東華大學(xué)電路分析三相電路演示文稿

東華大學(xué)電路分析三相電路演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)優(yōu)選東華大學(xué)電路分析三相電路當(dāng)前第2頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)

研究三相電路要注意其特殊性，即：

（1）特殊的電源

（2）特殊的負(fù)載

（3）特殊的連接

（4）特殊的求解方式當(dāng)前第3頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)1.對(duì)稱(chēng)三相電源的產(chǎn)生通常由三相同步發(fā)電機(jī)產(chǎn)生，三相繞組在空間互差120°，當(dāng)轉(zhuǎn)子以均勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，從而形成對(duì)稱(chēng)三相電源。NSooIwAZBXCY三相同步發(fā)電機(jī)示意圖12.1三相電路當(dāng)前第4頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)（1）瞬時(shí)值表達(dá)式A+–XuAB+–YuBC+–ZuC（2）波形圖A、B、C三端稱(chēng)為始端，X、Y、Z三端稱(chēng)為末端。t

uAuBuuCO當(dāng)前第5頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)（3）相量表示120°120°120°（4）對(duì)稱(chēng)三相電源的特點(diǎn)當(dāng)前第6頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)正序(順序)：A—B—C—A負(fù)序(逆序)：A—C—B—AABC相序的實(shí)際意義：對(duì)三相電動(dòng)機(jī)，如果相序反了，就會(huì)反轉(zhuǎn)。以后如果不加說(shuō)明，一般都認(rèn)為是正相序。DABC123DACB123正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)（5）對(duì)稱(chēng)三相電源的相序ABC三相電源中各相電源經(jīng)過(guò)同一值(如最大值)的先后順序當(dāng)前第7頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)2.三相電源的聯(lián)接把三個(gè)繞組的末端X,Y,Z

接在一起，把始端A,B,C

引出來(lái)+–ANX+–BY+–CZX,Y,Z接在一起的點(diǎn)稱(chēng)為Y聯(lián)接對(duì)稱(chēng)三相電源的中性點(diǎn)，用N表示。（1）星形聯(lián)接(Y聯(lián)接)A+–X+–+–BCYZABCN當(dāng)前第8頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)（2）三角形聯(lián)接(聯(lián)接)+–AXBYCZ+–+–A+–X+–+–BCYZABC三角形聯(lián)接的對(duì)稱(chēng)三相電源沒(méi)有中點(diǎn)。三個(gè)繞組始末端順序相接。當(dāng)前第9頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)名詞介紹：(1)端線(火線)：始端A,B,C

三端引出線。(2)中線：中性點(diǎn)N引出線，接無(wú)中線。(3)三相三線制與三相四線制。(5)相電壓：每相電源的電壓。(4)線電壓：端線與端線之間的電壓。A+–X+–+–BCYZABCA+–X+–+–BCYZABCN當(dāng)前第10頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)3.三相負(fù)載及其聯(lián)接

三相電路的負(fù)載由三部分組成，其中每一部分叫做一相負(fù)載，三相負(fù)載也有星型和三角形二種聯(lián)接方式。A'B'C'N'ZAZCZBA'B'C'ZBCZCAZAB星形聯(lián)接三角形聯(lián)接稱(chēng)三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載當(dāng)前第11頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)負(fù)載的相電壓：每相負(fù)載上的電壓。線電流：流過(guò)端線的電流。相電流：流過(guò)每相負(fù)載的電流。A'B'C'N'ZAZCZBA'B'C'ZBCZCAZAB負(fù)載的線電壓：負(fù)載端線間的電壓。當(dāng)前第12頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)4.三相電路

三相電路就是由對(duì)稱(chēng)三相電源和三相負(fù)載聯(lián)接起來(lái)所組成的系統(tǒng)。工程上根據(jù)實(shí)際需要可以組成：電源YY△負(fù)載電源△Y△負(fù)載當(dāng)組成三相電路的電源和負(fù)載都對(duì)稱(chēng)時(shí)，稱(chēng)對(duì)稱(chēng)三相電路當(dāng)前第13頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)+–AN+–B+–CZZZN’三相四線制+–+–+–ABCZZZY△YY三相三線制當(dāng)前第14頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)1.Y聯(lián)接12.2對(duì)稱(chēng)三相電源線電壓（電流）與相電壓（電流）的關(guān)系A(chǔ)+–X+–+–BCYZABCN當(dāng)前第15頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)利用相量圖得到相電壓和線電壓之間的關(guān)系：線電壓對(duì)稱(chēng)(大小相等，相位互差120o)一般表示為：30o30o30o當(dāng)前第16頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)對(duì)Y接法的對(duì)稱(chēng)三相電源

所謂的“對(duì)應(yīng)”：對(duì)應(yīng)相電壓用線電壓的第一個(gè)下標(biāo)字母標(biāo)出。(1)

相電壓對(duì)稱(chēng)，則線電壓也對(duì)稱(chēng)。(3)線電壓相位領(lǐng)先對(duì)應(yīng)相電壓30o。結(jié)論當(dāng)前第17頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)2.聯(lián)接即線電壓等于對(duì)應(yīng)的相電壓。A+–X+–+–BCYZABC

以上關(guān)于線電壓和相電壓的關(guān)系也適用于對(duì)稱(chēng)星型負(fù)載和三角型負(fù)載。當(dāng)前第18頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)關(guān)于聯(lián)接電源需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)：始端末端要依次相連。正確接法錯(cuò)誤接法I=0,聯(lián)接電源中不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。注意I0,接電源中將會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。當(dāng)前第19頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)3.相電流和線電流的關(guān)系A(chǔ)+–+–+–BCABCNA'B'C'N'ZZZ星型聯(lián)接時(shí)，線電流等于相電流。結(jié)論當(dāng)前第20頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)A'B'C'ZZZA'B'C'Z/3Z/3Z/3N’結(jié)論(2)線電流相位滯后對(duì)應(yīng)相電流30o?！髀?lián)接的對(duì)稱(chēng)電路：當(dāng)前第21頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)12.3對(duì)稱(chēng)三相電路的計(jì)算

對(duì)稱(chēng)三相電路由于電源對(duì)稱(chēng)、負(fù)載對(duì)稱(chēng)、線路對(duì)稱(chēng)，因而可以引入一特殊的計(jì)算方法。1.Y–Y聯(lián)接(三相三線制）+_+__+NnZZZABCabc當(dāng)前第22頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)以N點(diǎn)為參考點(diǎn)，對(duì)n點(diǎn)列寫(xiě)節(jié)點(diǎn)方程：+_+__+NnZZZABCabc當(dāng)前第23頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)負(fù)載側(cè)相電壓：因N，n兩點(diǎn)等電位，可將其短路，且其中電流為零。這樣便可將三相電路的計(jì)算化為單相電路的計(jì)算。+_+__+NnZZZABCabcA相計(jì)算電路+–ANnaZ也為對(duì)稱(chēng)電壓當(dāng)前第24頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)計(jì)算電流：為對(duì)稱(chēng)電流結(jié)論UnN=0，電源中點(diǎn)與負(fù)載中點(diǎn)等電位。有無(wú)中線對(duì)電路情況沒(méi)有影響。2.對(duì)稱(chēng)情況下，各相電壓、電流都是對(duì)稱(chēng)的，可采用一相（A相）等效電路計(jì)算。只要算出一相的電壓、電流，則其它兩相的電壓、電流可按對(duì)稱(chēng)關(guān)系直接寫(xiě)出。3.Y形聯(lián)接的對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載，其相、線電壓、電流的關(guān)系為：當(dāng)前第25頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)2.Y–聯(lián)接+_+__+NZZZABCabc負(fù)載上相電壓與線電壓相等：解法一當(dāng)前第26頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)計(jì)算相電流：線電流：30o30o30o30o當(dāng)前第27頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)(1)負(fù)載上相電壓與線電壓相等，且對(duì)稱(chēng)。(2)線電流與相電流也是對(duì)稱(chēng)的。線電流大小是相電流的倍，相位落后相應(yīng)相電流30°。

故上述電路也可只計(jì)算一相，根據(jù)對(duì)稱(chēng)性即可得到其余兩相結(jié)果。+_+__+NZZZABCabcnZ/3結(jié)論解法二當(dāng)前第28頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)+–ANnaZ/3利用計(jì)算相電流的一相等效電路。+–ABbaZ解法三當(dāng)前第29頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)3.電源為聯(lián)接時(shí)的對(duì)稱(chēng)三相電路的計(jì)算

將接電源用Y接電源替代，保證其線電壓相等，再根據(jù)上述Y–Y，Y–接方法計(jì)算。+–+–+–ABC+–+–+–NABCN當(dāng)前第30頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)(1)將所有三相電源、負(fù)載都化為等值Y—Y接電路；(2)連接各負(fù)載和電源中點(diǎn)，中線上若有阻抗不計(jì)；(3)畫(huà)出單相計(jì)算電路，求出一相的電壓、電流：(4)根據(jù)接、Y接時(shí)

線量、相量之間的關(guān)系，求出原電路的電流電壓。(5)由對(duì)稱(chēng)性，得出其它兩相的電壓、電流。

對(duì)稱(chēng)三相電路的一般計(jì)算方法:一相電路中的電壓為Y接時(shí)的相電壓。一相電路中的電流為線電流。當(dāng)前第31頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)例1ABCZZZZlZlZl已知對(duì)稱(chēng)三相電源線電壓為380V，Z=6.4+j4.8，Zl=3+j4。求負(fù)載Z的相電壓、線電壓和電流。解+–A+–BN+–CZlZlZlZZZ+–ANnaZZl畫(huà)出一相計(jì)算圖當(dāng)前第32頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)+–ANnaZZl當(dāng)前第33頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)例2ABCZZZABCZZZ一對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載分別接成Y和型。分別求線電流。解應(yīng)用：Y降壓起動(dòng)。當(dāng)前第34頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)例3如圖對(duì)稱(chēng)三相電路，電源線電壓為380V，|Z1|=10，cos1

=0.6(滯后)，Z2=–j50，ZN=1+j2。求：線電流、相電流，并定性畫(huà)出相量圖(以A相為例)。+___++NACBZ1Z2ZNN'解+_Z1畫(huà)出一相計(jì)算圖當(dāng)前第35頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)根據(jù)對(duì)稱(chēng)性，得B、C相的線電流、相電流：+_Z1當(dāng)前第36頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)由此可以畫(huà)出相量圖：30o–53.1o–18.4o當(dāng)前第37頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)電源不對(duì)稱(chēng)（一般程度小，系統(tǒng)保證其對(duì)稱(chēng))。電路參數(shù)(負(fù)載)不對(duì)稱(chēng)情況很多。電源對(duì)稱(chēng)，負(fù)載不對(duì)稱(chēng)(低壓電力網(wǎng))。分析方法不對(duì)稱(chēng)復(fù)雜交流電路分析方法。主要了解：中性點(diǎn)位移。12.3不對(duì)稱(chēng)三相電路的概念討論對(duì)象當(dāng)前第38頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)負(fù)載各相電壓：三相負(fù)載Za、Zb、Zc不相同。+_+__+NN'ZNZaZbZcABC當(dāng)前第39頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)負(fù)載中點(diǎn)與電源中點(diǎn)不重合的現(xiàn)象。在電源對(duì)稱(chēng)情況下，可以根據(jù)中點(diǎn)位移的情況來(lái)判斷負(fù)載端不對(duì)稱(chēng)的程度。當(dāng)中點(diǎn)位移較大時(shí)，會(huì)造成負(fù)載相電壓嚴(yán)重不對(duì)稱(chēng)，使負(fù)載的工作狀態(tài)不正常。相量圖NN'中性點(diǎn)位移.當(dāng)前第40頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)例1(1)正常情況下，三相四線制，中線阻抗約為零。每相負(fù)載的工作情況相對(duì)獨(dú)立。(2)若三相三線制,設(shè)A相斷路(三相不對(duì)稱(chēng))燈泡未在額定電壓下工作，燈光昏暗。ACBNN'ACBN'照明電路：當(dāng)前第41頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)(3)A相短路超過(guò)燈泡的額定電壓，燈泡可能燒壞。計(jì)算短路電流：ACBN'短路電流是正常時(shí)電流的3倍當(dāng)前第42頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)（2）中線不裝保險(xiǎn)，并且中線較粗。一是減少損耗，二是加強(qiáng)強(qiáng)度(中線一旦斷了，負(fù)載不能正常工作)。（3）要消除或減少中點(diǎn)的位移，盡量減少中線阻抗，然而從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來(lái)看，中線不可能做得很粗，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整負(fù)載，使其接近對(duì)稱(chēng)情況。結(jié)論（1）負(fù)載不對(duì)稱(chēng)，電源中性點(diǎn)和負(fù)載中性點(diǎn)不等位，中線中有電流，各相電壓、電流不再存在對(duì)稱(chēng)關(guān)系；當(dāng)前第43頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)圖示為相序儀電路。說(shuō)明測(cè)相序的方法解例2CReq+－N’A+–AN+–B+–CCRRN’應(yīng)用戴維寧定理得等效電路。A當(dāng)C變化時(shí)，N’在一半圓上移動(dòng)。當(dāng)前第44頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)若以接電容一相為A相，則B相電壓比C相電壓高。B相燈較亮，C相較暗(正序)。據(jù)此可測(cè)定三相電源的相序。NCBAN’三相電源的相量圖電容斷路，N’在CB線中點(diǎn)電容變化，N’在半圓上運(yùn)動(dòng)，因此總滿(mǎn)足：當(dāng)前第45頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)例3ZZZA1A2A3S如圖電路中，電源三相對(duì)稱(chēng)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電流表的讀數(shù)均為5A。求：開(kāi)關(guān)S打開(kāi)后各電流表的讀數(shù)。解

開(kāi)關(guān)S打開(kāi)后，電流表A2中的電流與負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)的電流相同。而A1、A3中的電流相當(dāng)于負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)的相電流。電流表A2的讀數(shù)=5A電流表A1、A3的讀數(shù)=當(dāng)前第46頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)1.對(duì)稱(chēng)三相電路功率的計(jì)算12.4三相電路的功率Pp=UpIpcos三相總功率：

P=3Pp=3UpIpcos（1）平均功率當(dāng)前第47頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)注(1)

為相電壓與相電流的相位差角(阻抗角)，不要誤以為是線電壓與線電流的相位差。(2)cos為每相的功率因數(shù)，在對(duì)稱(chēng)三相制中即三相功率因數(shù)：

cosA=cosB=cosC=cos

。(3)公式計(jì)算電源發(fā)出的功率(或負(fù)載吸收的功率)。當(dāng)前第48頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)（2）無(wú)功功率Q=QA+QB+QC=3Qp（3）視在功率這里的，P、Q、S都是指三相總和。功率因數(shù)也可定義為：

cos=P/S(不對(duì)稱(chēng)時(shí)

無(wú)意義)當(dāng)前第49頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)（4）對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載的瞬時(shí)功率當(dāng)前第50頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)單相：瞬時(shí)功率脈動(dòng)三相：瞬時(shí)功率恒定wtpO3UIcospwtOUIcos電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩:mp可以得到均衡的機(jī)械力矩。避免了機(jī)械振動(dòng)。當(dāng)前第51頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)2.三相功率的測(cè)量(1)三表法若負(fù)載對(duì)稱(chēng)，則需一塊表，讀數(shù)乘以3。*三相負(fù)載WWWABCN*****三相四線制當(dāng)前第52頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)(2)二表法：這種測(cè)量線路的接法是將兩個(gè)功率表的電流線圈串到任意兩相中，電壓線圈的同名端接到其電流線圈所串的線上，電壓線圈的非同名端接到另一相沒(méi)有串功率表的線上。（有三種接線方式）若W1的讀數(shù)為P1

，W2的讀數(shù)為P2

，則三相總功率為：三相負(fù)載W1ABC****W2三相三線制P=P1+P2當(dāng)前第53頁(yè)\共有57頁(yè)\編于星期五\22點(diǎn)證明：所以?xún)蓚€(gè)功率表的讀數(shù)的代數(shù)和就是三相總功率。由于△聯(lián)接負(fù)載可以變?yōu)閅型聯(lián)接，故結(jié)論仍成立。p=uANiA+uBNiB+uCNiC

iA+

iB+

iC=0iC=–(iA+

iB)

p=(uAN–

uCN)iA+(uBN–

uCN)

iB

=uACiA+uBCiB

iAACBiBiCN1

:uAC

與iA的相位差，

2

:uBC

與iB的相位