三相電路習(xí)題課

1、三相交流電路三相交流電路 4.1 三相交流電源三相交流電源 4.1.1 三相電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生三相電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生 4.1.2 三相交流電源的連接三相交流電源的連接4.2 三相負(fù)載及三相電路的計(jì)算三相負(fù)載及三相電路的計(jì)算 4.2.1 星形接法及計(jì)算星形接法及計(jì)算 4.2.2 三角形接法及計(jì)算三角形接法及計(jì)算4.3 三相電路的功率三相電路的功率二、三相電動(dòng)勢(shì)的表示式二、三相電動(dòng)勢(shì)的表示式三相電動(dòng)勢(shì)的特征：三相電動(dòng)勢(shì)的特征： 大小相等，頻率相同，相位互差大小相等，頻率相同，相位互差120。240sin120sinsintEetEetEemCmBmA)120sin(tEm1. 三角函數(shù)式三角函數(shù)式例：三相電源

2、，例：三相電源， 三相對(duì)稱負(fù)載，三相對(duì)稱負(fù)載，Y型接法，每相型接法，每相V380lU43jZ求：每相負(fù)載中的電流及各線電流相量。求：每相負(fù)載中的電流及各線電流相量。解：解：V22033803lpUU設(shè)設(shè)0220ANU120220BNU120220CNU1 .53543jZA1 .53441 .5350220ZUIIANANAA1 .5344ANAIIA1 .173441201 .5344BNBIIA9 .66441201 .5344CNCII1. 負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，各相單獨(dú)計(jì)算。如：負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，各相單獨(dú)計(jì)算。如： 已知：已知： 三相負(fù)載三相負(fù)載 R、L、C 以及以及 三相線電壓：三相線電壓：12

3、0 120 0lCAlBClABUUUUUU求：各相、各線及中線電流求：各相、各線及中線電流CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI解：解：(1) CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI120 120 0lCAlBClABUUUUUU903130 311503130 31303130 31lCACNlBCBNlABANUUUUUUUUU相相電電壓壓線線電電壓壓30 3plUUCI CRA B NLCAINIBIANIBNICNIlpUU31令：令：則相電壓為：則相電壓為：90903115015031303031PlCNPlBNPlANUUUUUUUUU(2) 相電

4、流相電流CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI30RURUIPANAN18090CPCPCCNCNXUjXUjXUI240150LPLPLBNBNXUjXUjXUICAUABUBCU(3) 中線電流中線電流CBANIIIINICNUANUBNUBNICNIANI(4) 相量圖相量圖18024030CPCNLPBNPANXUIXUIRUI三相三線制供電時(shí)，若各相負(fù)載不相等，將三相三線制供電時(shí)，若各相負(fù)載不相等，將如何？如何？ANNAIBICIAEBECECB求：各相負(fù)載電流。求：各相負(fù)載電流。已知已知：240220 120220 0220CBAEEE每盞燈的額定值為每盞燈的額定值

5、為: 220V、 100W用節(jié)點(diǎn)電位法用節(jié)點(diǎn)電位法ANNAIBICIAEBECECBAEBECERRRRNNABCAIBICIRRRRRRUN21121202201202200220 每盞燈為每盞燈為220V、 100W4842PURAEBECERRRRNNABCAIBICI、V 12055NUAIBICI、代入代入R值得：值得：三相交流電路的小結(jié)三相交流電路的小結(jié)(3)-三相電路計(jì)算三相電路計(jì)算負(fù)載負(fù)載 形接法形接法lPPlUUII303對(duì)稱負(fù)載時(shí)：對(duì)稱負(fù)載時(shí)：各相電壓、電流單獨(dú)計(jì)算。各相電壓、電流單獨(dú)計(jì)算。負(fù)載不對(duì)稱時(shí)：負(fù)載不對(duì)稱時(shí)：負(fù)載對(duì)稱時(shí)：負(fù)載對(duì)稱時(shí)：電壓對(duì)稱、電流對(duì)稱，只需計(jì)算一相

6、。電壓對(duì)稱、電流對(duì)稱，只需計(jì)算一相。 求電表讀數(shù)時(shí)，可只算有效值，不算相位。求電表讀數(shù)時(shí)，可只算有效值，不算相位。三相電路的計(jì)算要特別注意相位問題。三相電路的計(jì)算要特別注意相位問題。 負(fù)載負(fù)載Y Y形接法形接法303PlPlUUII對(duì)稱負(fù)載時(shí)：對(duì)稱負(fù)載時(shí)：三相交流電路的小結(jié)三相交流電路的小結(jié)(4)-三相功率計(jì)算三相功率計(jì)算CBAPPPP三相總功率三相總功率：負(fù)載對(duì)稱時(shí)：負(fù)載對(duì)稱時(shí)：cos3ppIUP cos3llIUP 和接法和接法無關(guān)無關(guān)(1) Y接接2. 對(duì)稱三相電源線電壓與相電壓的關(guān)系對(duì)稱三相電源線電壓與相電壓的關(guān)系A(chǔ)+X+BCYZABCNA UB UC UBA UBC UCA UA I

7、B IC IoCCNoBBNoANA120 120 0 UUUUUUUUU設(shè)設(shè)oooNACNCAoooCNNBCBoooBNNABA150301209031201203031200 UUUUUUUUUUUUUUUUUU利用相量圖得到相電壓和線電壓之間的關(guān)系：利用相量圖得到相電壓和線電壓之間的關(guān)系：線電壓對(duì)稱線電壓對(duì)稱(大小相等，大小相等，相位互差相位互差120o)一般表示為：一般表示為：30o30o30oNA UBN UCN UBA UBC UCA UNA UBN UCN UBA UBC UCA UoCNCAoNBCBoNABA303303303 UUUUUU結(jié)論結(jié)論：對(duì)：對(duì)Y接法的接法的對(duì)稱

8、三相電源對(duì)稱三相電源 所謂的所謂的“對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)”：對(duì)應(yīng)相電壓用線電壓的：對(duì)應(yīng)相電壓用線電壓的 第一個(gè)下標(biāo)字母標(biāo)出。第一個(gè)下標(biāo)字母標(biāo)出。(1) 相電壓對(duì)稱，則線電壓也對(duì)稱。相電壓對(duì)稱，則線電壓也對(duì)稱。(3) 線電壓相位領(lǐng)先對(duì)應(yīng)相電壓線電壓相位領(lǐng)先對(duì)應(yīng)相電壓30o。 .3 ,3 )2(plUU 即即倍倍的的線線電電壓壓大大小小等等于于相相電電壓壓CNCANBCBNABA UUUUUU(2) 接接oCoBoA120 120 0 UUUUUU設(shè)設(shè)oCCAoBCBoABA1201200 UUUUUUUUUA+X+BCYZABCB UC UA UBA UBC UA IB IC ICA U即線電壓等于對(duì)應(yīng)的相

9、電壓。即線電壓等于對(duì)應(yīng)的相電壓。關(guān)于關(guān)于 接還要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)：始端末端要依次相連。接還要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)：始端末端要依次相連。正確接法正確接法錯(cuò)誤接法錯(cuò)誤接法I =0 , 接電源接電源中不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。中不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。注意：注意：A UB UC U I0CBA UUUCCBA2 UUUUA UB UC U IC U總總 UI 0 , 接電源接電源中將會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。中將會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。 為此，當(dāng)將一組三相電源連成三角形為此，當(dāng)將一組三相電源連成三角形時(shí)，應(yīng)先不完全閉合，留下一個(gè)開口，在時(shí)，應(yīng)先不完全閉合，留下一個(gè)開口，在開口處接上一個(gè)交流電壓表，測(cè)量回路中開口處接上一個(gè)交流電壓表，測(cè)量回路中總的電壓是否為零。如果電

10、壓為零，說明總的電壓是否為零。如果電壓為零，說明連接正確，然后再把開口處接在一起。連接正確，然后再把開口處接在一起。VV型接法的電源型接法的電源：若將：若將 接的三相電源去掉一相，則線電壓接的三相電源去掉一相，則線電壓仍為對(duì)稱三相電源。仍為對(duì)稱三相電源。+ABCB UA UBA UBC UCA UABCA UB U+小結(jié)：小結(jié)：1. 三相電壓、電流均對(duì)稱。三相電壓、電流均對(duì)稱。負(fù)載為負(fù)載為Y接接.30 ,3o相相位位領(lǐng)領(lǐng)先先線線電電壓壓大大小小為為相相電電壓壓的的線電流與對(duì)應(yīng)的相電流相同。線電流與對(duì)應(yīng)的相電流相同。負(fù)載為負(fù)載為 接接.30 ,3o相相位位滯滯后后線線電電流流大大小小為為相相電電

11、流流的的線電壓與對(duì)應(yīng)的相電壓相同。線電壓與對(duì)應(yīng)的相電壓相同。應(yīng)如何設(shè)定正方向才能有此結(jié)論應(yīng)如何設(shè)定正方向才能有此結(jié)論 ？+_ACBAB IBC ICA IA IB IC I? ? 303 :oAA為什么為什么是否有是否有思考思考 II(1) 將所有三相電源、負(fù)載都化為等值將所有三相電源、負(fù)載都化為等值YY接電路；接電路； (2) 連接各負(fù)載和電源中點(diǎn)，中線上若有阻抗可不計(jì)；連接各負(fù)載和電源中點(diǎn)，中線上若有阻抗可不計(jì)；(3) 畫出單相計(jì)算電路，求出一相的電壓、電流：畫出單相計(jì)算電路，求出一相的電壓、電流：(4) 根據(jù)根據(jù) 、Y接接 線量、相量之間的關(guān)系，求出原電路的線量、相量之間的關(guān)系，求出原電

12、路的電流電壓。電流電壓。(5) 由對(duì)稱性，得出其它兩相的電壓、電流。由對(duì)稱性，得出其它兩相的電壓、電流。2. 對(duì)稱三相電路的對(duì)稱三相電路的一般計(jì)算方法一般計(jì)算方法一相電路中的電壓為一相電路中的電壓為Y接時(shí)的相電壓。接時(shí)的相電壓。一相電路中的電流為線電流。一相電路中的電流為線電流。例例1. ABCZZZZlZlZl已知對(duì)稱三相電源線電壓為已知對(duì)稱三相電源線電壓為380V，Z=6.4+j4.8 ， Zl =6.4+j4.8 。求負(fù)載求負(fù)載Z的相電壓、線電壓和電流。的相電壓、線電壓和電流。解：解：NA U+A+BN+CBN UCN UZlZlZlZZZ+NA UA IANnaZZl+NA UA IA

13、NnaZZlV03220V 0380oANoAB UU則則設(shè)設(shè) A3.171 .1743.188.12 03220j8.89.4 03220ooooANA lZZUIV 2 .368 .1369 .3683.171 .17oooAan ZIUV 2 . 69 .236V 2 . 68 .1363303oooanab UU例例2. ABCA IZZZABCYA IZZZ一對(duì)稱三相負(fù)載分別接成一對(duì)稱三相負(fù)載分別接成Y接和接和 接。分別求線電流。接。分別求線電流。解：解： ZUIANAY ZUZUIANANA33/ YII3 應(yīng)用：應(yīng)用：Y降壓起動(dòng)。降壓起動(dòng)。例例3. 如圖對(duì)稱三相電路，電源線電壓為

14、如圖對(duì)稱三相電路，電源線電壓為380V，|Z1|=10 ，cos 1 =0.6(滯后滯后)， Z1= j10 ， ZN=1+ j2 。求：線電流、相電流，并定性畫出相量圖求：線電流、相電流，并定性畫出相量圖(以以A相為例相為例)。+_+NACBZ1Z2ZNN AI AI AI ANU解：解： V 03380 V0220oABoAN UU設(shè)設(shè)+_Z1 ANU AI AI AI32Z+_Z1 ANU AI AI AI32Z350j318 j6102211 ZZZA6 .17j13.2A13.532213.53100220ooo1ANA ZUIj13.2A3/50j0220 o2ANA ZUIA4

15、.189 .13 oAAA III根據(jù)對(duì)稱性，得根據(jù)對(duì)稱性，得B、C相的線電流、相電流：相的線電流、相電流：A6 .1019 .13A4 .1389 .13oCoB II由此可以畫出相量圖：由此可以畫出相量圖：A9 .6622 A1 .17322 A1 .5322 :oCoBoA III第一組負(fù)載的三相電流第一組負(fù)載的三相電流A12013.2 A013.2 A12013.230 31 :oCA2oBC2ooAAB2 IIII第二組負(fù)載的相電流第二組負(fù)載的相電流30o53.1o18.4oA IA I A IAB2 IAB UAN U例例4. . V, 03oAB各各負(fù)負(fù)載載如如圖圖所所示示已已知

16、知 UU. , , ,:A4A3A2A1 IIII求求+_Z1Z1Z1Z2Z2Z2ZnZ4Z4Z4Z3Z3Z3ABCA1 IA2 IA3 IA4 IAN UBN UCN U解解：首先進(jìn)行：首先進(jìn)行 Y變換，然后取變換，然后取A相計(jì)算電路：相計(jì)算電路：負(fù)載化為負(fù)載化為Y接。接。根據(jù)對(duì)稱性，中性電阻根據(jù)對(duì)稱性，中性電阻 Zn 短路。短路。+_Z1Z3A1 IA2 IA3 IZ2/3Z4/3AN UV 03 0331ooABAN UUU. , ,)31/(31A3A24321ANA1可由分流得到可由分流得到 IIZZZZUI.3031 oA3A4 II相電流相電流例例1. 照明電路照明電路:(1)

17、正常情況下，三相四線制，中線阻抗約為零。正常情況下，三相四線制，中線阻抗約為零。每相負(fù)載的工作情況沒有相互聯(lián)每相負(fù)載的工作情況沒有相互聯(lián)系，相對(duì)獨(dú)立。系，相對(duì)獨(dú)立。ABC380V220VN=N(2) 假設(shè)中線斷了假設(shè)中線斷了(三相三線制三相三線制), A相電燈沒有接入電路相電燈沒有接入電路(三相不對(duì)稱三相不對(duì)稱)燈泡未在額定電壓下工作，燈光昏暗。燈泡未在額定電壓下工作，燈光昏暗。ACBNNACBN190V190V380VACBNN(3) A相短路相短路380VABCNN380V超過燈泡的額定電壓，燈泡可能燒壞。超過燈泡的額定電壓，燈泡可能燒壞。結(jié)論結(jié)論：(a) 照明中線不裝保險(xiǎn)，并且中線較粗。

18、一是減少損耗，照明中線不裝保險(xiǎn)，并且中線較粗。一是減少損耗，二是加強(qiáng)強(qiáng)度二是加強(qiáng)強(qiáng)度(中線一旦斷了，負(fù)載就不能正常工作中線一旦斷了，負(fù)載就不能正常工作)。(b) 要消除或減少中點(diǎn)的位移，盡量減少中線阻抗，然要消除或減少中點(diǎn)的位移，盡量減少中線阻抗，然而從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來看，中線不可能做得很粗，應(yīng)適而從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來看，中線不可能做得很粗，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整負(fù)載，使其接近對(duì)稱情況。當(dāng)調(diào)整負(fù)載，使其接近對(duì)稱情況。ACBN例例2. 相序儀電路。已知相序儀電路。已知1/( C)=R，三相電源對(duì)稱。三相電源對(duì)稱。 求：燈泡承受的電壓。求：燈泡承受的電壓。解：解：)(V 012 V,012 V,0oCNoBNoAN正正

19、序序設(shè)設(shè) UUUUUUV108.40.632108.40.6321 j2j)1( 1 j2j/1/1j/joANoANCNBNANCNBNANNN UUUUUURRCRURUUCUV4 .1380.4108.40.632120V5 .1011.5108.40.632120oooNNCNCNoooNNBNBN UUUUUUUUUUUU若以接電容一相為若以接電容一相為A相，則相，則B相電壓比相電壓比C相電壓高。相電壓高。B相相等較亮，等較亮，C相較暗相較暗(正序正序)。據(jù)此可測(cè)定三相電源的相序。據(jù)此可測(cè)定三相電源的相序。ACBNRCR上面分析的是電容上面分析的是電容C 的一個(gè)特定值，即的一個(gè)特定值

20、，即1/( C)=R時(shí)。下時(shí)。下面分析當(dāng)面分析當(dāng)C為任意值時(shí)，這個(gè)結(jié)論也正確。為任意值時(shí)，這個(gè)結(jié)論也正確。定性分析：定性分析： ACBNCRRACBNRR(D)+oc U+_R/2oc UCj1CI ADANoc UUU C=0, 1/( C)= ，開路。，開路。 N點(diǎn)在點(diǎn)在BC的中點(diǎn)的中點(diǎn)(D點(diǎn)點(diǎn))。 C= ，1/( C)=0。 N點(diǎn)移到的點(diǎn)移到的A點(diǎn)。點(diǎn)。 N在半圓上移動(dòng)。在半圓上移動(dòng)。從位形圖上看到從位形圖上看到UBN UCN。故故B相燈比相燈比C相的亮。相的亮。/2ococ .RCCUUUUIC 領(lǐng)先領(lǐng)先為其它值時(shí)為其它值時(shí)當(dāng)當(dāng)+_R/2oc UCj1CI +_CU +_2/RU AN

21、ACBDNNC CU 2/RU CI 例例3.ZZZA1A2A3S如圖電路中，電源三相對(duì)如圖電路中，電源三相對(duì)稱。當(dāng)開關(guān)稱。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流閉合時(shí)，電流表的讀數(shù)均為表的讀數(shù)均為5A。求：開關(guān)求：開關(guān)S打開后各電流表打開后各電流表的讀數(shù)。的讀數(shù)。解：解：開關(guān)開關(guān)S打開后，電流表打開后，電流表A2中中的電流與負(fù)載對(duì)稱時(shí)的電的電流與負(fù)載對(duì)稱時(shí)的電流相同。而流相同。而A1、 A3中的電流相當(dāng)于負(fù)載對(duì)稱時(shí)的相中的電流相當(dāng)于負(fù)載對(duì)稱時(shí)的相電流。電流。電流表電流表A2的讀數(shù)的讀數(shù)=5A電流表電流表A1、A3的讀數(shù)的讀數(shù)=A89. 23/5 5. 三相功率的測(cè)量三相功率的測(cè)量(對(duì)稱，不對(duì)稱對(duì)稱，不對(duì)稱)(1) 三表法：三表法：若負(fù)載對(duì)稱，則需一塊表，讀數(shù)乘以若負(fù)載對(duì)稱，則需一塊表，讀數(shù)乘以 3。CCNBBNAANiuiuiup *三三相相負(fù)負(fù)載載WWWABCN*CBAPPPP (2) 二表法：二表法：這種量測(cè)線路的接法是將兩個(gè)功率表的電流線圈接這種量測(cè)線路的接法是將兩個(gè)功率表的電流線圈接到任意兩相中，而將其電壓線圈的公共點(diǎn)接到另一相沒到任意兩相中，而將其電壓線圈的公共點(diǎn)接到另一相沒有功率表的線上。有功率表的線上。若若W1的讀數(shù)為的讀數(shù)為P1 ， W2的讀