計算機機械設(shè)計課件

三相交流電路及其應(yīng)用目錄1、三相對稱電源2、三相負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)3、三相負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)4、三相交流電流的功率及其測試三相正弦交流電路三相電路在生產(chǎn)上應(yīng)用最為廣泛。發(fā)電、輸配電和主要電力負(fù)載，一般都采用三相制。三相交流發(fā)電機是產(chǎn)生正弦交流電的主要設(shè)備。NSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNSNS三相交流發(fā)電機由三個對稱的繞組組成，在空間上彼此相差120，它們的始端記為A、B、C（U、V、W），末端記為X、Y、Z。三相電源三相對稱電動勢的表達式t0eAeBeCXAYCBZSN+?++??XAYCBZSN+??+?+XAYCBZSN+?++??XAYCBZSN+??+?+XAYCBZSN+?++??XAYCBZSN+??+?+XAYCBZSN+?++??XAYCBZSN+??+?+XAYCBZSN+?++??XAYCBZSN+?++??XAYCBZSN+?++??XAYCBZSN+??+?+XAYCBZSN+?++??A相B相C相三相對稱電動勢的相量表示法與前面瞬時值表示法和波形曲線表示法對應(yīng)三相對稱正弦交流電也可用相量表示法表示：三相電源的聯(lián)結(jié)（1）星形聯(lián)接發(fā)電機三相繞組通常將三個末端接在一起，該點成為中點或零點(N)。即星形(Y)接法。CeAeBeCuBuCuAuABuBCuCAABNANBC三個始端A、B、C引出三根端線，加上中點引出的總線，稱為三相四線制。相電壓：每相繞組兩端的電壓，即端線與中先線之間的電壓。其有效值為UA、UB、UC，一般用Up表示。線電壓：任意兩端線之間的電壓。其有效值為UAB、UBC、UCA，一般用Ul表示。線電壓與相電壓的關(guān)系30°由此，星形聯(lián)接的發(fā)電機或變壓器可以輸出兩種電壓，如：220V和380V。線電壓越前與相電壓相位30°。三相負(fù)載的聯(lián)結(jié)三相電路的分析方法與單相基本一致。⑴根據(jù)實際電路畫出電路模型圖；⑵選擇電壓或電流的參考方向；⑶根據(jù)基本定律和分析方法求解電路i～u的關(guān)系；⑷再進一步確定三相功率。三相電路的負(fù)載有兩種聯(lián)接方法——星形(Y)聯(lián)接和三角形()聯(lián)接ABCN右圖即是“電燈、電動機負(fù)載的星形聯(lián)接”。一、對稱負(fù)載星形聯(lián)接電路的計算所謂對稱負(fù)載應(yīng)滿足以下條件：和由于三相電壓也是對稱的，所以負(fù)載電流亦對稱負(fù)載電路的星形聯(lián)接|Z||Z||Z|iNiAiBiCuBuAuC在對星形聯(lián)接三相對稱電路進行計算時，一般只計算一相即可。負(fù)載電路的星形聯(lián)接一星形聯(lián)接的三相對稱負(fù)載電路，每相的電阻R=6Ω，感抗XL=8Ω。電源電壓對稱，設(shè)試求電流。|Z||Z||Z|iNiAiBiCuBuAuC解因負(fù)載對稱，故只計算一相電路。由題意，相電壓有效值UA=220V，其相位比線電壓滯后30°，即A相電流在A相，電流iA比電壓uA滯后角例所以，得根據(jù)對稱關(guān)系，其它兩相電流為負(fù)載電路的星形聯(lián)接相電壓相量可分別表示為相電流相量可分別表示為由幾何關(guān)系可求得中線電流為零，本題與無中線情況相同。對稱負(fù)載星形聯(lián)接分析步驟A相負(fù)載相電流（即線電流）→A相負(fù)載相電壓→有對稱關(guān)系求出B、C相電壓、電流負(fù)載電路的星形聯(lián)接關(guān)于負(fù)載不對稱的三相星形聯(lián)接

電路，應(yīng)按兩種情況分析計算。見下面例題分析。相電壓為Up=220V的對稱電源；各相負(fù)載為電燈組，在額定220V電壓下各相電阻分別為RA=5Ω,RB=10Ω,RC=20Ω。試求負(fù)載的相電壓、負(fù)載電流及中線電流。負(fù)載電路的星形聯(lián)接RARBRCiNiAiBiCuAuBuCACB雖然負(fù)載不對稱，因中線的存在，負(fù)載相電壓與電源的相電壓相等也是對稱的，有效值亦為220V。及例線電壓為380V的三相對稱電源，各相電阻分別為RA=5Ω,RB=10Ω,RC=20Ω，無中線。試求負(fù)載的相電壓、負(fù)載電流。RARBRCABCiAiBiCuaN'ubuc由線電壓數(shù)值可知相電壓應(yīng)為220V，設(shè)A相電壓則B、C相電壓分別為欲求各相電壓及電流，應(yīng)用節(jié)點電壓法先求負(fù)載中點電位即解借助相量圖，計算中點電位，分子三項表示為三個相量求和，從而得：進而各相電流為星形聯(lián)接負(fù)載對電源的要求：三相負(fù)載的相電壓必須對稱。若負(fù)載不對稱而又沒有中線時，負(fù)載的相電壓就不對稱。偏離電源相電壓的額定值，過高或過低的電源相電壓對負(fù)載是有危害的。2.中線的作用就在于使不對稱的星形聯(lián)接負(fù)載得到對稱的相電壓。為保證這種對稱性，就不能讓中線斷開。因此，三相電源的中線內(nèi)不接入熔斷器或閘刀開關(guān)。負(fù)載三角形聯(lián)接的三相電路如右圖：ABCiBiCuABuBCuCAiABiBCiCA|ZAB||ZBC||ZCA|iA每相負(fù)載的阻抗分別為|ZAB|、|ZBC|、|ZCA|。圖中各相負(fù)載都接在電源的線電壓上，負(fù)載的相電壓與電源的線電壓相等。不論負(fù)載是否對稱，其相電壓總是對稱的，即UAB=UBC=UCA=Ul=Up各相負(fù)載相電流的有效值分別為負(fù)載電路的三角形聯(lián)接負(fù)載的線電流可由KCL列式計算：如果負(fù)載對稱，則|ZAB|=|ZBC|=|ZCA|=|Z|和AB=BC=CA=。此時，負(fù)載電流也是對稱的。負(fù)載電路的三角形聯(lián)接對稱負(fù)載的線電流與相電流的關(guān)系由于負(fù)載對稱，可根據(jù)線電流與相電流的關(guān)系作出相量圖。顯然線電流也是對稱的，在相位上比相應(yīng)的相電流滯后30°根據(jù)相量圖，線電流的大小為I

l=2Ipcos30o=√ˉˉIp

3作為常見負(fù)載的電動機，其三相繞組可以接成星形，也可以接成三角形；而照明負(fù)載，一般都接成有中線的星形。負(fù)載電路的三角形聯(lián)接三相交流電路的功率及其測量不論負(fù)載是星形聯(lián)接還是三角形聯(lián)接，電路總的有功功率必定等于光相有功功率之和。

當(dāng)負(fù)載對稱時，各相的有功功率都是相等的。因此三相總功率為對于星形對稱負(fù)載對于三角形對稱負(fù)載三相對稱負(fù)載的有功功率無功功率和視在功率為例對稱負(fù)載聯(lián)成三角形，已知電源電壓Ul=220V,安培計讀數(shù)Il=17.3A,三相功率P=4.5kW。試求：每相負(fù)載的電阻和感抗；當(dāng)AB相斷開時，各安培計的讀數(shù)和總功率；當(dāng)A線斷開時，求各安培計的讀數(shù)和總功率。ABCiAiBiCAAAABC解：由題意，視在功率根據(jù)得負(fù)載相電流負(fù)載阻抗為