電工電子技術(shù)第八講19教學(xué)課件

1、電工電子技術(shù) 第八講2005.3.19復(fù)習(xí)交流電路的計(jì)算三相交流電路例1： 電路如圖：已知 R=10 、IC=1A、1 =45（ u、i1 間的相位角）、=50Hz、電路處于諧振狀態(tài)。試計(jì)算 I、I1、U、L、C之值，并畫相量圖。解：(1) 利用相量圖求解相量圖如圖:由相量圖可知電路諧振，則：+-45.U.I1.IC.I又：例1：由相量圖可求得：解：例2：已知開關(guān)閉合后 u，i 同相。開關(guān)閉合前求:(1)開關(guān)閉合前后I2的值不變。RXLXC Suii1i21I.I2.I.U.+解：(2)用相量計(jì)算開關(guān)閉合后 u，i 同相，21III+由實(shí)部相等可得由虛部相等可得 V,0200 =U設(shè):A451

2、0 2-=IXRL，所以因?yàn)?522)4510/0220(/ 22=W-=IUZ A0=II所以=.RXLXC Suii1i2例3：求圖示電路中未知電壓表和電流表的讀數(shù)。電流表讀數(shù)是14.1A電壓表讀數(shù)是100Vi2V10AAA1V1100Vj1010uii1+u1C1L2II1U11014.1410100VIU141.4V.UL2例4：圖示電路中,已知:U=220 V,=50Hz,分析下列情況:(1) K打開時(shí), P=3872W、I=22A，求：I1、UR、UL(2) K閉合后發(fā)現(xiàn)P不變，但總電流減小，試說明 Z2是什么性質(zhì)的負(fù)載？并畫出此時(shí)的相量圖。解: (1) K打開時(shí):+U-I1I2I

3、S+.(2) 當(dāng)合K后P不變 I 減小, 說明Z2為純電容負(fù)載相量圖如圖示:方法2:+U-I1I2IS+.2IUI1I.返回2.4.1 三相交流電源 概述2.4 三相交流電源2.4.2 三相電路的計(jì)算概述 目前世界上電力系統(tǒng)的供電方式，絕大多數(shù)采用的是三相制。 所謂三相制，是由三個(gè)幅值相等、頻率相同、相位互差120的單相交流電源作為電源的供電體系，簡稱三相電源。由三相電源構(gòu)成的電路，稱為三相交流電路。翻頁返回2.4.1 三相交流電源1. 三相交流電源的產(chǎn)生三相交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造：定子、轉(zhuǎn)子。定子AXYBZCAYBZXC翻頁返回三個(gè)定子繞組完全相同，空間位置互差120 AYBZXC轉(zhuǎn)子繞組通直流，

4、并由機(jī)械力帶動(dòng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子SN+翻頁返回三相電源電動(dòng)勢Emt翻頁返回EA=Em0o.EB=Em-120O.EC=Em120O.翻頁Emt特征： 三相對稱電動(dòng)勢 -幅值相等、頻率相同、相位互差120。返回0相序： 三相電源每相電壓出現(xiàn)最大值(或最小值)的先后次序稱為相序。如A -B -C 稱為正相序。EA=Em0o.EB=Em-120O.EC=Em120O.120o120o120oEA.EB.EC.翻頁00=+=+CBACBAeeeEEE&返回中性線或零線端線或火線火線火線相電壓：火線與中性線間的電壓 線電壓：火線與火線間的電壓 。2.三相四線制電源ABNC翻頁中性點(diǎn)N：X、Y、Z 的公共點(diǎn)。

5、 Z+YuBuCuBCuABuCA+uAX返回相電壓相量表示式：線電壓與相電壓的關(guān)系：UA=Um0o.UB=Um-120O.UC=Um120O.UAB=UA.UB._UBC=UB.UC._UCA=UC.UA._翻頁ABNCZ+YuBuCuBCuABuCA+uAX返回線電壓與相電壓的關(guān)系：UAB=UA.UB._UBC=UB.UC._UCA=UC.UA._翻頁UAB= 3 UA.30oUBC= 3 UB.30oUCA= 3 UC.30o返回CAU.BCU.ABU.CU.BU.AU.ABU.AU.BU.線電壓與相電壓的關(guān)系：UAB= 3 UA.30oUBC= 3 UB.30oUCA= 3 UC.30

6、oUAB= 3 Up.30oUBC= 3 Up.30o 120o= 3 Up-90oUCA= 3 Up.30o 240o= 3 Up-210o返回翻頁CAU.BCU.ABU.CU.BU.AU.2.4.2 三相電路的計(jì)算三相負(fù)載（如三相交流電動(dòng)機(jī)、三相變壓器等）。三相電路的負(fù)載單相負(fù)載（如家用電器、實(shí)驗(yàn)儀器、電燈等）。 * 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生活用電多為三相四線制電源提供。負(fù)載接入電源的原則，應(yīng)視其額定電壓而定。翻頁返回如：額定電壓為220V的電燈，應(yīng)接在火線與中性線之間;額定電壓380V的三相電動(dòng)機(jī)，應(yīng)接在三根火線上。 通常三相負(fù)載的連接方式有兩種：星形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)。ABCN三相負(fù)載翻頁返回L單

7、相負(fù)載1.負(fù)載星形聯(lián)結(jié)相電流=線電流,上式為一般關(guān)系式，不論負(fù)載情況如何都成立。IA=UAZaIB=UBZbIC=UCZC相電流：Ia.Ib.Ic.，線電流：IA.,IB.,IC.IA.=Ia.,IB.=Ib.,IC.=Ic.IN.=IA.+IB.IC.+翻頁NZaZcZbN+-UA.UB.UC.Ib.Ia.Ic.IC.IB.IN.IA.返回（1）負(fù)載對稱特征：ZaZbZC=a =b= c 設(shè)各相電壓對稱，則各相電流將如何？翻頁IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.ZaZbZC=Z返回UA.UB.UC.感性負(fù)載CI.AI.BI.又 UA UBUC ZaZbZcZ I

8、A =IB =ICA= B = C 因此各相電流對稱，即：IN.=IA.+IB.IC=0.+ 既然中線電流為零，是否可以取消中線？翻頁UAIA=Za . .; UBIB=Zb . .UCIC=Zc . .IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.返回負(fù) 載三相三 線制 如果省去中線電流，則為三相三線制電路。IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.IA.ZaZcZbIB.IC.+Ua._+_+_Ub.Uc.返回翻頁求：各相電流?圖示三相電路, 每相負(fù)載為,電源電壓對稱，例題2.4.1翻頁IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.

9、Uc.W=8LXW= , 6R返回UA.UB.UC.感性負(fù)載CI.AI.BI.解：以A相為例翻頁IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.返回UA= 2200 V,.IA=6+j8220022 53.1UA.UB.UC.感性負(fù)載CI.AI.BI.UAB.根據(jù)對稱關(guān)系，可得 星形聯(lián)結(jié)有中線且負(fù)載對稱時(shí)，僅計(jì)算一相即可。小結(jié)翻頁IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.返回(2)負(fù)載不對稱 有中性線時(shí):負(fù)載的額定電壓等于電源的相電壓,相電壓仍然是對稱的。ZaZbZC= 若中性線斷開,雖然線電壓仍然是對稱的,但負(fù)載的相電壓不對稱。如何進(jìn)行計(jì)算與分析？翻

10、頁NZaZcZbN+-UA.UB.UC.Ib.Ia.Ic.IC.IB.IN.IA.返回ACBZaZcZbNN+-UA.+-UC.UB.-+UNN.+-+-Ua.Ub.Uc.1）可將電路變換：UA-Ua.UNN.-=O依據(jù)KVL列方程2）UA.Ua.UNN.-=UC-Uc.UNN.-=OUB-Ub.UNN.-=OUB.Ub.UNN.-=UC.Uc.UNN.-=翻頁-+UNN.+UA.-Ua.-+NNACBZaZcZb+UB.-+UC.-Uc.-+Ub.-+返回UNN.=UA.za+UB.zbUC.zcza1zb1+zc1+UB.Ub.UNN.-=UC.Uc.UNN.-=UA.Ua.UNN.-=翻

11、頁-+UNN.+UA.-Ua.-+NNACBZaZcZb+UB.-+UC.-Uc.-+Ub.-+返回1.負(fù)載不對稱且無中性線時(shí)，負(fù)載相電壓不對稱，有可能超過用電器的額定電壓，這是不允許的。2.中性線的作用，在于使星形聯(lián)結(jié)不對稱負(fù)載的相電壓保持對稱；為了保證負(fù)載相電壓對稱，中性線在運(yùn)行中不允許斷開（中性線不允許接保險(xiǎn)絲）。翻頁小結(jié)返回2.負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)相電流：負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)時(shí)：負(fù)載的相電壓等于電源的線電壓。Iab.=Uab.ZabIbc.=Ubc.ZbcIca.=Uca.Zca線電流：IA.IB.IC.,翻頁ACZabZbcZcaIbc.Ica.Uab.+-+-Ubc.Uca.IB.IC.IA.

12、Iab.B返回依KCL列方程：感性負(fù)載當(dāng)負(fù)載對稱時(shí)，分析線電流和相電流的關(guān)系：IB.=Iab.Ibc._IA.=Ica.Iab._IC.=Ibc.Ica._Iab.Ica.Ibc.-Ica.Iab3翻頁IA.ACZabZbcZcaIbc.Ica.Uab.+-+-Ubc.Uca.IB.IC.Iab.B返回IA.Uab.負(fù)載作 連結(jié)且對稱時(shí)，線電流和相電流的一般關(guān)系式： 記住上述公式Iab3Iab.Ica.Ibc.IC.IB.-Ica.IA.IA=3Iab-30oIB=3Ibc.-30oIC=3Ica.-30o翻頁IC.IB.返回IB.=Iab.Ibc._IA.=Ica.Iab._IC.=Ibc.

13、Ica._Uab.UbC.UCa. 3.三相電路的功率 一般關(guān)系式：有功功率翻頁對稱負(fù)載：IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.返回星形接法對稱負(fù)載：注意： 角仍然是相電壓與相電流間的相位差角！翻頁，IA.ZaZcZbIB.IC.IN.+Ua._+_+_Ub.Uc.返回三角形接法對稱負(fù)載：，翻頁ACZabZbcZcaIbc.Ica.Uab.+-+-Ubc.Uca.IB.IC.IA.Iab.B返回依照相同的方法可得三相對稱電路的無功 功率及視在功率：三相對稱負(fù)載有功功率一般表達(dá)式：無功功率：視在功率：翻頁注意： 角均是相電壓與相電流間的相位差角！返回已知：三相電路中求

14、： 1、星形負(fù)載線電流：求解思路：翻頁例2.4.2IA.IAB.ACBICA.IBC.返回VUoAB30380=P =10kW ，Dcosj D=1YYP =5kW ，cosj = 0.5（感性）Qj =60YYcosj =0.5（感性），翻頁ACBICA.IBC.IA.返回IIIAAYAD+=AtAi)30sin(23.26-=w2、三角形負(fù)載線電流：UA.I相D303060Uab.IA.對稱負(fù)載：（不論星形聯(lián)結(jié)還是三角形聯(lián)結(jié)）電壓對稱、 電流對稱，只需計(jì)算一相。 小結(jié)不對稱負(fù)載：每相分別計(jì)算。星形聯(lián)結(jié)三角形聯(lián)結(jié)電源對稱負(fù)載線電壓超前所對應(yīng)的相電壓30線電流滯后所對應(yīng)的相電流30，本節(jié)結(jié)束返回依照相同的方法可得三相對稱電路的無功 功率及視在功率：三相對稱負(fù)載有功功率一般表達(dá)式：無功功率