第5章 三相交流電路

1、2/333/33SN+定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子4/33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120 :直流勵(lì)磁的電磁鐵直流勵(lì)磁的電磁鐵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子定子定子發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)tUu sinm1 )120sin(m2 tUu )120sin(m3 tUu UUU 01)23j21(1203 UUU)23j21(1202 UUU5/33tUu sinm1 )120sin(m2 tUu )120sin(m3 tUu UUU 01 1202UU 1203UU6/33對(duì)稱(chēng)三相電壓的瞬時(shí)值之和為對(duì)稱(chēng)三相電壓的瞬時(shí)值之和為 0，即，即0321 uuu0321 UUU

2、或或三個(gè)正弦交流電壓滿(mǎn)足以下特征三個(gè)正弦交流電壓滿(mǎn)足以下特征7/33(1) 連接方式連接方式中性點(diǎn)中性點(diǎn)321UUU、312312UUU、 UP UL3u+1u2u12u+31u23u8/332112UUU 3223UUU 1331UUU 由相量圖可得由相量圖可得 30303112UU 12U2U 9/33 UU, 相相電電壓壓線(xiàn)線(xiàn)電電壓壓 時(shí)時(shí)結(jié)結(jié)結(jié)結(jié)論論：電電源源形形聯(lián)聯(lián)PL 且且超超線(xiàn)線(xiàn)電電壓壓形形聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)時(shí)時(shí)結(jié)結(jié)論論：電電源源,3,PLUUY 。三三相相線(xiàn)線(xiàn)電電壓壓也也是是對(duì)對(duì)稱(chēng)稱(chēng)的的前前相相應(yīng)應(yīng)的的相相電電壓壓 ,30 303223UU 303331UU10/3311/3312/33

3、Ni1i321III、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)1i2i3i IP IL13/33321NIIII 333222111 ZUIZUIZUI PL3UUPLII Y形聯(lián)結(jié)時(shí)：形聯(lián)結(jié)時(shí)： 14/33負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí),中性線(xiàn)無(wú)電流中性線(xiàn)無(wú)電流,可省掉中性線(xiàn)?？墒〉糁行跃€(xiàn)。0321N IIII 中中性性線(xiàn)線(xiàn)電電流流所以負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)，所以負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)，三相電流也對(duì)稱(chēng)。三相電流也對(duì)稱(chēng)。P3LUU 負(fù)負(fù)載載對(duì)對(duì)稱(chēng)稱(chēng)無(wú)無(wú)中中線(xiàn)線(xiàn)時(shí)時(shí) 負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)，負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)，只需計(jì)算一相電只需計(jì)算一相電流，其他兩相電流，其他兩相電流可根據(jù)對(duì)稱(chēng)性流可根據(jù)對(duì)稱(chēng)性直接寫(xiě)出。直接寫(xiě)出。A15010A9010 A3

4、010321 III可可知知：如如：因?yàn)槿嚯妷簩?duì)稱(chēng)，且因?yàn)槿嚯妷簩?duì)稱(chēng)，且Z1=Z2=Z3，15/33例例1： 一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對(duì)稱(chēng)。設(shè)一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對(duì)稱(chēng)。設(shè)電源線(xiàn)電壓電源線(xiàn)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(xiàn)電流及中性，求線(xiàn)電流及中性線(xiàn)電流線(xiàn)電流IN ; 若若R1=5 , R2=10 , R3=20 ,求線(xiàn)電流求線(xiàn)電流及中性線(xiàn)電流及中性線(xiàn)電流 IN。 V)30314sin(238012 tu16/33中性線(xiàn)電流中性線(xiàn)電流0321N IIII解：解：已知已知 V3038012 UV02201 U A044A502201

5、11 RUI(1) 線(xiàn)電流線(xiàn)電流 三相對(duì)稱(chēng)三相對(duì)稱(chēng)A120442 IA120443 I17/33(2) 三相負(fù)載不對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載不對(duì)稱(chēng)（R1=5 、R2=10 、R3=20 ） 分別計(jì)算各線(xiàn)電流分別計(jì)算各線(xiàn)電流中性線(xiàn)電流中性線(xiàn)電流A12011A20120220333 RUIA12022A10120220222 RUIA12011A12022A044321N IIIIA044A50220111 RUIA191 .29 18/33解解: (L1 L1L2 L3 L1L1（R1=5 ，R2=10 ，R3=20 ）19/33L2L3 此時(shí)負(fù)載中性點(diǎn)此時(shí)負(fù)載中性點(diǎn)L1 V380,V380,0,033132

6、12211 UUUUUUUU20/33L1 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 .12A02103803223 RRUIV127V107 .1222 IR UV254V207 .1233 IR U21/3322/33321III、12I23I31I23/33(2) 相電流相電流121212ZUI 232323ZUI 313131ZUI (1) 負(fù)載相電壓負(fù)載相電壓=電源線(xiàn)電壓電源線(xiàn)電壓即即 UP = UL即即相電流：相電流：312312III、線(xiàn)電流：線(xiàn)電流： 321III、24/33相量圖相量圖負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí), (3) 線(xiàn)電流線(xiàn)電流由相量

7、圖可求得由相量圖可求得31121III 12232III 23313III ZUIIIIPP312312 RXarctan312312 。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(xiàn)電流線(xiàn)電流，時(shí)時(shí)形聯(lián)結(jié)形聯(lián)結(jié)對(duì)稱(chēng)負(fù)載對(duì)稱(chēng)負(fù)載 : :結(jié)論結(jié)論 PLII L321IIII PPL330cos2III 25/33負(fù)載的額定電壓負(fù)載的額定電壓 = 電源的線(xiàn)電壓電源的線(xiàn)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(xiàn)電壓電源線(xiàn)電壓31應(yīng)作應(yīng)作 Y 形連接形連接26/33LPLP31,II UU 對(duì)稱(chēng)負(fù)載對(duì)稱(chēng)負(fù)載 形形連接時(shí)連接時(shí) PPPPcos3cos

8、3LL IUIUP 同理同理PLLPPPsin3sin3 IU IUQ LPLP,31II UU 對(duì)稱(chēng)負(fù)載對(duì)稱(chēng)負(fù)載Y形形連接時(shí)連接時(shí) 當(dāng)負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)當(dāng)負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí) P = 3UP IPcos PLLPP2233IU IUQPS 所以所以27/33 有一三相電動(dòng)機(jī)有一三相電動(dòng)機(jī), 每相的等效電阻每相的等效電阻 R = 29 , 等等效感抗效感抗XL=21.8 , 試求下列兩種情況下電動(dòng)機(jī)的相電試求下列兩種情況下電動(dòng)機(jī)的相電流、線(xiàn)電流以及從電源輸入的功率流、線(xiàn)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

9、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。的三相電源上。例例1:解解: (1)A1 . 6A8 .212922022PP ZUIW8 .2129291 . 63803cos322LL IUPWk2 . 3W8 . 01 . 63803 28/33Wk2 . 3W8 . 05 .102203cos3LL IUPA1 . 6A8 .212922022PP ZUI(2)A5 .103PL II 比較比較(1)、(2)的結(jié)果的結(jié)果: 有的電動(dòng)機(jī)有兩種額定電壓有的電動(dòng)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(shí)時(shí), 電動(dòng)機(jī)

10、的繞組應(yīng)連接成星形；電動(dòng)機(jī)的繞組應(yīng)連接成星形；當(dāng)電源電壓為當(dāng)電源電壓為220 V時(shí)時(shí), 電動(dòng)機(jī)的繞組應(yīng)連接成三角形。電動(dòng)機(jī)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(xiàn)電流三角形聯(lián)結(jié)情況下的線(xiàn)電流為星形聯(lián)結(jié)情況下的線(xiàn)電流為星形聯(lián)結(jié)情況下的線(xiàn)電流 倍倍。329/33例例2: 線(xiàn)電壓線(xiàn)電壓UL為為380 V的三相電源上，接有兩組對(duì)稱(chēng)的三相電源上，接有兩組對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載：一組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，每相三相負(fù)載：一組是三角形聯(lián)結(jié)的電感性負(fù)載，每相阻抗阻抗 ; 另一組是星形聯(lián)結(jié)的電阻

11、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RY =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(xiàn)電流；電路線(xiàn)電流；(1)(3) 三相有功功率。三相有功功率。 373 .36Z設(shè)設(shè)解：解：V038012 UV302201 U則則30/33 ZUI A3747.10A3736.303801221 RUI A0322Y1Y1 I A6713.180337347.101 A7 .4638A)30226713.18(Y111 III31/33Wk4 . 2)W144809546(W223803W8 . 013.183803cos3cos3YLLLLY IUIUPPP 67o32/33 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4040W日光燈日光燈 210盞盞(cos 1=0.5)，60W白熾燈白熾燈 90 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的的電網(wǎng)供電。試分配其負(fù)載并指出應(yīng)如