電工技術-第5章講稿

1、1第第5 5章章 三相電路三相電路本章要求：本章要求：1.1.掌握三相電動勢的特點；掌握三相電動勢的特點；2.2.重點掌握三相電源的星形連接，負載星重點掌握三相電源的星形連接，負載星形連接和三角形連接的三相電路；形連接和三角形連接的三相電路；3.3.掌握三相功率的計算。掌握三相功率的計算。2目錄目錄3SN+_eeU1U2定子定子轉子轉子+e1e2e3+ 4鐵心鐵心（作為導磁路經）（作為導磁路經）三相繞組三相繞組: 直流勵磁的電磁鐵直流勵磁的電磁鐵轉子轉子定子定子發(fā)電機結構發(fā)電機結構tUu sinm1 )120sin(m2 tUu )120sin(m3 tUu UUU 01)23j21(1203

2、 UUU)23j21(1202 UUU5U2U1 . .120120120U3 .tUu sinm1 )120sin(m2 tUu )120sin(m3 tUu UUU 01 1202UU 1203UUuOu1u2u32 120 240 360t 6對稱三相電壓的瞬時值之和為對稱三相電壓的瞬時值之和為 00321 uuu即：即：0321 UUU或或三個正弦交流電壓滿足以下特征三個正弦交流電壓滿足以下特征7N L2 L3L1U1V1W1(1) 聯(lián)接方式聯(lián)接方式中性點中性點321UUU、312312UUU、 Up Ul3u+1u2u12u+31u23u82112UUU 3223UUU 1331UU

3、U 由相量圖可得由相量圖可得 30303112UU 1U3U2U12U2U L1NL2L3+1u+31u2u3u12u23u9 p 相電壓相電壓線電壓線電壓 時時結結結論：電源結論：電源形聯(lián)形聯(lián)UUl 且超且超線電壓線電壓形聯(lián)結時形聯(lián)結時結論：電源結論：電源,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應的的相相電電壓壓 ,30 303223UU 303331UU+L2L1L312uBCU31u23u1011L3三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伏的單相負載伏的單相負載 額定線電壓為額定線電壓為380伏的三相負載伏的三相負載12+1

4、u2u3u+Z1Z2Z3Ni1i321III、N 電源中性點電源中性點N 負載中性點負載中性點1i2i3i Ip Il13P3UUlPIIl Y 聯(lián)結時：聯(lián)結時：321NIIII 333222111 ZUIZUIZUI +1u2u3u+Z1Z2Z3Ni1i1i2i3i14+1u2u3u+Z1Z2Z3Ni1i1i2i3i負載對稱時負載對稱時,中性線無電流中性線無電流,可省掉中性線?？墒〉糁行跃€。0321N IIII中中線線電電流流CBAZZZ 因因為為三三相相電電壓壓對對稱稱，且且所以負載對稱時，所以負載對稱時，三相電流也對稱。三相電流也對稱。P3UUl 負載對稱無中性線時負載對稱無中性線時 負

5、載對稱時，負載對稱時，只需計算一相電只需計算一相電流，其它兩相電流，其它兩相電流可根據對稱性流可根據對稱性直接寫出。直接寫出。A15010A9010 A3010321 III可可知知：如如：15例例1 1：燈組，若燈組，若R1=R2= R3 = 5 ，求線電流及中性線電流，求線電流及中性線電流IN ; 若若R1=5 , R2=10 , R3=20 ,求線電流及中性求線電流及中性 一星形聯(lián)結的三相電路，電源電壓對稱。設電一星形聯(lián)結的三相電路，電源電壓對稱。設電源線電壓源線電壓 。負載為電。負載為電V)30314sin(238012 tu線電流線電流 IN 。N+1uN R1R2R3L1L2L32

6、u3u1i2i3iNi16中性線電流中性線電流0321N IIII解：解： 已知：已知：V3038012 UV02201 U A044A50220111 RUI(1) 線電流線電流 三相對稱三相對稱A120442 IA120443 IN+1uN R1R2R3L1L2L32u3u1i2i3iNi17(2) 三相負載不對稱三相負載不對稱（R1=5 、R2=10 、R3=20 ） 分別計算分別計算各線電流各線電流中性線電流中性線電流A12011A20120220333 RUIA12022A10120220222 RUIA1929 A12011A12022A044321N IIIIA044A50220

7、111 RUI18解解: (1) 中性線未斷中性線未斷L1 L1L2 L3 L1L1 R1R3R2L1L2NL3N 19 3+3u 2u 1u L2L3L1 此時負載中性點此時負載中性點L1V380,V380,0,03313212211 UUUUUUUU20L1 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 21225.3 負載三角形聯(lián)結的三相電路負載三角形聯(lián)結的三相電路321III、12I23I31IL1+

8、12u12i23u31uL2L3i1i2i323i31iZ31Z12Z2323(2) 相電流相電流121212ZUI 232323ZUI 313131ZUI (1) 負載相電壓負載相電壓=電源線電壓電源線電壓即即: UP = Ul即即相電流：相電流：312312III、線電流：線電流： 321III、L1+12u23u31ui1i2i3Z31Z12Z23L2L312i23i31i24相量圖相量圖I23I12I30負載對稱時負載對稱時, I2I3(3) 線電流線電流。3030且落后相應的相電流且落后相應的相電流(相電流),(相電流),3 3線電流線電流聯(lián)接時聯(lián)接時對稱負載對稱負載 : :結論結論

9、 P IIl由相量圖可求得由相量圖可求得31121III 12232III 23313III ZUIIIIPP312312 RXarctan312312 lIIII 321PP330cos2IIIl U23U12U3131I 1I25負載的額定電壓負載的額定電壓 = 電源的線電壓電源的線電壓應作應作 聯(lián)結聯(lián)結負載的額定電壓負載的額定電壓 = 電源線電壓電源線電壓31應作應作 Y 聯(lián)結聯(lián)結 三相電動機繞組可以聯(lián)結成星形，也可以聯(lián)結成三三相電動機繞組可以聯(lián)結成星形，也可以聯(lián)結成三角形，而照明負載一般都聯(lián)結成星形角形，而照明負載一般都聯(lián)結成星形(具有中性線具有中性線)。26llIIUU31 ,pp

10、對稱負載對稱負載 聯(lián)結時：聯(lián)結時： PPPPcos3cos3 llIUIUP 同理同理ppppsin3 sin3 llIUIUQ llIIUU pp ,31對稱負載對稱負載Y聯(lián)結時：聯(lián)結時：相電壓與相相電壓與相電流的相位差電流的相位差當負載對稱時：當負載對稱時：P = 3Up Ipcos pllIUIUQPS3 3 PP22 所以所以27 有一三相電動機有一三相電動機, 每相的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的相電流、試求下列兩種情況下電動機的相電流、 線電流以及從電源輸入的功率，并比較所得的結果：線電流以及從電源輸入的功率

11、，并比較所得的結果： (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:解解: (1)A1 . 6A8 .212922022PP ZUIW8 .2129291 . 63803cos322 llIUPWk2 . 38 . 01 . 63803 28Wk2 . 3W8 . 05 .102203cos3 llIUPA1 . 6A8 .212922022PP ZUI(2)A5 .103P IIl 比較比較(1), (2)的結果的結果: 有的電動機有兩種額定電壓有的電動機

12、有兩種額定電壓, 如如220/380 V。當電源電壓為當電源電壓為380 V時時, 電動機的繞組應聯(lián)結成星形；電動機的繞組應聯(lián)結成星形；當電源電壓為當電源電壓為220 V時時, 電動機的繞組應聯(lián)結成三角形電動機的繞組應聯(lián)結成三角形。在三角形和星形兩種聯(lián)結法中在三角形和星形兩種聯(lián)結法中, 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)結情況下的線電流三角形聯(lián)結情況下的線電流比星形聯(lián)結情況下的線電流增大比星形聯(lián)結情況下的線電流增大 倍倍。329例例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，接有兩組對稱三相負載：一組

13、是三角形聯(lián)結的電感性負載，每相三相負載：一組是三角形聯(lián)結的電感性負載，每相阻抗阻抗 ; 另一組是星形聯(lián)結的電阻性另一組是星形聯(lián)結的電阻性負載，每相電阻負載，每相電阻R =10 , 如圖所示。試求：如圖所示。試求：(1)各組負載的相電流；各組負載的相電流；(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設設解：解：V038012 UV302201 U則則I1I1I1I1230一相電壓與電流的相量圖如圖所示一相電壓與電流的相量圖如圖所示 A37-47.10A3736.303801221 ZUI A03-22Y1Y1 RUI A6713.1803-37347.10

14、1 I A7 .463830226713.18Y111 III311U12U1IWk4 . 2144809546W223803W8 . 013.183803cos3cos3YY llllIUIUPPP-30o-67o-46.7oY1I 1I32 三相對稱負載作三角形聯(lián)結，三相對稱負載作三角形聯(lián)結，Ul =220V，當，當S1、 S2 均閉合時，各電流表讀數(shù)均為均閉合時，各電流表讀數(shù)均為17.3A，三相功率，三相功率 P = 4.5 kW，試求，試求: 1) 每相負載的電阻和感抗；每相負載的電阻和感抗； 2) S1合、合、S2斷開時斷開時, 各電流表讀數(shù)和有功功率各電流表讀數(shù)和有功功率P； 3)

15、 S 1斷、斷、S 2閉合時閉合時, 各電流表讀數(shù)和有功功率各電流表讀數(shù)和有功功率P。例例3：AAAS2Z12Z2333或：或：P =I 2R P =UIcos tg =XL / R 223/32.17220PPIUZllIUP3cos 68. 0 1568. 022cos ZR 1 .16733. 022sin ZXL 解：解：(1) 由已知條件可求得由已知條件可求得AAAS2Z12Z2334(2) S1閉合、閉合、S2斷開時斷開時 I1 = I3 = 10A I2 =17.32 A 流過電流表流過電流表 、 的電流變?yōu)橄嚯娏鞯碾娏髯優(yōu)橄嚯娏?IP，流過電流表流過電流表 的電流仍的電流仍為線

16、電流為線電流Il 。因為開關因為開關S均閉合時均閉合時 每相有功功率每相有功功率 P =1.5 kW 當當 S1合、合、S2斷時，斷時，Z12、Z23 的相電壓和相電流不的相電壓和相電流不變，則變，則P12、P23不變。不變。P = P12+P23 = 3 kWAAAS2Z12Z2335I2 = 0A I1I2 P = 1/4 P12+ 1/4 P23 +P31 = 0.375 W+ 0.375 W+ 1.5 W = 2.25 kWAAASS2Z12Z23361i11i12iPu+37A605 . 0220407021 IA6046.25 A5 .464 .3021111 IIIA01220603011 IA01818. 8 VU .設設 =220 01i11i12iPu+38三層三層二層二層一層一層Cu+ 某大樓電燈發(fā)生故障，第二層樓和第三層樓某大樓電燈發(fā)生故障，第二層樓和第三層樓所有電燈都突然暗下來，而第一層樓電燈亮度不變，所有電燈都突然暗下來，而第一層樓電燈亮度不變，試問這是什么原因？這樓的電燈是如何