課件上屆第12章電路自動化科學與電氣工程學院

第12章相電本章重 1.三相電路的基本概2.對稱三相電路的分析3.不對稱三相電路的概念4.三相電路的功1第12第12章三相電路對稱三相電2. 對稱三相電路的計3. 不對稱三相電路的概2對稱三相電 對稱三相電壓如何產(chǎn)?？及時域波形AYAYoNZIwCoSBXuw三相同步發(fā)電機?意

波形3對稱三相電壓源表??uA =2UcoswuB =2Ucos(wt-120uC=2Ucos(wt+120

uA+ ++uB+ +C+C UA=U—UB=U—-UC=U—

特UA+UB+UC=uA+uB+uC=4特性相量UA=U—

+U +U =UB=U—-U

uA+uB+uC=UC=U—UCUUCUAUBUUB5對稱三相電源的相三相電源中各相電源經(jīng)過同?值的先后順正序(順序)：A—B—C— 負序(逆序)：A—C—B—

意義：對三相電動機，如果相序反了，就會反轉(zhuǎn)D D 正 反6三相電源的聯(lián)（1）星形聯(lián)接(Y聯(lián)接把三個繞組的末XY接在?起，把始端

三?形聯(lián)接(D聯(lián)接)三個繞組始末端順序相接引出

_UA 火線、端N_UB_UN_UB_UC+IAB中性點、零提供兩種電

IUAIUACUBIC提供更?電流7I?個名I_UA IUACIUACUBICN_UN_UB_UC+ 端線(火線)：始端A,B,C三端引出線中線（零線）：中性點N引出線，D接?中線三相三線制與三相四線制線電壓：端線與端線之間的電壓。UAB,UBC,UCA相電壓：每相電源的電壓。UA,UBUC8三相電壓源的星形聯(lián)UAN=U—

_UA+N+N_UB+_UC+BUBN

=U—-CUCN=U—CNUABUBC

UBN=U—0-U—-120=3UAN—UCN=U—-120-U—120=3UBN— UAN=U—120-U—0 —9UANUBUC三相電壓源的星形聯(lián)NUBUCUAN=U—U =U—-

UAB=UN— = —UCN=U—

UCA — 3等，相角差120°。3線電壓有效值是相電壓有效值線電壓的相位超前對應相電壓30° IL=IP

倍,UL=UP利用相量圖得到相電壓和線電壓之間的關系?

UU

?

?

?

?U UUUAB=UCA=

U—U——

三相電壓源的三角形聯(lián)IIIIIIIA IIBIUACIUACIUICII IIB B IA=IBA-IB=ICB-IBA

=3IBA—-=3ICB—-

載提供更大電流。IC=

-

=3IAC—-IAIIUAIBCIUBICIUAIBCIUBICUBIA=3IBA—-UBIB=3ICB—- IC=3IAC—- 線電壓等于對應相電壓ULUP3線電流有效值是相電流有效值3線電流的相位滯后對應相電流30

倍,

I利用相量圖得到線電流和相電流之間的關系IIIICIICIIA IIIUAIUACIUICI I I

BCB IA=3IBA—-IIB=3ICB—-

IC=3IAC—-注 D聯(lián)接電源需要始端末端要依次相連U正確接UA

A+UB

+UC=UUC UUB錯誤接UA?C?CIU總UBU

I=D聯(lián)接電源中不會產(chǎn)生環(huán)流UA+UBUC=2UI?D接電源中將會產(chǎn)生環(huán)流三相負載的聯(lián)IZI

A '

N' 對稱三相負

IIIABBIBCC = =IIIABBIBCC三相電YYY電 負Y△Y電 負△當組成三相電路的電源、負載阻抗和端線阻抗都稱時，稱對稱三相電對稱三相電路的計 Y–Y聯(lián)接(三相三線制UAAZLA'IAUBUAAZLA'IAUBBZUCCZZLCIBIZ

=U—-BC =U—BC +

+

+ + 1Z+ Z+ Z+ NN Z+ Z+ Z+ 1 3UZ+U

=Z+

(UA+UB+UC)= \UNN= 對稱三相電路的計 Y–Y聯(lián)接(三相四線制__+ZLA'ZIAN_+BZIBN'_+CZICIN( + +

+ =U +U +U + + +

+ + + (UA+UB+UCU

1+LAAN+LAAN_UB+_UC+ZIBZICIN

_UA

NN L+ ZN∵UA+UB+UC=\UNN=

負載中點與電源中點等電位IA

UZL+

UIBIZL+

UI IZL+I= +I

+I =UAAZLZIANUBBUAAZLZIANUBBZIBUCCZICZN== 對BN UCN

=IC一相計算電ALAALAA

中線阻抗不起作用UAAZLZIANUBBZIBN'UCCZICINUAAZLZIANUBBZIBN'UCCZICIN求負載相電流和相電壓解解3P =3P

=

=3UAN22003IA

ZL+Z

UAAZLA'UAAZLA'ZIA=0.2+j0.1+11+

220—=18—

IB=12.22—-171.5IC =12.22—68.5UAN￠

=(11+j14)12.22—-51.5=218—0.3BN￠UCN￠=218—120.3UZ3NUZ3NZ4UCZ￠ UA Z￠ U U

Z2'=Z ZUC Z

'=1解ZZZ￠ 解ZZZ￠

N￠N234Z234Z2

ZNN￠ NN￠ 思考：如何求各負載阻抗的電流UUaZ3UINBZ1bZ3Z4UIICZI1cZ4IIII解I解II

IZ2AIIII

Z4A

II

UAZ1￠IUAZ1￠IZ2￠IZ2UA

34NUBZ34NUBZ1Z3Z4￠UCZ3Z4Z2Z2Z2N2I

NN￠ NN￠ 對稱三相電路的一般計算方法將所有三相電源、負載都化為等值Y—Y連接各負載和電源中點，中線上若有阻抗可不計 一相電路中的電流為線電流根據(jù)D接、Y接時線量、相量之間的關系，求出由對稱性，得出其它兩相的電壓、電流不對稱三相電路的概 UAAZAIANUBBUAAZAIANUBBIBN'UCCZCICIN電 端線阻不接中線（K打開）的情況( +

+1

=U +U +U NN U +U +UCUNNU

= 1+1+

N ?UUUAAZAIANUBBIBN'UCCUAAZAIANUBBIBN'UCCICIN = AN =

NNUBN￠=

UNNUNN相量

UUNN U

UU中性點位

UAN負載中點與電源中點不重合的現(xiàn)象UAUAAZAIANUBBIBUCCICIN接中線（K閉合），且中線阻抗等于零的情況UN =I= + + ?I 中線的作用：使每?相電流互相獨立圖示電路中線電壓為N若RA＝RB＝RC，則UN￠U對稱電UBN￠=UB=220—-120若RA燒斷，則UN￠U非對稱電

_UA ++_UB+ARB _UCCRC =UBC·R=1U

3U—120+30190—-90

若RA燒短路，UCN￠=UBN￠=UAB=UAC=N超過燈泡的額定電壓燈泡可能燒壞計算短路電流

_UA ++_UB+ARB _UCCRCIU=BA IU

380—- R

IC

UCAR

380— I +I)=UA II II短路電流是正常時電流的3 IBAANUBBAANUBBRBN'UCCRC使每一相電流互相獨立結2為確保各相負載獨立工作，避免嚴重問題發(fā)生，采用三相四線制連接方式，增加中線。中線不裝，并且3要消除或減少中點的位移，盡量減少中線阻抗，三相電路的功 對稱三相電路功率的計對稱三相電路的平均功P=3UPIPcosP=ULI對稱三相電路的無功功Q=3UPIPsinQ=ULILsin對稱三相電路的瞬時功p=3UPIPcosf=

對稱三相負載的瞬時功設uA=2Ucoswt iA=2Icos(wt- pA=uAiA=2UIcoswtcos(wt-=UIsφ+cos(2wt- =u =UIcosf+UIcos[(2wt-240o)-B =u =UIcosf+UIcos[(2wt+240o)-Cp=pA+pB+pC=3UIcosIAIWB2IWIAIWB2IWC3三相四線制的功 測量——三表CPP=A+B+若對稱三相電路，則需一塊表，讀數(shù)乘以33A3B3C三相三線制的功率測量——二表對稱或非對稱均三相負三相負P=W1

I1B+W2I1BI cos(U I W2UBCIBcos(CIB

共有三種接法 量證明：設負載是Y型聯(lián)''p=uANiA ''

ZZB

iC=-A+iB) p=uAN A+uBN =uACiA+P=UACIAcosf1+UBCIB

相位由于△聯(lián)接負載可以變?yōu)閅型聯(lián)接，故結論仍成立注1.二表法用于三相三線制條件，且不論負載對稱與否2.兩塊表讀數(shù)的代數(shù)和為三相總功率，每塊表單3.按正確極性接線時，二表中可能有一個表的讀數(shù)4.兩表法測三相功率的接線方式有三種，注意功率 負載對稱情況下，有：PUIcos(f P=UIcos(f+ IZBWIZCI【例12-3已知：線電壓IZBWIZCI線電流為10A，功率表讀1求：(1)Z；(2)對稱三相電路 平均功率P；(3)總的無功功率QC解1=UCAIB解

cos

CAIB設UAB=380—0 設Z=Z— =10—-f \ =10—-f-30UCA

=380—120

IB=10—-f-30-120IZBWIZCI【例12-3已知：線電壓IZBWIZCI線電流為10A，功率表讀1 求：(1)Z；(2)對稱三相電路平均功率P；(3)總的無功功率Q。1=380·10·cos120 +f+30 +1201900=3800·cosf-90 f（舍）或f Z= ABIAB

380— 310—-303

=65.8—30IZBWIZCI【例12-3已知：線電壓IZBWIZCI線電流為10A，功率表讀1 求：(1)Z；(2)對稱三相電路平均功率P；(3)總的無功功率Q。

P=3ULILcos3 ·380·10cos303=5700Q=3ULILsin3 ·380·10sin303=3220var第

對稱三相電對稱三相電壓UA

uA=2UcoswuB=2Ucos(wt-120uC=2Ucos(wt+120UUUA UUCUB

=U—=U—-UB UC=U—三相電源的聯(lián)_UA

火線、端IAIN_UBN_UB_UC+B中性點、零提供兩種電

IUAIUACUBIC提供更大電流UANUBUC三相電壓源的星形聯(lián)NUBUCUAN=U—U =U—-

UAB=UN— = —UCN=U—

UCA — 3等，相角差120°。3線電壓有效值是相電壓有效值線電壓的相位超前對應相電壓30° IL=IP

倍,UL=UPIAIIUAIBCIUBIC4.IUAIBCIUBICUBIA=3IBA—-UBIB=3ICB—- IC=3IAC—- 120°。線電壓等于對應相電ULUP3線電流有效值是相電流有效值3

倍,

線電流的相位滯后對應相電流30對稱三相電路的計Y–Y聯(lián)接(三相三線制UAAZLUAAZLA'ZIAUBBZIBUCCZICUN =Y–Y聯(lián)接(三相四線制__UA+ZLA'ZIAN_UB+BZIBN'_UC+CZICINUAAZLUAAZLA'ZIA思考：如何求各負載阻抗的電流UUaZ3UINBZ1bZ3Z4UIICZI1cZ4IIII解I解II

IZ2AIIII

Z4A

II

UAZ1￠IUAZ1￠IZ2￠IZ2UA

34NUBZ34NUBZ1Z3Z4￠UCZ3Z4Z2Z2Z2N2I

NN￠ NN￠ 計算步驟畫出一相計算電路圖，并進行計算 電流不對稱三相電路的概 UA ZAU不接中線（K打開）的情況U ZB

AII IIU負載相電壓