第5章 三相電路

1、第第5章章NS AZBXCYNS U1W2V1U2W1V2NS U1W2V1U2W1V2U1U2eeV1V2eeW1W2ee(1) t=0時時, 相繞組的感相繞組的感應應電動勢達到最大。電動勢達到最大。(2) t=120時時, 相繞組的相繞組的感應感應電動勢達到最大。電動勢達到最大。(3) t=240時時,相繞組的相繞組的感應感應電動勢達到最大。電動勢達到最大。三相交流發(fā)電三相交流發(fā)電機結構示意圖機結構示意圖第第5章章 5.1各相各相繞組繞組中中感應感應電動勢的正方向電動勢的正方向e1U1U2e2V1V2e3W1W2 t0Em Eme1e2e32 e1= Emsin te2= Emsin (

2、t 120 )e3= Emsin ( t +120 )幅值相等幅值相等, 頻率相同頻率相同, 彼此間的相位差也相等。彼此間的相位差也相等。120E1E3E2120120相量圖相量圖第第5章章 5.1L1L2L3EUEWEVU1U2U3U23U12U31U1E1=U2E2=E3U3=發(fā)電機發(fā)電機繞組星形繞組星形聯(lián)接聯(lián)接, 可提供兩種數(shù)值的電壓?？商峁﹥煞N數(shù)值的電壓。相電壓：相電壓：線電壓：線電壓：N中性線中性線相線相線相線相線相線相線U12U1U2=U23U2U3=U31U3U1=第第5章章 5.1=UP 120U230發(fā)電機發(fā)電機繞組星形繞組星形聯(lián)接時線電壓與相電壓的關系聯(lián)接時線電壓與相電壓的

3、關系U12U1U2=3030U1U2U3U12U2U23U3U31U1=UP 0U1相電壓相電壓線電壓線電壓U3=UP 120U1= 303U23=U2 303U31=U3 303在大小關系上，線電壓是相電壓的在大小關系上，線電壓是相電壓的 倍，倍，在相位上在相位上, 線電壓比相應的相電壓超前線電壓比相應的相電壓超前30 。 3第第5章章 5.1線電壓也對稱且：線電壓也對稱且：0303 PLUU1U 2U3U12U23U31U模增大模增大 倍，相位加倍，相位加3003?？s小?？s小 倍，相位減倍，相位減3003模模不不變變，相相位位角角加加12000303 PLUU0303LPUU第第5章章 5

4、.1例例: 發(fā)電機發(fā)電機繞組星形繞組星形聯(lián)接聯(lián)接, 已知線電壓已知線電壓 U31=380 120 V，試求：試求：U23U12U1U2U3和和、303030U1U2U3=380 0 VU12由由相量圖得相量圖得U23=380 120 VU1=220 30 VU2=220 150 VU3=220 90 VU12U31U23=380/ =220V3UP= Ul / 3第第5章章 5.1L1L2L3N 負載的連接負載的連接方式與其額定方式與其額定電壓對應。電壓對應。 負載星形聯(lián)接：負載星形聯(lián)接：負載的額定電壓為負載的額定電壓為電源的相電壓。電源的相電壓。KMKM40w60w100w40w60w60w

5、第第5章章 5.2黃色黃色綠色或藍色綠色或藍色紅色紅色藍色或褐色藍色或褐色黃綠色黃綠色保護保護地線地線PEUVWNZ2Z3INIL2IL3= IL2= U2Z2IL3= U3Z3=INIL2IL3+N 每相負載上的電壓等于電源的相電壓每相負載上的電壓等于電源的相電壓, 相電流等于線相電流等于線電流。電流。推定各負載電壓，推定各負載電壓， 計算各相負載中的電流。計算各相負載中的電流。 +-U2U31U U2-第第5章章 5.2Z1 =Z2= Z3 = Z UVWU1U2U3NN Z1Z3 U V IL1IL2IL3W IL1與與 是一組對稱三相電流。是一組對稱三相電流。IL3、IL2IN中性線電

6、流中性線電流=INIL1IL2IL3+=0三相負載對稱時可以不要中性線三相負載對稱時可以不要中性線.相量圖相量圖斷開中性線后斷開中性線后,仍有仍有 VN =VNZ2IL2 IL1IL3U1U2U3第第5章章 5.21. 根據(jù)已知條件設根據(jù)已知條件設 ，隨后推導出，隨后推導出 。010PUU 23UU，則依次按照下面的步驟進行計算：，則依次按照下面的步驟進行計算： 123iLiiUIiZ= 31NLiiIIcos123iiLiiPU Ii=31iiPP，則依次按照下面的步驟進行計算：，則依次按照下面的步驟進行計算： 111PUIZ 23LLII133cosllPPU I=123ZZZZ11LPI

7、I &W U320 IL3W UVU1U2N5 10 IL1INIL2例例：已知三相電源的相電壓已知三相電源的相電壓UP=220V，求：有求：有和和兩種情況下，各相負載的相電兩種情況下，各相負載的相電壓、相電流及中性線電流。壓、相電流及中性線電流。N U V 01U220 0 V U2U31U 第第5章章 5.2INU1U2U3IL1 =220 0 VU1 =220 120VU2 =220 +120 VU3 = IL1+ IL2+ IL3IN = 29.1 19.1 A19.1IL2IL3Z1 =5 ，Z2=10 ，Z3 =20 =44 0 AIL1=U1 Z1=11 +120 AIL

8、3=U3 Z3=22 120AIL2=U2 Z2相量圖相量圖第第5章章 5.2先用先用求出負載中性點與電源中性點間的電壓求出負載中性點與電源中性點間的電壓= 83.2 19 V.UN N+U2 Z2= U1 Z1+U3 Z3+Z31+Z21Z11UVWU1U2U3NN 51020IL1IL2IL3U2 U1 U3 各相負載上的實際相電壓各相負載上的實際相電壓=.U1=144 11 V=U2 .UN NU2=249.5 -139o V=U3 .UN NU3=288 131o VN NU 第第5章章 5.2139o131oU2U3UN N.IL3IL2各相負載的相電流各相負載的相電流=28.8 1

9、1 A I1U1 = Z1U1U2U3相量圖相量圖U111 I2U2 = Z2=24.95 -139o A I3U3 = Z3=14.4 131o AIL1！第第5章章 5.2icAXLicicBXcRiNNCN例題：已知例題：已知UL=380V，R=Xc=XL=10。求：各相火線電流、中性線電流和三相總有功功率求：各相火線電流、中性線電流和三相總有功功率P。jj第第5章章 5.23LI2LI1LINIL3L2L1解：設解：設000123U220 0 V,U220120 V,U220 120 V所以；001L1002L20C003L30L0NL1L2L3211U220 0I22 0 AR10U

10、220 -120I2230 A-jX10 -90U220 120I2230 AjX10 903IIII2222222 2.73298 0 A2PPI R4840W IBIAIC例：在例：在和和兩種情況下，分析兩種情況下，分析U相負載發(fā)生短路或斷路時電路的工作情況。相負載發(fā)生短路或斷路時電路的工作情況。UVWU1U2U3NZ1Z2Z3INIL2IL3FUIA熔斷熔斷 僅僅A相熔斷器熔斷相熔斷器熔斷, V相、相、W相負載仍正常工作。相負載仍正常工作。N U V W FUFU=0IL1UVU1U2NZ1Z2IL2FUIL1V相、相、W相負載承受電源線電壓，相負載承受電源線電壓，IL2、 IL3增大，

11、增大，IL2= (IL1IL3+), FU不一定熔斷不一定熔斷, V相、相、W相負載損壞。相負載損壞。N U V W U3Z3IL3W FUFUUVU1U2NZ1Z2INIL2SV相、相、W相負載正常工作。不受影響。相負載正常工作。不受影響。N U V W U3Z3IL3W FU FUFUU3 V相、相、W相負載串聯(lián)，接在線電壓相負載串聯(lián)，接在線電壓 U23上，仍不能正常工作上，仍不能正常工作UVU1U2NZ1Z2IL2SFUN UVW U3Z3IL3WFUFUU3 23U 第第5章章 5.2第第5章章 5.2L1L2L3N 當負載的額定電壓等于電源的線電壓時，應將負載當負載的額定電壓等于電源

12、的線電壓時，應將負載接在兩根火線之間接在兩根火線之間。U1U2V1V2W1W2第第5章章 5.3L1L2L3Z23Z31Z12U23U12U31IL2IL3IL1I23I12I31 三相負載三相負載三角形三角形聯(lián)接時，聯(lián)接時，= U12Z12I23= U23Z23I31= U31Z31線電流線電流I23I12=IL3I31I23=第第5章章 5.21. 根據(jù)已知條件設根據(jù)已知條件設 ，隨后推導出，隨后推導出 。這些。這些相電壓就是對應三相負載上的電壓。相電壓就是對應三相負載上的電壓。 0120lUU 2331UU，則依次按照下面的步驟進行計算：，則依次按照下面的步驟進行計算： 121212UI

13、Z 11231LIII12121212cosPU I31iiPP第第5章章 5.2對稱負載對稱負載三角形三角形聯(lián)接聯(lián)接L1L2L3Z23Z31Z12U23UABIL2IL1I23I12Z12 =Z23= Z31 =Z= Z 與與 是一組對稱三相電流；是一組對稱三相電流；、I23I12I31相電流相電流IL1與與 也是一組對稱三相電流。也是一組對稱三相電流。IL3、IL2線電流線電流IL2I23I12=IL1I12I31=IL3I31I23=第第5章章 5.2對稱負載對稱負載三角形三角形聯(lián)接時，電壓、聯(lián)接時，電壓、電流的相量圖電流的相量圖U12U12U3130o IL1I12I31I23I313

14、0oIL3I2330oIL2I12=3IL1I12-30 =3IL2I23-30 =3IL3I31-30 在大小關系上，線電流是相電流的在大小關系上，線電流是相電流的 倍，在相位上倍，在相位上,線線電流比相應的相電流滯后電流比相應的相電流滯后30 。 _30330lPII第第5章章 5.2，則依次按照下面的步驟進行計算：，則依次按照下面的步驟進行計算： 121212UIZ 2331II1233cosllPPU I0303 PLII0121303 IIL ZZZZ312312第第5章章 5.2L1L2L3IL2IL3I23I12I31RRRNIL1IL1例例: 三相對稱電源三相對稱電源 負載負載

15、 R=38 , UN=380V。接在。接在A與與N之間的單相負載之間的單相負載 Z1= 10 300, 試求各相電流和線電流試求各相電流和線電流, 并畫出相量圖并畫出相量圖 。 U12 =380 0o V , 三相電阻爐每相三相電阻爐每相第第5章章 5.21.有功功率：有功功率：P =P1+ P2+ P3 ,2.無功功率：無功功率：Q =Q1+ Q2+ Q3，Q1= U1PI1Psin 1 3.視在功率：視在功率：S = P2+Q2 = 3 Ul Il cos 2.無功功率：無功功率：Q = 3Q1= 3UP IPsin = 3 Ul Il sin 3.視在功率：視在功率：S = P2+Q2

16、= 3 Ul Il P1= U1PI1Pcos 1 Y: Ul = 3 UP ; Il =IP : Ul =UP ; Il = 3 IP1.有功功率：有功功率：P = 3P1= 3UP IP cos 式中的式中的 角仍為對應負載的幅角！角仍為對應負載的幅角！第第5章章 5.4例題：例題：已知線電流為已知線電流為220v的三相電源中接有兩組對稱性負載，的三相電源中接有兩組對稱性負載，R=10,Z為電感性負載，為電感性負載， 。求：總的線電流和總的有功功率。求：總的線電流和總的有功功率。RCR10ZIAYlIAlZAZRBIAl1. 確定電壓的確定電壓的相量關系式相量關系式,12,123,15,9

17、0l000ABBCCA000ABCU =220vU=220 0 v U=2200 v U=2200 v220220220U =0 v U =0 v U =v33306038Z2.確定電流的關系式確定電流的關系式因為負載都是對稱的三相負載，線電流與相電流的關系式容易確定因為負載都是對稱的三相負載，線電流與相電流的關系式容易確定lPYlYP0I =II3I-303.計算總的線電流計算總的線電流00223012.7303AAYlAYPAYPAYlAYPAI=IUI=IR0000000106033017.329012.73017.3290ABABA lABAlAYlA lUIAZIIAIII 4.計算

18、總的有功功率計算總的有功功率3cos3cos3220 12.73 380 17.32 0.5YlYlYYllPPPU IU I一、填空題一、填空題1. 三相對稱電動勢是指三相對稱電動勢是指 。2. 已知：已知： ，則，則 。 3. 某一對稱負載星形聯(lián)接的某一對稱負載星形聯(lián)接的 , 則由此可知則由此可知L1、L2間的線電壓間的線電壓 。 4. 某一對稱負載三角形聯(lián)接的某一對稱負載三角形聯(lián)接的 , 則由此可知則由此可知VW間的相電流間的相電流 。 5. 所謂負載對稱，是指各相所謂負載對稱，是指各相 。二、判斷題二、判斷題6. 電腦用的電源線插頭有三個插柱，它們是插在三相交流電電腦用的電源線插頭有三個插柱，它們是插在三相交流電源上的。源上的。 （ ）7. 三相四線制輸電的電路中，零線就是接地線。三相四線制輸電的電路中，零線就是接地線。 （ ）8. 三相交流電機有三根電源線，它是三相負載；電燈有兩根三相交流電機有三根電源線，它是三相負載；電燈有兩根電源線，所以它是兩相負載。電源線