電工電子課件五

1、1電工電子技術(shù)與技能（非電類少學時）電工電子技術(shù)與技能（非電類少學時）程周主編程周主編中等職業(yè)教育課程改革國家規(guī)劃新教材配套多媒體資源25 三相正弦交流電路5.1 三相正弦交流電源三相正弦交流電源*5.2 三相三相負載連負載連接接1235.3 三相電功率三相電功率35.1 三相正弦交流電源三相正弦交流電源1三相交流電源：三個幅值相等、頻率相同、相位互差三相交流電源：三個幅值相等、頻率相同、相位互差 2/3 ( 120 )的單相交的單相交流電源按規(guī)定的方式組合而成的電源。流電源按規(guī)定的方式組合而成的電源。2三相交流電路（簡稱三相電路）：由三相交流電源與三相負載共同組成的三相交流電路（簡稱三相電路

2、）：由三相交流電源與三相負載共同組成的電路。電路。3星形聯(lián)結(jié)（也稱為星形聯(lián)結(jié)（也稱為Y形聯(lián)結(jié)）：連接方式如圖形聯(lián)結(jié)）：連接方式如圖5.1所示。電源對外有四根引所示。電源對外有四根引出線，這種供電方式稱為三相四線制。出線，這種供電方式稱為三相四線制。 圖圖5.1三相電源的星形聯(lián)結(jié)三相電源的星形聯(lián)結(jié) 45.1 三相正弦交流電源三相正弦交流電源4中性點：在圖中性點：在圖5.1所示三相四線制供電電源中，將三個繞組的末端所示三相四線制供電電源中，將三個繞組的末端U2、V2、W2連接在一起的點。實際應用中常將該點接地，所以也稱為零點。連接在一起的點。實際應用中常將該點接地，所以也稱為零點。5中性線：從中性

3、點（或零點）引出的導線，也稱零線、地線。用字母中性線：從中性點（或零點）引出的導線，也稱零線、地線。用字母N表示。表示。6相線（端線）：三個繞組的始端引出的導線，也稱火線。分別用字母相線（端線）：三個繞組的始端引出的導線，也稱火線。分別用字母U1、V1、W1表示。表示。7三相三線制：只將三相繞組按星形聯(lián)結(jié)而并不引出中性線的供電方式。三相三線制：只將三相繞組按星形聯(lián)結(jié)而并不引出中性線的供電方式。 8相電壓：將負載連接到每相繞組兩端（即連接在相線和中性線之間），負相電壓：將負載連接到每相繞組兩端（即連接在相線和中性線之間），負載可得到的電壓，用載可得到的電壓，用UP表示。其正方向規(guī)定由繞組始端指向

4、末端，其瞬時值表表示。其正方向規(guī)定由繞組始端指向末端，其瞬時值表達式為達式為 55.1 三相正弦交流電源三相正弦交流電源其波形圖和矢量圖如圖其波形圖和矢量圖如圖5.2所示。所示。圖圖5.2三相電源相電壓波形和矢量圖三相電源相電壓波形和矢量圖 65.1 三相正弦交流電源三相正弦交流電源9線電壓：將負載連接到兩相繞組相線之間（任意二根相線之間），負載得到線電壓：將負載連接到兩相繞組相線之間（任意二根相線之間），負載得到的電壓，用的電壓，用UL表示，其瞬時值表達式為表示，其瞬時值表達式為用矢量法進行計算用矢量法進行計算75.1 三相正弦交流電源三相正弦交流電源圖圖5.3三相電源相電壓、線電壓關系三相

5、電源相電壓、線電壓關系 即：即：結(jié)論：結(jié)論：（1）三個線電壓有效值相等，都等于相電壓的）三個線電壓有效值相等，都等于相電壓的 倍，在相位上分別超前對倍，在相位上分別超前對應的相電壓應的相電壓 /6。各線電壓的相位差亦是。各線電壓的相位差亦是2/3 （120 ）。）。（2）三相四線制供電方式，不但相電壓對稱，而且線電壓也是對稱的。）三相四線制供電方式，不但相電壓對稱，而且線電壓也是對稱的。 85.1 三相正弦交流電源三相正弦交流電源例5.1三相四線制供電系統(tǒng)，已知相電壓為220 V，試求線電壓為何值？解 V380V22033PLUU95.2 三相負載的連接三相負載的連接5.2.1三相負載星形聯(lián)結(jié)

6、及中性線作用三相負載星形聯(lián)結(jié)及中性線作用1三相負載：由三相電源供電的負載。三相負載：由三相電源供電的負載。2三相對稱負載：它們的每一相阻抗是完全相同的（例如三相交流電動機）。三相對稱負載：它們的每一相阻抗是完全相同的（例如三相交流電動機）。3三相不對稱負載：它們的每一相阻抗是不相等的（例如家用電器和電燈，這三相不對稱負載：它們的每一相阻抗是不相等的（例如家用電器和電燈，這類負載通常是按照盡量平均分配的方式接入三相交流電源）。三個單相負載分類負載通常是按照盡量平均分配的方式接入三相交流電源）。三個單相負載分別連接在對應相電壓上，采用的是三相四線制供電方式。別連接在對應相電壓上，采用的是三相四線制

7、供電方式。兩類三相負載星形聯(lián)結(jié)接線圖如圖兩類三相負載星形聯(lián)結(jié)接線圖如圖5.4所示。所示。 圖圖5.4三相負載星形聯(lián)結(jié)三相負載星形聯(lián)結(jié) 105.2 三相負載的連接三相負載的連接圖圖5.5三相負載星形聯(lián)結(jié)電路圖和矢量圖三相負載星形聯(lián)結(jié)電路圖和矢量圖 4線電流：在圖線電流：在圖5.5（a）電路圖中，三根端線上的電流）電路圖中，三根端線上的電流iU、iV、iW。5相電流：在圖相電流：在圖5.5（a）電路圖中，流經(jīng)負載的電流）電路圖中，流經(jīng)負載的電流iUN 、iVN 、iWN。當負載作星形聯(lián)結(jié)時，線電流等于相電流，即當負載作星形聯(lián)結(jié)時，線電流等于相電流，即 iU = iUN，iV = iVN，iW =

8、iWN或或 iL = iP相電流與對應相電壓之間的夾角相電流與對應相電壓之間的夾角 由負載的性質(zhì)決定，假設各相負載阻抗相等由負載的性質(zhì)決定，假設各相負載阻抗相等，性質(zhì)相同（稱為對稱負載）可得矢量圖，如圖，性質(zhì)相同（稱為對稱負載）可得矢量圖，如圖5.5（b）所示。）所示。115.2 三相負載的連接三相負載的連接在圖在圖5.5（b）所示矢量圖中，相電壓與相電流的關系為）所示矢量圖中，相電壓與相電流的關系為（5.8）（5.9）中性線電流為線電流（或相電流）的矢量和中性線電流為線電流（或相電流）的矢量和 （5.10）對于三相對稱負載，在對稱三相電源作用下，三相對稱負載的中性線電流等對于三相對稱負載，在

9、對稱三相電源作用下，三相對稱負載的中性線電流等于零。對于電流是瞬時值，三相電流的代數(shù)和也為零，即于零。對于電流是瞬時值，三相電流的代數(shù)和也為零，即 （5.11）125.2 三相負載的連接三相負載的連接對稱負載下中性線便可以省去不用。電路變成如圖對稱負載下中性線便可以省去不用。電路變成如圖5.7所示的三相三線制星形聯(lián)所示的三相三線制星形聯(lián)結(jié)。結(jié)。圖圖5.7三相三線制星形聯(lián)結(jié)三相三線制星形聯(lián)結(jié) 135.2 三相負載的連接三相負載的連接三相負載不對稱的情況舉例：三相負載不對稱的情況舉例：圖圖5.8為一般的生活照明線路，此時的負載為三相不對稱負載的星形聯(lián)結(jié)，所以為一般的生活照明線路，此時的負載為三相不

10、對稱負載的星形聯(lián)結(jié)，所以其中性線電流不為零，那么中性線也就不能省去，否則會造成負載無法正常工其中性線電流不為零，那么中性線也就不能省去，否則會造成負載無法正常工作。作。 圖圖5.8中性線的作用中性線的作用在圖在圖5.8中，若線電壓為中，若線電壓為380 V，中性線連接正常，雖然各相負載不對稱，它們?nèi)?，中性線連接正常，雖然各相負載不對稱，它們?nèi)匀荒軌蛘９ぷ?。然能夠正常工作。如果沒有中性線，就變成如果沒有中性線，就變成U相和相和V相白熾燈串聯(lián)后連接在線電壓相白熾燈串聯(lián)后連接在線電壓UUV上，上，V相白熾相白熾燈所分得的電壓超過其額定值燈所分得的電壓超過其額定值220V而特別亮，而而特別亮，而U

11、相白熾燈所分得的電壓會低相白熾燈所分得的電壓會低于額定值而發(fā)暗。若長時間使用，會使于額定值而發(fā)暗。若長時間使用，會使V相白熾燈燒毀，進而導致相白熾燈燒毀，進而導致U相白熾燈也相白熾燈也因電路不通而熄滅。因電路不通而熄滅。在三相四線制供電線路中，中性線上不允許安裝熔斷器等短路或過流保護裝置。在三相四線制供電線路中，中性線上不允許安裝熔斷器等短路或過流保護裝置。 145.2 三相負載的連接三相負載的連接5.2.2對稱負載的三角形聯(lián)結(jié)對稱負載的三角形聯(lián)結(jié) 圖圖5.9（a）、（）、（b）為對稱負載三角形聯(lián)結(jié)圖和電路圖。）為對稱負載三角形聯(lián)結(jié)圖和電路圖。圖5.9三相負載三角形聯(lián)結(jié) 155.2 三相負載的

12、連接三相負載的連接假設負載對稱并都為感性，可得如圖假設負載對稱并都為感性，可得如圖5.10所示的矢量圖。所示的矢量圖。 圖圖5.10對稱負載三角形聯(lián)結(jié)時矢量圖對稱負載三角形聯(lián)結(jié)時矢量圖 165.2 三相負載的連接三相負載的連接例例5.2三相交流電動機的定子繞組可看成是三相對稱負載，正常運行在三角三相交流電動機的定子繞組可看成是三相對稱負載，正常運行在三角形聯(lián)結(jié)的電動機常采用星形聯(lián)結(jié)起動，以達到降低起動電流的目的。若三相電形聯(lián)結(jié)的電動機常采用星形聯(lián)結(jié)起動，以達到降低起動電流的目的。若三相電動機每相繞組的電阻為動機每相繞組的電阻為6 ，感抗為，感抗為8 ，電源線電壓為，電源線電壓為380 V。試比較兩種聯(lián)結(jié)。試比較兩種聯(lián)結(jié)相電流和線電流。相電流和線電流。175.2 三相負載的連接三相負載的連接185.3 三相功率三相功率三相負載對稱時三相負載對稱時 （5.16）式中， 角為每相負載的功率因數(shù)角。195.3 三相功率三相功率例例5.3三相對稱負載，每相的電阻為三相對稱負載，每相的電阻為6 ，感抗為，感抗為8 ，接入線電壓為，接入線電壓為380 V的的三相交流電源。試比較星形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)兩種接法時消耗的三相電功率。三相交流電源。試比較星形聯(lián)結(jié)和三