第3章三相交流電路概要

第3章三相交流電路概要第3章:三相交流電路3.1三相電源3.2三相負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)3.3三相負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)第三章三相交流電路基本要求3.4三相功率

圖1三相交流發(fā)電機(jī)示意圖3.1

三相電源1.三相電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生(尾端)+e1e2e3U2U1V1V2

W1W2(首端)++–––++__eeU1U2?

圖2三相繞組示意圖圖3電樞繞組及其電動(dòng)勢(shì)定子轉(zhuǎn)子U1V2V1W1NSU2-+W2???三相電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表示式相量表示鐵心（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(lì)磁的電磁鐵定子轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)對(duì)稱三相交流電波形圖u0Te1e2e3ωt大小相等，頻率相同，相位互差120o。對(duì)稱三相交流電的特征120°120°120°E2E1E3對(duì)稱三相電壓相量圖對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值之和為0三相交流電到達(dá)正最大值的順序稱為相序。最大值相等頻率相同相位互差120°稱為對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)三個(gè)正弦交流電動(dòng)勢(shì)滿足以下特征供電系統(tǒng)三相交流電的相序?yàn)?

2

3三相四線制:L1L2L3加N

三相三線制:L1L2L3無N

相電壓:U1、U2、U3線電壓:U12、U23、U31第三章三相交流電路+U1_·_U2+·_U3+·+U12_·+U23_·_U31+·+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N···可提供兩種電壓:2.三相電源的星形聯(lián)結(jié)(1)聯(lián)接方式根據(jù)KVL定律:U12=U1-U2···=U1+(-U2)··U31=U3-U1···U23=U2-U3···相量圖第三章三相交流電路+U1_·_U2+·_U3+·+U12_·+U23_·_U31+·+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N···U1·U2·U3·U31·300U12··-U2U23·(2)相電壓與線電壓的關(guān)系由相量圖可得1.相電壓對(duì)稱:

Up=U1=U2=U3

線電壓也對(duì)稱:

UL=U12=U23=U31結(jié)論:2.U12=√3U1(大小關(guān)系)U12超前U1300(相位關(guān)系)推出一般結(jié)論:

UL=√3UpUL超前于與之對(duì)應(yīng)的Up300第三章三相交流電路U1·U2·U3·U31·300U12··-U2U23···IL1=I1··IL2=I2··IL3=I3根據(jù)KCL:⑴相電流和線電流都是對(duì)稱的⑵Ip=Il

并且相位相同第三章三相交流電路+U1_·_U2+·_U3+·+U12_·+U23_·_U31+·+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N···IL3·IL2·IL1·IN·I2·I1·I3·(3)相電流與線電流的關(guān)系分析與思考:U2=220V-1200·U12=380V300·答：3.1星形聯(lián)結(jié)的對(duì)稱三相電源,若相電壓u1=220√2sinωtV，則U2和U12是多少？··第三章三相交流電路3.2已知星形聯(lián)結(jié)的三相電源u23=220sin(ωt-900)V，相序?yàn)?23。試寫出u12、u31、u1、u2、u3的表達(dá)式。注意:這種接法只有三相三線制L1L2L3132+U12=U1_··+U23=U2_··_

U12=U1+··IL1·IL2·IL3·I1·I2·I3·第三章三相交流電路3.三相電源的三角形聯(lián)結(jié)(1)聯(lián)接方式（2）相電壓與線電壓的關(guān)系······根據(jù)KVL定律:U12=U1U23=U2U31=U3結(jié)論:相電壓對(duì)稱和線電壓都對(duì)稱.Up=UL且相位相同L1L2L3132+U12=U1_··+U23=U2_··_U31=U3+··∵∑E=0·∴無環(huán)流第三章三相交流電路（3）相電流與線電流的關(guān)系:根據(jù)KCL定律:IL1=I1-I3···IL3=I3-I2···IL2=I2-I1···I1·I2·IL2·IL1··-I3I3·IL3·相量圖:_U31=U3+··L1L2L3132+U12=U1_··+U23=U2_··IL1·IL2·IL3·I1·I2·I3·第三章三相交流電路=I1+(-I3)··結(jié)論:

IL=√3IPIL滯后于與之對(duì)應(yīng)的IP300相電流和線電流對(duì)稱注意:⑴一般所說的三相電源電壓、電流是指線電壓、線電流.⑵電源內(nèi)部無環(huán)流.∵∑U=0·第三章三相交流電路I12·I23·I2·I1··-I31I31·I3·相量圖:三相負(fù)載分為兩種:1.對(duì)稱負(fù)載:2.不對(duì)稱負(fù)載:三相負(fù)載的連接方式有兩種:1.星形連接:2.三角形連接:第三章三相交流電路3.2

三相負(fù)載···+U12_+U23__U31+Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_·_+·U2+_·U3·I1·I3I2·IL1·IN·IL2·IL3·三相負(fù)載為三相四線制時(shí)星形連接一.三相負(fù)載的星形聯(lián)結(jié):第三章三相交流電路負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路線電流：流過端線的電流相電流：流過每相負(fù)載的電流結(jié)論：負(fù)載Y聯(lián)結(jié)時(shí)，線電流等于相電流。Y:三相三線制Y0：三相四線制+Z2Z3Z1N'N++–––N電源中性點(diǎn)N′負(fù)載中性點(diǎn)1)負(fù)載端的線電壓＝電源線電壓2)負(fù)載的相電壓＝電源相電壓3)線電流＝相電流Y

聯(lián)結(jié)時(shí)：4)中線電流負(fù)載Y聯(lián)結(jié)帶中性線時(shí),可將各相分別看作單相電路計(jì)算+Z2Z3Z1N'N++–––1.線電壓與相電壓的關(guān)系U12=U1-U2···U31=U3-U1···U23=U2-U3···根據(jù)KVL定律:若電源電壓對(duì)稱,負(fù)載的線電壓和相電壓是對(duì)稱的第三章三相交流電路···+U12_+U23__U31+Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_·_+·U2+_·U3·I1·I3I2·IL1·IN·IL2·IL3·當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí):Z1=Z2=Z3三相對(duì)稱電源+三相對(duì)稱負(fù)載=三相對(duì)稱電路結(jié)論:負(fù)載的線電壓和相電壓都對(duì)稱

Ul=√3UpUl超前于與之對(duì)應(yīng)的Up300相量圖:第三章三相交流電路U1·U2·U3·U31·300U12··-U2U23·U12=U1-U2···=U1+(-U2)··2.相電流與線電流的關(guān)系U3·=Z3U2·=Z2U1·=Z1得出:··IL1=I1··IL2=I2··IL3=I3IN=I1+I2+I3····第三章三相交流電路···+U12_+U23__U31+Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_·_+·U2+_·U3·I1·I3I2·IL1·IN·IL2·IL3·結(jié)論:

若負(fù)載對(duì)稱,相電流和線電流就對(duì)稱·∴Ip=IL·Ip=IL相位相同討論:一般中線可不要必需有中線1.負(fù)載對(duì)稱時(shí),=0IN=I1+I2+I3····2.負(fù)載不對(duì)稱時(shí),≠0IN=I1+I2+I3····第三章三相交流電路L1NL3L2~380V50Ω100Ω100Ω中線的作用:在負(fù)載不對(duì)稱時(shí),保持相電壓對(duì)稱.?Z1=Z2=Z3

=100Ω?Z1=50ΩZ2=Z3

=100Ω例：

第三章三相交流電路例1：N+++–––NRARBRCACB若RA=RB=RC=5，求線電流及中性線電若RA=5,RB=10,RC=20,求線電流及

一星形聯(lián)結(jié)的三相電路，電源電壓對(duì)稱。設(shè)電源線電壓。負(fù)載為電燈組，流IN;中性線電流IN。中性線電流解：已知：N+++–––NRARBRCACB(1)線電流

三相對(duì)稱(2)三相負(fù)載不對(duì)稱（RA=5、RB=10、RC=20）

分別計(jì)算各線電流中性線電流二、三相負(fù)載的三角形聯(lián)結(jié)這種連接方法只能是三相三線制第三章三相交流電路Z1Z3Z2L1L2L3·IL1IL2IL3I1I2I3·····+U1_U12=+

U2_U23=_U3+=U31······1.相電壓與線電壓的關(guān)系結(jié)論：⑴相電壓對(duì)稱、線電壓也對(duì)稱.⑵Up=UL··U12=U1····U23=U2··U31=U3得出：第三章三相交流電路Z1Z3Z2L1L2L3·IL1IL2IL3I1I2I3·····+U1_U12=+

U2_U23=_U3+=U31······2.相電流與線電流的關(guān)系:根據(jù)KCL定律:I3=I31-I23···I2=I23-I11···I1=I12-I31···第三章三相交流電路Z1Z3Z2L1L2L3·I1I2I3I12I23I31·····I12·I23·I2··-I31I31·I3·相量圖:I1·=I12+(-I31)··相電流：⑴若負(fù)載對(duì)稱相電流和線電流對(duì)稱⑵若負(fù)載不對(duì)稱,由于電源電壓對(duì)稱,故負(fù)載的相電壓對(duì)稱,但相電流和線電流不對(duì)稱.結(jié)論：IL滯后于與之對(duì)應(yīng)的IP300

IL=√3IP第三章三相交流電路I1·I2·IL2··-I3I3·IL3·相量圖:IL1·⑴三相負(fù)載采取那種聯(lián)結(jié)方式取決于電源電壓和負(fù)載的額定電壓,原則上應(yīng)使負(fù)載的實(shí)際工作相電壓等于額定相電壓。如:某三相異步電動(dòng)機(jī),三相繞組的額定電壓是220V,若電源電壓分別為380V和220V,應(yīng)采取那種聯(lián)結(jié)方式?

答:電源380V:Y接電源220V:△接說明：⑵若為單相多臺(tái)負(fù)載，應(yīng)盡量均勻地分布在三相上。第三章三相交流電路第三章三相交流電路有功功率無功功率視在功率說明任意負(fù)載P=P1+P2+P3Q=Q1+Q2+Q3S=S1+S2+S3對(duì)稱負(fù)載P=3P1=3UPIPcosφ=√3UlIlcosφQ=3Q1=3UPIPsinφ=√3UlIlsinφS=3S1=3UPIP=√3UlIl相值線值3.3

三相電路的功率

例1:有一個(gè)三相