三相交流電路新課

1、第二節(jié) 負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)第一節(jié) 三相電源第四章 三相交流電路第三節(jié) 負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)第四節(jié) 三相負(fù)載的功率第一頁，共五十七頁。第一節(jié) 三相電源第二頁，共五十七頁。第一節(jié) 三相電源現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的供電方式幾乎全部采用三相正弦交流電。原因：三相輸電比單相輸電節(jié)省導(dǎo)線材料三相交流電機(jī)比單相交流電機(jī)性能好、經(jīng)濟(jì)效益高。三相交流電一般由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生，通過三相輸電線路，傳輸?shù)饺嘭?fù)載或單相負(fù)載上使用。3第三頁，共五十七頁。第一節(jié) 三相電源定子轉(zhuǎn)子（一）三相交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)鐵心（作為導(dǎo)磁路經(jīng)）三相繞組匝數(shù)相同空間排列互差120直流勵磁的電磁鐵一、三相電動勢W2U1U2V2SNW1-+V1轉(zhuǎn)子定子三相交流發(fā)

2、電機(jī)示意圖電磁感應(yīng)繞組4第四頁，共五十七頁。第一節(jié) 三相電源（二）工作原理 轉(zhuǎn)子磁極勻速旋轉(zhuǎn)，在各繞組中產(chǎn)生正弦感應(yīng)電動勢，這些感應(yīng)電動勢的幅值、頻率相等，相位相差1200，相當(dāng)于3個獨(dú)立的交流電壓源。(尾端)eUU2U1V1V2W1W2(首端) 三相繞組示意圖+eVeW三相交流發(fā)電機(jī)示意圖W2U1U2V2SNW1-+V1轉(zhuǎn)子定子繞組5第五頁，共五十七頁。第一節(jié) 三相電源（四）相量圖（三）波形圖相量表示三相電動勢瞬時表示式Em0eUeVeW2120240360OEVEU.120120EW.6第六頁，共五十七頁。第一節(jié) 三相電源對稱三相電動勢的瞬時值之和為 0相序三相交流電到達(dá)正最大值的順序。幅

3、值相等頻率相同相位互差120對稱三相電動勢（五）三個正弦交流電動勢滿足特征供電系統(tǒng)三相交流電的相序為 U V W。EVEU.120120EW.7第七頁，共五十七頁。（一）聯(lián)結(jié)方式中性線(零線、地線)端線(相線、火線)在低壓系統(tǒng)，中性點(diǎn)通常接地，也稱地線UWVeU+eW+eV+N星形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)發(fā)電機(jī)三相繞組端線的聯(lián)結(jié)方式中性點(diǎn)N三相四線制電源 380/220伏二、三相四線制供電系統(tǒng)第一節(jié) 三相電源8第八頁，共五十七頁。1第一節(jié) 三相電源相電壓：端線與中性線間（發(fā)電機(jī)每相繞組）的電壓。線電壓：端線與端線間的電壓。有效值Up+有效值UL+中性線(零線、地線)中性點(diǎn)端線(相線、火線)NNVWUeU

4、+eW+eV+輸出兩種電壓：9第九頁，共五十七頁。第一節(jié) 三相電源（二) 線電壓與相電壓的關(guān)系根據(jù)KVL定律由相量圖可得相量圖 30相電壓線電壓線電壓+NNVWUeU+eW+eV+10第十頁，共五十七頁。第一節(jié) 三相電源實際中: 相電壓 UP=220伏, 線電壓 UL= UP=380伏三相線電壓也是對稱的。線電壓 UL= UP ，且超前相應(yīng)的相電壓30011第十一頁，共五十七頁。2、三角形連接 定義： 將三相電源各相的始端和末端依次相連，再由A、B、C引出三根端線與負(fù)載相連。 下圖所示為三相電源的三角形連接。第一節(jié) 三相電源12第十二頁，共五十七頁。 三相電源作三角形聯(lián)接時，其線電壓和相電壓相

5、等。 UL=UP 發(fā)電機(jī)繞組很少用三角形接法，但作為三相電源用的三相變壓器繞組，星形和三角形兩種接法都會用到。第一節(jié) 三相電源13第十三頁，共五十七頁。第二節(jié) 負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)第十四頁，共五十七頁。第二節(jié) 負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)三相負(fù)載不對稱三相負(fù)載： 不滿足 ZU =ZV = ZW (將單相負(fù)載接到三相電源的三個相上)對稱三相負(fù)載：ZU=ZV= ZW (三相電動機(jī))概述單相負(fù)載：只需一相電源供電 (照明負(fù)載、家用電器)負(fù)載三相負(fù)載：需三相電源同時供電 (三相電動機(jī)等)2.負(fù)載的聯(lián)結(jié) 星形（ Y ）聯(lián)結(jié) 星形（ ）聯(lián)結(jié)1.負(fù)載分類15第十五頁，共五十七頁。第二節(jié) 負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)星形（Y）聯(lián)結(jié)即把大量單相

6、負(fù)載分成3組，分別接電源L1N、L2N和L3N之間，稱為U、V、W三相負(fù)載，組成不對稱的三相負(fù)載。有中性線不接中性線16第十六頁，共五十七頁。第二節(jié) 負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相四線制電路+負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的聯(lián)結(jié)形式（三相不對稱負(fù)載）N負(fù)載中性點(diǎn)N電源中性點(diǎn)NUVWZVZWZUNuwv三相負(fù)載的負(fù)阻抗17第十七頁，共五十七頁。 （一）每相負(fù)載電壓等于電源相電壓+一、電壓、電流的基本關(guān)系+若不計中性線及各相線的阻抗NUVWZVZWZUNuwv第二節(jié) 負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)18第十八頁，共五十七頁。第二節(jié) 負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)線電流IL：流過端線的電流相電流IP ：流過每相負(fù)載的電流（二）相電流等于相應(yīng)的線電流

7、+NUVWZVZWZUNuwv相電流線電流19第十九頁，共五十七頁。第二節(jié) 負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)（三） 各相電流可分成三個單相電路分別計算即+NUVWZVZWZUNuwv20第二十頁，共五十七頁。第二節(jié) 負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)中線電流（三相負(fù)載不對稱）：（四）中性線電流等于三相電流之和+NUVWZVZWZUNuwv中性線電流21第二十一頁，共五十七頁。第二節(jié) 負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)若三相負(fù)載對稱所以負(fù)載對稱時，三相電流也對稱。則有 負(fù)載對稱時，只需計算出任一相電流，其它兩相電流可根據(jù)對稱性直接寫出二、三相負(fù)載對稱的情況22第二十二頁，共五十七頁。第二節(jié) 負(fù)載的星形聯(lián)結(jié) 負(fù)載對稱時：中性線無電流,可省掉中性線，成為三

8、相三線制系統(tǒng) 23第二十三頁，共五十七頁。第二節(jié) 負(fù)載的星形聯(lián)結(jié) 負(fù)載不對稱時：中性線有電流,中性線不能除，否則負(fù)載上三相電壓不對稱，不能正常工作 三、三相負(fù)載不對稱的情況不對稱電路實例照明電路若有中性線中線電流：24第二十四頁，共五十七頁。第二節(jié) 負(fù)載的星形聯(lián)結(jié) 若U相負(fù)載短路或斷路:則U相燈泡熄滅，而V、W兩相燈泡仍承受相電壓220V，工作正常。 在三相四線制中，一相發(fā)生故障，不影響其它兩相工作圖(a)，線電壓為380V，燈泡承受相電壓220V。若有中性線25第二十五頁，共五十七頁。第二節(jié) 負(fù)載的星形聯(lián)結(jié) U相斷路時圖(c) ：U、V兩相負(fù)載串聯(lián)后承受380V電壓，由于U、V兩相負(fù)載一般不

9、相等，所承受電壓也不相等，可能低于額定電壓，燈泡不能正常發(fā)光，也可能高于額定電壓，燈泡燒毀。U相負(fù)載短路時圖(b) ：V、W兩相將承受380V電壓，如會使V、W兩相燈泡全部燒毀。若無中性線26第二十六頁，共五十七頁。第二節(jié) 負(fù)載的星形聯(lián)結(jié) 在三相四線制中，在無中性線的情況下，一相發(fā)生故障，就要影響其它兩相的正常工作 為了保證負(fù)載的相電壓對稱，中性線上不準(zhǔn)接熔斷器和開關(guān)，而且中性線要具有足夠機(jī)械強(qiáng)度。27第二十七頁，共五十七頁。第二節(jié) 負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)【例4-2-1】 三相四線制電路如下圖所示，已知每相負(fù)載阻抗Z=（6+8j），外加線電壓Ul=380V，試求負(fù)載的相電壓和相電流。+ZZZN28第二

10、十八頁，共五十七頁。第二節(jié) 負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)解: 三相負(fù)載對稱: ZU=ZV=ZW=Z =（6+8j）相位差角：故可歸結(jié)到一相計算相電壓：相電流：29第二十九頁，共五十七頁。第二節(jié) 負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)若選 為參考相量，則:53.153.153.130第三十頁，共五十七頁。實驗?zāi)康模翰粚ΨQ三相電路中線的作用。建立電路：1. 電源、不對稱負(fù)載采用Y形接 實驗步驟：1.中線上開關(guān)閉合，看各相上的 開關(guān)狀態(tài)對負(fù)載工作狀態(tài)的影響。 2.中線上開關(guān)斷開，重復(fù)步驟1。EDA實驗實驗六 三相電路 鏈接EDA62. 每一相和中線上都有開關(guān)來控制通、斷狀態(tài)。法。31第三十一頁，共五十七頁。三相電路EDA實驗32第三十二

11、頁，共五十七頁。結(jié) 論:在負(fù)載不對稱的情況下，中線的作用就在于使不對稱負(fù)載的相電壓對稱。實驗數(shù)據(jù)：EDA實驗中線開關(guān)K閉合，開關(guān)A、B、C閉合（1）F閉合，即A相短路，不影響 B相、C相的工作。（2）任何一相斷開，也不影響其他相的工作。中線開關(guān)K斷開，開關(guān)A、B、C閉合不對稱負(fù)載的工作不正常， B相、C相被燒斷。33第三十三頁，共五十七頁。第三節(jié) 負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)第三十四頁，共五十七頁。三角形聯(lián)結(jié)：如單相負(fù)載的額定電壓等于三相電源電壓，就必須把這類負(fù)載接于兩根之間，即分別接于電源L1L2、L2L3、L3L1之間。第三節(jié) 負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)35第三十五頁，共五十七頁。第三節(jié) 負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)ZUV

12、ZVWZWUUVW負(fù)載的相電壓：每相負(fù)載兩端的電壓。負(fù)載端的線電壓：負(fù)載一側(cè)端線之間的電壓。+負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的聯(lián)結(jié)形式+三相三線制電源36第三十六頁，共五十七頁。第三節(jié) 負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)ZUVZVWZWUUVW+相電流和線電流的關(guān)系?相電流: 流過每相負(fù)載的電流 、 、線電流: 流過端線的電流 、 、負(fù)載的相電壓和線電壓的關(guān)系?37第三十七頁，共五十七頁。第三節(jié) 負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié) UP = UL有效值關(guān)系為VWWU （一）每相負(fù)載承受電源線電壓即一、電壓、電流的基本關(guān)系38第三十八頁，共五十七頁。第三節(jié) 負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)VWUVWUVWWU（二） 各相電流可分成三個單相電路分別計算39第三十九

13、頁，共五十七頁。第三節(jié) 負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)40第四十頁，共五十七頁。第三節(jié) 負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)負(fù)載對稱時, 相電流對稱，即VWUVWUIUV=IVW=IWU=IPVWWU二、三相負(fù)載對稱的情況41第四十一頁，共五十七頁。負(fù)載對稱時由相量圖可求得：30VW線電流比相應(yīng)的相電流滯后30第三節(jié) 負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)VWWUVWUVWU（三）各線電流由兩個相鄰的相電流決定42第四十二頁，共五十七頁。第三節(jié) 負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié) 負(fù)載不對稱時, 相電流不對稱，各相電流可分別計算。VWUVWUVWWU三、三相負(fù)載不對稱的情況 作三角形聯(lián)結(jié)時，相電壓對稱。若一相斷開，并不影響其他兩相工作43第四十三頁，共五十七頁?！纠?/p>

14、4-3-1】 三相三線制電路如下圖所示，已知每相負(fù)載復(fù)阻抗Z=（6+8j），外加線電壓UL=380V，試求工作時負(fù)載的相電流和相電流。第三節(jié) 負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)ZUVZVWZWUUVW+44第四十四頁，共五十七頁。解: 三相負(fù)載對稱: ZU=ZV=ZW=Z =（6+8j）相位差角：故可歸結(jié)到一相計算所以，線電流：相電流：第三節(jié) 負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)45第四十五頁，共五十七頁。第四節(jié) 三相負(fù)載的功率第四十六頁，共五十七頁。第四節(jié) 三相負(fù)載的功率 無論負(fù)載為 Y 或聯(lián)結(jié)，三相電路的總有功功率均等于三相有功功率之和。三相功率的基本關(guān)系與負(fù)載聯(lián)結(jié)方式無關(guān)。47第四十七頁，共五十七頁。一、三相功率的基本關(guān)系

15、分別為所在相的相電壓與相電流間的相位差。等于三相有功功率之和1. 有功功率第四節(jié) 三相負(fù)載的功率48第四十八頁，共五十七頁。等于三相無功功率之和2. 無功功率3. 視在功率不等于三相視在功率之和 分別為所在相的相電壓與相電流間的相位差。第四節(jié) 三相負(fù)載的功率49第四十九頁，共五十七頁。二、三相對稱負(fù)載功率 負(fù)載對稱電路時，各相的相電流、相電壓及其相位差都相等，則相電壓與相電流的相位差第四節(jié) 三相負(fù)載的功率50第五十頁，共五十七頁。所以星形接法時： 由于線電壓和線電流的測量比較方便，功率常用線電壓和線電流表示。第四節(jié) 三相負(fù)載的功率51第五十一頁，共五十七頁?！纠?-4-1】 三相負(fù)載Z=（6+

16、8j），接于380V線電壓上，試求分別用星形接法和三角形接法時三相電路的總功率。解: 每相負(fù)載阻抗:星形接法：三角形接法：第四節(jié) 三相負(fù)載的功率52第五十二頁，共五十七頁。小結(jié)第四章三相交流電路第五十三頁，共五十七頁。一、知識結(jié)構(gòu)圖定義：三相電動勢，相線，相電壓，線電壓，相序，相量圖Y形聯(lián)結(jié)形聯(lián)結(jié)電源三相交流電路負(fù)載Y形聯(lián)結(jié)、形聯(lián)結(jié)四線制對稱不對稱三線制對稱不對稱對稱不對稱功率有功功率對稱不對稱無功功率視在功率對稱不對稱對稱不對稱54第五十四頁，共五十七頁。（一）三相電源1.電動勢的特點(diǎn)：三相對稱，即幅值相同，頻率相同，相位相差1200。相當(dāng)于3個獨(dú)立的交流電壓源。2.相電壓：是指在三相四線制供電系統(tǒng)中，相線與中性線之間的電壓。在我國低壓供電系統(tǒng)中通常相電壓為220V。3.線電壓：是指在三相四線制供電系統(tǒng)中，相線與相線之間的電壓。在我國低壓供電系統(tǒng)中通常線電壓為380V。線電壓是相電壓的倍，在相位上超前相應(yīng)的相電壓300。二、需掌握的知識要點(diǎn)55第五十五頁，共五十七頁。（二）三相負(fù)載的接法兩種接法：星形聯(lián)結(jié)、三角形聯(lián)結(jié)。選擇哪種要視負(fù)載的額定電壓與電源電壓決定。1.星形聯(lián)結(jié)（1）三相對稱負(fù)載時：中性線