線制系統(tǒng)。廠礦為三相電動機供電的線中性線省去，那么成為三相三線制系統(tǒng)。廠礦為三相電動機供電的線路就采用三相三線制。如圖路就采用三相三線制。如圖4-6所示所示前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁.NI.NUVWIIII NUVWiiii.0NUVWIIII0NUVWiiii 4.2 負(fù)載星形結(jié)合三相電路負(fù)載星形結(jié)合三相電路l在低壓配電系統(tǒng)中，都采用三相四線制，提供在低壓配電系統(tǒng)中，都采用三相四線制，提供220V和和380V兩種電壓兩種電壓等級。以滿足不同負(fù)載額定電壓的要求。在該供電系統(tǒng)中，三相負(fù)載等級。以滿足不同

18、負(fù)載額定電壓的要求。在該供電系統(tǒng)中，三相負(fù)載多為不對稱負(fù)載，中性線中有電流經(jīng)過，此時中性線是不能省去的，多為不對稱負(fù)載，中性線中有電流經(jīng)過，此時中性線是不能省去的，且要求中性線具有一定的強度，中性線上不允許安裝開關(guān)和熔斷器。且要求中性線具有一定的強度，中性線上不允許安裝開關(guān)和熔斷器。正是由于有了中性線，跨接在中性線和相線之間的單相負(fù)載，其端電正是由于有了中性線，跨接在中性線和相線之間的單相負(fù)載，其端電壓一直堅持為額定電壓壓一直堅持為額定電壓(相電壓相電壓)而正常任務(wù)。假設(shè)中性線斷開，那么而正常任務(wù)。假設(shè)中性線斷開，那么會使有的負(fù)載端電壓升高，嚴(yán)重時還會燒毀負(fù)載，有的負(fù)載端電壓降會使有的負(fù)載端電

19、壓升高，嚴(yán)重時還會燒毀負(fù)載，有的負(fù)載端電壓降低而無法正常任務(wù)，下面以例子闡明中性線的作用。低而無法正常任務(wù)，下面以例子闡明中性線的作用。前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁4.2 負(fù)載星形結(jié)合三相電路負(fù)載星形結(jié)合三相電路l例例4.1 在圖在圖4-8所示的三相四線制系統(tǒng)中，每相接入一組燈泡，其等效所示的三相四線制系統(tǒng)中，每相接入一組燈泡，其等效電阻電阻R = 400 ，假設(shè)線電壓為，假設(shè)線電壓為380V，試計算：，試計算：l 各相負(fù)載的電壓和電流的大??；各相負(fù)載的電壓和電流的大小；l 假設(shè)假設(shè)L1相斷開時，其他兩相負(fù)載的電壓和電流的大??；相斷開時，其他兩相負(fù)載的電壓和電流的大?。籰 假設(shè)假設(shè)L1相發(fā)

20、生短路，其他兩相負(fù)載的電壓和電流的大??；相發(fā)生短路，其他兩相負(fù)載的電壓和電流的大??；l 假設(shè)除去中性線，重新計算、；假設(shè)除去中性線，重新計算、；l解：解： 在正常情況下，如圖在正常情況下，如圖4-8a所示。對稱三相負(fù)載，三相的電所示。對稱三相負(fù)載，三相的電壓和電流都是對稱的，只需任求一相即可，由式壓和電流都是對稱的，只需任求一相即可，由式4-5、4-6可可知知前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁 4.2 負(fù)載星形結(jié)合三相電路負(fù)載星形結(jié)合三相電路l相電壓相電壓l相電流相電流l 當(dāng)當(dāng)L1斷開時，如圖斷開時，如圖4-8c所示。所示。L2、L3相的負(fù)載端電壓還是堅相的負(fù)載端電壓還是堅持為相電壓，能正常任務(wù)

21、，電壓和電流數(shù)值是同持為相電壓，能正常任務(wù)，電壓和電流數(shù)值是同l 當(dāng)當(dāng)L1相短路，如圖相短路，如圖4-8d所示。所示。L1相上的保險安裝使相上的保險安裝使L1相斷開，相斷開，L2、L3相上負(fù)載仍能正常任務(wù)，電壓和電流數(shù)值同相上負(fù)載仍能正常任務(wù)，電壓和電流數(shù)值同l假設(shè)除去中性線，正常情況下三相四線制系統(tǒng)成為三相三線制系統(tǒng)，假設(shè)除去中性線，正常情況下三相四線制系統(tǒng)成為三相三線制系統(tǒng)，如圖如圖4-8b所示。每相的電壓和電流大小同所示。每相的電壓和電流大小同前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁138022033UVWPLUUUUUV 2200.55400PPUIAR 4.2 負(fù)載星形結(jié)合三相電路負(fù)載星形結(jié)

22、合三相電路l假設(shè)此時假設(shè)此時L1相斷開，那么相斷開，那么R2、R3燈組串聯(lián)接在燈組串聯(lián)接在L2L3之間，接受線電之間，接受線電壓壓380V。因。因R2 = R3，故燈組接受的電壓為，故燈組接受的電壓為l l電流電流 l因因R2、R3燈組兩端電壓低于額定電壓燈組兩端電壓低于額定電壓220V，因此，因此R2、R3燈組變暗。燈組變暗。前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁12138019022LUUUV22321900.475400UIIAR 4.2 負(fù)載星形結(jié)合三相電路負(fù)載星形結(jié)合三相電路l假設(shè)此時L1相短路，在瞬間R2、R3分別接在兩相L1L2、L1L3之間，燈組兩端的電壓均為380V，經(jīng)過的電流均為

23、 ，兩燈組迅速變亮，即刻燒壞。l由此可見，星形結(jié)合非對稱三相負(fù)載，必需采用三相四線制系統(tǒng)供電，中性線不能省略。前往前往上一頁上一頁3800.95400AA 4.3 負(fù)載三角形結(jié)合三相電路負(fù)載三角形結(jié)合三相電路l4.3.1. 三相負(fù)載的三角形聯(lián)接三相負(fù)載的三角形聯(lián)接.l將三相負(fù)載首尾依次相連而成三角形，分別接將三相負(fù)載首尾依次相連而成三角形，分別接到三相電源的三根相線上，稱為三相負(fù)載的三到三相電源的三根相線上，稱為三相負(fù)載的三角形聯(lián)接角形聯(lián)接 聯(lián)接，如圖聯(lián)接，如圖4-9所示。所示。l 為三相負(fù)載，其上流過的電流為三相負(fù)載，其上流過的電流稱為相電流，如稱為相電流，如 。顯然負(fù)載三角。顯然負(fù)載三角形

24、結(jié)合時，負(fù)載的相電壓就是線電壓分別形結(jié)合時，負(fù)載的相電壓就是線電壓分別為為 ，假設(shè)用有效值表示，那么，假設(shè)用有效值表示，那么l 4-13l1. 相電流的計算相電流的計算前往前往下一頁下一頁.UVVWWUIII、UVVWWUZZZ、.UVVWWUUUU、PLUU 4.3 負(fù)載三角形結(jié)合三相電路負(fù)載三角形結(jié)合三相電路l三相負(fù)載三角形結(jié)合時，經(jīng)過每相負(fù)載的相電流可采用下式計算：三相負(fù)載三角形結(jié)合時，經(jīng)過每相負(fù)載的相電流可采用下式計算：l 4-14l每相負(fù)載的電壓和電流之間的相位差分別為：每相負(fù)載的電壓和電流之間的相位差分別為：l 前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁.UVUVUVUIZ .VWVWVWU

25、IZ .WUWUWUUIZ 4.3 負(fù)載三角形結(jié)合三相電路負(fù)載三角形結(jié)合三相電路l 4-15l假設(shè)是三相對稱負(fù)載，即假設(shè)是三相對稱負(fù)載，即前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁arctanUVUVUVXR arctanVWVWVWXR arctanWUWUWUXR |UVVWWUZZZZ | |= =| | |= =| |UVVWWU 4.3 負(fù)載三角形結(jié)合三相電路負(fù)載三角形結(jié)合三相電路l那么負(fù)載的相電流也是對稱的，那么負(fù)載的相電流也是對稱的，l 4-16l2.線電流的計算線電流的計算 l 由由KCL可知，每相的線電流分別為可知，每相的線電流分別為 l 4-17前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁arc

26、tanUVVWWUXR|PUVVWWUPUIIIIZ .UUVWUIII .VVWUVIII.WWUVWIII 4.3 負(fù)載三角形結(jié)合三相電路負(fù)載三角形結(jié)合三相電路l對稱三相負(fù)載的相電流、線電流、線電壓相電壓之間關(guān)系相量圖對稱三相負(fù)載的相電流、線電流、線電壓相電壓之間關(guān)系相量圖如圖如圖4-10(b)所示。先畫三相對稱電壓，再畫出三相對稱相電流，根據(jù)所示。先畫三相對稱電壓，再畫出三相對稱相電流，根據(jù)平行四邊形法那么，求出線電流相量。平行四邊形法那么，求出線電流相量。l從相量圖可知，三相線電流也是三相對稱的，且滯后相電流從相量圖可知，三相線電流也是三相對稱的，且滯后相電流 ，大，大小是相電流的小是

27、相電流的 倍，用有效值表示為倍，用有效值表示為l 4-18l負(fù)載作三角形結(jié)合時，假設(shè)某一相出現(xiàn)缺點，并不影響其他兩相的任負(fù)載作三角形結(jié)合時，假設(shè)某一相出現(xiàn)缺點，并不影響其他兩相的任務(wù)。由于另兩相的任務(wù)電壓一直為線電壓。務(wù)。由于另兩相的任務(wù)電壓一直為線電壓。l需求闡明的是，在三相電路中，假設(shè)無闡明，通常所說的電壓、電流需求闡明的是，在三相電路中，假設(shè)無闡明，通常所說的電壓、電流是指線電壓和線電流。是指線電壓和線電流。前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁03033LPII 4.3 負(fù)載三角形結(jié)合三相電路負(fù)載三角形結(jié)合三相電路l例例4.2 某三相對稱負(fù)載，每相負(fù)載為某三相對稱負(fù)載，每相負(fù)載為Z = 3

28、+ j4 ，接成三角形，接在，接成三角形，接在線電壓為線電壓為380V的三相電源上，如圖的三相電源上，如圖4-9所示，求線電流所示，求線電流 l解：三相對稱負(fù)載三角形聯(lián)接，可知三相電流也是對稱的。設(shè)線電解：三相對稱負(fù)載三角形聯(lián)接，可知三相電流也是對稱的。設(shè)線電壓壓 ，也是相電壓，那么相電流，也是相電壓，那么相電流l l根據(jù)線電流滯后相電流根據(jù)線電流滯后相電流 ，且大小為相電流，且大小為相電流 倍，可得相應(yīng)的線電倍，可得相應(yīng)的線電流流l 前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁.UVWIII、 、.0380 0UVUV .00.00380 0380 07653345 53UVUVUIAZj 0303 .

29、033( 53UUVII 0 00 00 0- -3 30 0 = =7 76 6- -3 30 0 ) )= =1 13 36 6. .1 1- -8 83 3 A A4.3 負(fù)載三角形結(jié)合三相電路負(fù)載三角形結(jié)合三相電路l由其對稱性可知由其對稱性可知 l l l相電流、線電流有效值分別為相電流、線電流有效值分別為76A、131.6A。l三相負(fù)載采用何種結(jié)合方式，必需根據(jù)每相負(fù)載的額定電壓與電源線三相負(fù)載采用何種結(jié)合方式，必需根據(jù)每相負(fù)載的額定電壓與電源線電壓的關(guān)系來決議。而與電源本身的結(jié)合方式無關(guān)。當(dāng)各相負(fù)載的額電壓的關(guān)系來決議。而與電源本身的結(jié)合方式無關(guān)。當(dāng)各相負(fù)載的額定電壓等于電源線電壓

30、的定電壓等于電源線電壓的1/ 時，負(fù)載就應(yīng)該采用星形結(jié)合，這樣時，負(fù)載就應(yīng)該采用星形結(jié)合，這樣負(fù)載就能在額定相電壓下任務(wù)。錯誤的接法往往會運用電設(shè)備不能正負(fù)載就能在額定相電壓下任務(wù)。錯誤的接法往往會運用電設(shè)備不能正常任務(wù)，甚至引起嚴(yán)重的后果。常任務(wù)，甚至引起嚴(yán)重的后果。前往前往上一頁上一頁3.(VI 0 00 00 01 13 36 6. .1 1- -8 83 3 - -1 12 20 0 ) )= =1 13 36 6. .1 12 20 03 3 A A.(WI000000136.1-83 +120 )=136.1 37 A136.1-83 +120 )=136.1 37 A4.4 三相

31、電路功率及丈量三相電路功率及丈量l三相負(fù)載，無論是星形結(jié)合還是三角形結(jié)合，三相電路的總有功功率三相負(fù)載，無論是星形結(jié)合還是三角形結(jié)合，三相電路的總有功功率等于各相有功功率之和，總的無功功率等于各相無功功率之和。等于各相有功功率之和，總的無功功率等于各相無功功率之和。l4.3.1. 有功功率有功功率l設(shè)三相有功功率分別為設(shè)三相有功功率分別為 ，那么三相電路的有功功率為，那么三相電路的有功功率為l 4-19l假設(shè)是三相對稱負(fù)載，那么每相的有功功率相等，故有假設(shè)是三相對稱負(fù)載，那么每相的有功功率相等，故有l(wèi) 4-20l式中式中 是相電壓是相電壓 和相電流和相電流 的相位差。的相位差。前往前往下一頁下

32、一頁UVWPPP、UVWpPPP 33cosUPPpPU I PUPI 4.4 三相電路功率及丈量三相電路功率及丈量l由于三相電路中，線電壓由于三相電路中，線電壓 和線電流和線電流 較容易丈量，三相用電設(shè)備較容易丈量，三相用電設(shè)備上的銘牌也是標(biāo)注線電壓和線電流，故式上的銘牌也是標(biāo)注線電壓和線電流，故式4-20多用線電壓和線電多用線電壓和線電流表示。流表示。l對于三相對稱負(fù)載星形聯(lián)接，有如下關(guān)系：對于三相對稱負(fù)載星形聯(lián)接，有如下關(guān)系：l l對于三相對稱負(fù)載三角形聯(lián)接，有如下關(guān)系：對于三相對稱負(fù)載三角形聯(lián)接，有如下關(guān)系：l l分別代入式分別代入式4-20中，均可得三相對稱負(fù)載電路的有功功率：中，均

33、可得三相對稱負(fù)載電路的有功功率：l 4-21前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁LULI3LPUU LPII LPUU 3LPII 3cosLLpU I 4.4 三相電路功率及丈量三相電路功率及丈量l4.3.2. 無功功率無功功率 l設(shè)每相電路的無功功率分別為設(shè)每相電路的無功功率分別為 ，那，那么三相電路無功功率為么三相電路無功功率為l 4-22l假設(shè)是三相對稱負(fù)載，那么有假設(shè)是三相對稱負(fù)載，那么有l(wèi) 4-23l同理，根據(jù)三相對稱負(fù)載電壓、電流的關(guān)系，同理，根據(jù)三相對稱負(fù)載電壓、電流的關(guān)系，可得三相對稱負(fù)載電路的無功功率：可得三相對稱負(fù)載電路的無功功率：l 4-24前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁

34、UVWQQQ、UVWQQQQ 33sinUPPQQU I 3sinLLpU I 4.4 三相電路功率及丈量三相電路功率及丈量l4.3.3. 視在功率視在功率 l三相負(fù)載電路的視在功率定義為三相負(fù)載電路的視在功率定義為l 4-25l普通情況下三相負(fù)載的視在功率不等于各相視普通情況下三相負(fù)載的視在功率不等于各相視在功率之和，只需當(dāng)負(fù)載對稱時，三相視在功在功率之和，只需當(dāng)負(fù)載對稱時，三相視在功率才等于各相視在功率之和。率才等于各相視在功率之和。l三相對稱負(fù)載的視在功率為：三相對稱負(fù)載的視在功率為：l 4-26l例例4.3 三相對稱負(fù)載三相對稱負(fù)載Z = 3+j4 ，接于線電壓為，接于線電壓為380V

35、的三相電源上，試分別求負(fù)載星形結(jié)合和的三相電源上，試分別求負(fù)載星形結(jié)合和三角形結(jié)合時三相電路耗費的總功率。三角形結(jié)合時三相電路耗費的總功率。前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁22sPQ33PPLLsU IU I4.4 三相電路功率及丈量三相電路功率及丈量l解：當(dāng)三相負(fù)載星形聯(lián)接時，有解：當(dāng)三相負(fù)載星形聯(lián)接時，有l(wèi)而而 = 380 V Z = 3 + 4j =ll l三相電路的總功率為三相電路的總功率為前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁3LPUU LPII LU05 5338022033LPUUV22044|5PPUIAZ 03cos3380 44 cos5317.3LLpU IkW 4.4 三相電

36、路功率及丈量三相電路功率及丈量l當(dāng)三相對稱負(fù)載三角形聯(lián)接時，有當(dāng)三相對稱負(fù)載三角形聯(lián)接時，有l(wèi)l三相電路的總功率為三相電路的總功率為l從例題計算結(jié)果闡明：在電源電壓不變的情況下，同一負(fù)載由星形聯(lián)從例題計算結(jié)果闡明：在電源電壓不變的情況下，同一負(fù)載由星形聯(lián)接改接成三角形聯(lián)接時，功率將添加成為原來的三倍。因此，假設(shè)要接改接成三角形聯(lián)接時，功率將添加成為原來的三倍。因此，假設(shè)要使負(fù)載正常任務(wù)，那么負(fù)載的接法必需正確。假設(shè)正常任務(wù)是星形結(jié)使負(fù)載正常任務(wù)，那么負(fù)載的接法必需正確。假設(shè)正常任務(wù)是星形結(jié)合的負(fù)載，接成三角形聯(lián)接，將因功率過大而燒毀；假設(shè)正常任務(wù)是合的負(fù)載，接成三角形聯(lián)接，將因功率過大而燒毀；

37、假設(shè)正常任務(wù)是三角形聯(lián)接的負(fù)載，接成星形聯(lián)接，那么因功率過小而不能正常任務(wù)。三角形聯(lián)接的負(fù)載，接成星形聯(lián)接，那么因功率過小而不能正常任務(wù)。前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁LPUU 3LPII 338033131.6|5PLPUIIAZ 03cos3380 131.6 cos5352.1LLpU IkW 4.4 三相電路功率及丈量三相電路功率及丈量l4.4.4.電功率的丈量電功率的丈量l丈量電功率通常用電動式儀表。丈量功率時，丈量電功率通常用電動式儀表。丈量功率時， 電動式儀表可動線圈的電流從旋轉(zhuǎn)彈簧流入，電動式儀表可動線圈的電流從旋轉(zhuǎn)彈簧流入，由于線圈的導(dǎo)線較細(xì)，由于線圈的導(dǎo)線較細(xì)， 所經(jīng)過的

38、電流較小，所經(jīng)過的電流較小， 所所以用可動線圈作為電壓線圈以用可動線圈作為電壓線圈(即可動線圈即可動線圈)串聯(lián)倍串聯(lián)倍壓器后，壓器后， 與丈量電路并聯(lián)以丈量負(fù)載電壓。與丈量電路并聯(lián)以丈量負(fù)載電壓。l固定線圈的電流可直接流入線圈，固定線圈的電流可直接流入線圈， 由于線圈的由于線圈的導(dǎo)線較粗，導(dǎo)線較粗， 可以經(jīng)過較大電流，可以經(jīng)過較大電流， 所以可作為電所以可作為電流線圈流線圈(即固定線圈即固定線圈)與被測電路串聯(lián)以丈量電流，與被測電路串聯(lián)以丈量電流， 功率表的構(gòu)造表示如圖功率表的構(gòu)造表示如圖4-11所示。所示。前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁4.4 三相電路功率及丈量三相電路功率及丈量l1. 直

39、流電功率的丈量直流電功率的丈量 l直流電功率可以用電壓表和電流表間接丈量求得，直流電功率可以用電壓表和電流表間接丈量求得， 也可以用功率表也可以用功率表來直接丈量。來直接丈量。 直接丈量時的接線如圖直接丈量時的接線如圖4-11c所示。所示。 應(yīng)該留意，應(yīng)該留意， 電電壓線圈與電流線圈的進(jìn)線端普通標(biāo)志為壓線圈與電流線圈的進(jìn)線端普通標(biāo)志為“*， 應(yīng)把兩個進(jìn)線端接到應(yīng)把兩個進(jìn)線端接到電源的同一端，電源的同一端， 使得兩個線圈的電流參考方向一樣。使得兩個線圈的電流參考方向一樣。 l電動式功率表的偏轉(zhuǎn)角電動式功率表的偏轉(zhuǎn)角 與功率與功率UI成正比。成正比。 也就是說，也就是說， 只需測出了只需測出了指針

40、的偏轉(zhuǎn)格數(shù)，指針的偏轉(zhuǎn)格數(shù)， 就可以算出被丈量的電功率就可以算出被丈量的電功率, 即即l 4-27前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁 NNmU IPUIC 4.4 三相電路功率及丈量三相電路功率及丈量l式中式中 為功率表每格所代表的功率，為功率表每格所代表的功率， 用量程用量程 除以滿標(biāo)除以滿標(biāo)值值 求得。求得。 l例例4-4 功率表的滿標(biāo)值為功率表的滿標(biāo)值為1000， 現(xiàn)選用電壓為現(xiàn)選用電壓為100 V， 電流為電流為5 A的量的量程，程， 假設(shè)讀數(shù)為假設(shè)讀數(shù)為600， 求被測功率為多少？求被測功率為多少？l解：選用的量程為解：選用的量程為 ， 那么功率表每格所代表的功率為那么功率表每格所代表

41、的功率為l 格格 于是，于是， 被測功率為被測功率為l l從上例可以看出，從上例可以看出， 功率表的量程選擇實踐上是經(jīng)過選擇電壓和電流功率表的量程選擇實踐上是經(jīng)過選擇電壓和電流量程來實現(xiàn)的。量程來實現(xiàn)的。 前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁NNmU IC NNU Im NNU I 5 1000.5/1000NNmU ICw 0.5600300PCw 4.4 三相電路功率及丈量三相電路功率及丈量l2. 單相交流電功率的丈量單相交流電功率的丈量l在丈量交流電時，電動式儀表的偏轉(zhuǎn)角在丈量交流電時，電動式儀表的偏轉(zhuǎn)角 不僅與電壓電流有效值的乘不僅與電壓電流有效值的乘積有關(guān)，積有關(guān)， 而且與它們的相位差的

42、余弦有關(guān)。而且與它們的相位差的余弦有關(guān)。 電動式功率表的電壓線電動式功率表的電壓線圈上的電壓與其所經(jīng)過的電流有一定的相差，圈上的電壓與其所經(jīng)過的電流有一定的相差， 但電動式儀表的電壓但電動式儀表的電壓線圈串有很大的分壓電阻，線圈串有很大的分壓電阻， 其感抗與電阻相比可忽略，其感抗與電阻相比可忽略， 以為電壓線以為電壓線圈上的電壓與其電流根本同相，圈上的電壓與其電流根本同相， 那么有那么有l(wèi) 4-28l那么單相交流電的功率那么單相交流電的功率 l 4-29 前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁12122coscoscoscosPUKKI IKIIUK IURR cosPPIUCK 4.4 三相電路功

43、率及丈量三相電路功率及丈量l可見，可見， 由功率表測得的單相交流電的功率是平均功率，由功率表測得的單相交流電的功率是平均功率， 它與功率表它與功率表的偏轉(zhuǎn)角成正比。的偏轉(zhuǎn)角成正比。l同理，同理， 只需測出了儀表的偏轉(zhuǎn)表格，只需測出了儀表的偏轉(zhuǎn)表格， 即可算出被測功率。即可算出被測功率。 l實驗室用的單相功率表普通都有兩個一樣的電流線圈，實驗室用的單相功率表普通都有兩個一樣的電流線圈， 可以經(jīng)過兩可以經(jīng)過兩個線圈的不同銜接方法串聯(lián)或并聯(lián)來獲得不同的量程，個線圈的不同銜接方法串聯(lián)或并聯(lián)來獲得不同的量程， 電壓線電壓線圈量程的改動是經(jīng)過改動倍壓器來實現(xiàn)的。圈量程的改動是經(jīng)過改動倍壓器來實現(xiàn)的。 l3

44、. 三相交流電功率的丈量三相交流電功率的丈量l三相交流電的功率有以下三種丈量方法。三相交流電的功率有以下三種丈量方法。l1一表法一表法 前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁4.4 三相電路功率及丈量三相電路功率及丈量l對于三相對稱負(fù)載電路，對于三相對稱負(fù)載電路， 由于各相負(fù)載所耗費的功率相等，由于各相負(fù)載所耗費的功率相等， 所以采所以采用一個功率表丈量出某一相的功率用一個功率表丈量出某一相的功率 ， 然后乘以然后乘以3，如圖，如圖4-12所示，所示，那么三相對稱負(fù)載電路的功率為那么三相對稱負(fù)載電路的功率為l 4-30l2二表法二表法l 對于三相三線制電路，對于三相三線制電路， 不論負(fù)載是星形還是三角形，不論負(fù)載是星形還是三角形， 都可以采用二都可以采用二表法來丈量功率，表法來丈量功率， 如圖如圖4-13所示。所示。 前往前往上一頁上一頁下一頁下一頁1P13PP 4.4 三相電路功率及丈量三相電路功率及丈量l采用兩表法進(jìn)展丈量