電工學(xué)第三章-三相電源及其負(fù)載和功率課件

第3章三相電源及其負(fù)載和功率3.1三相電源3.2三相負(fù)載3.3三相電路的功率目錄1.三相電動(dòng)勢的產(chǎn)生NSAXe

在兩磁極中間，放一個(gè)線圈，讓線圈以ω的角速度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。3.1三相電源返回三相交流發(fā)電機(jī)的原理圖定子轉(zhuǎn)子定子中放三個(gè)線圈：AXBYCZ首端末端

三線圈空間位置各差120o

轉(zhuǎn)子裝有磁極并以

的角速度旋轉(zhuǎn)。三個(gè)線圈中便產(chǎn)生三個(gè)單相電動(dòng)勢。AXCBZY??S?N+_三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生三相電動(dòng)勢返回三相電動(dòng)勢：0e60o波形：返回相量表示法:EA

=Em∠00·EB=Em∠-1200·EC=Em∠+1200·相量圖:EA·EB

·1200EC·12001200三相電源:產(chǎn)生對(duì)稱的三相電動(dòng)勢的電源。三相電動(dòng)勢的相量關(guān)系：三相電動(dòng)勢的特征：幅值相等，頻率相同，相位互差120o相序:

三相電動(dòng)勢由超前相到滯后相的順序。返回2、三相電源的星形聯(lián)結(jié)（三個(gè)末端連在一起）三相四線制:L1L2L3

（火線）加N

（零線）

三相三線制:L1L2L3（火線）無N（零線）

相電壓（每相始端與末端Up）:

U1、U2、U3線電壓（任意兩始端間UL）:

U12、U23、U31+U1_·_U2+·_U3+·+U12_·+U23_·_U31+·+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N···可提供兩種電壓:返回（1）相電壓與線電壓的關(guān)系U12=U1-U2···=U1+(-U2)··U31=U3-U1···U23=U2-U3···相量圖：+U1_·_U2+·_U3+·+U12_·+U23_·_U31+·+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N···U1·U2·U3·U31·300U12·

·-U2U23·=U2+(-U3)··=U3+(-U1)··根據(jù)基爾霍夫電壓定律：返回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Up300U1·U2·U3·U31·300U12·

·-U2U23·在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶的電壓等級(jí)為：返回（2）相電流與線電流的關(guān)系根據(jù)基爾霍夫電流定律:··IL1=I1··IL2=I2··IL3=I3⑴相電流和線電流都是對(duì)稱的⑵Ip=Il

并且相位相同+U1_·_U2+·_U3+·+U12_·+U23_·_U31+·+E1_+_E2E3+_L1NL2L3N···IL3·IL2·IL1·IN·I2·I1·I3·結(jié)論：返回3、三相電源的三角形聯(lián)結(jié)注意:這種接法只有三相三線制L1L2L3132+U12=U1_··+U23=U2_··_

U31=U3+··IL1·IL2·IL3·I1·I2·I3·返回

將三相電源中每相繞組的首端依次與另一相繞組的末端連接，形成閉合回路。（1）相電壓與線電壓的關(guān)系有:······U12=U1U23=U2U31=U3結(jié)論:1、相電壓和線電壓都對(duì)稱2、Up=UL且相位相同L1L2L3132+U12=U1_··+U23=U2_··_U31=U3+··返回（2）相電流與線電流的關(guān)系根據(jù)基爾霍夫電流定律: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·=I1+(-I3)··=I2+(-I1)··=I3+(-I2)··返回結(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:

一般所說的三相電源電壓、三相電源電流是指線電壓、線電流。I1·I2·IL2·IL1·

·-I3I3·IL3·相量圖:返回

思考題1(1)星形聯(lián)接的對(duì)稱三相電源，若相電壓則和是多少？返回(2)三角形聯(lián)結(jié)的對(duì)稱三相電源，空載運(yùn)行時(shí)，三相電動(dòng)勢會(huì)不會(huì)在三相繞組所構(gòu)成的閉合回路中產(chǎn)生電流？答：不會(huì)。因?qū)ΨQ三相電動(dòng)勢的大小相等，相位互差120°，因此向量和為0，故不會(huì)在回路中產(chǎn)生電流。答:3.2三相負(fù)載三相負(fù)載分為兩種:對(duì)稱負(fù)載:接在三相電源上，三相阻抗相等不對(duì)稱負(fù)載:只需由單相電源供電，三相阻抗不等三相負(fù)載的連接方式有兩種:星形連接三角形連接由三相電源供電的負(fù)載稱為三相負(fù)載。返回每相負(fù)載首末端之間的電壓負(fù)載從供電線上取用的電流每相負(fù)載中流過的電流兩相負(fù)載兩始端之間的電壓無論采用哪種連接方法，都存在：相電壓：線電壓：相電流：線電流：返回···+U12_+U23__U31+Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_·_+·U2+_·U3·I1·I3I2·IL1·IN·IL2·IL3·注：三相負(fù)載為三相四線制時(shí)星形連接1、三相負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)返回(1)線電壓與相電壓的關(guān)系U12=U1-U2···U31=U3-U1···U23=U2-U3···根據(jù)基爾霍夫電壓定律:若電源電壓對(duì)稱,負(fù)載的線電壓和相電壓是對(duì)稱的···+U12_+U23__U31+Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_·_+·U2+_·U3·I1·I3I2·IL1·IN·IL2·IL3·返回3、當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí):Z1=Z2=Z31、負(fù)載的線電壓和相電壓都對(duì)稱相量圖:U1·U2·U3·U31·300U12·

·-U2U23·U12=U1-U2···=U1+(-U2)··

U23=U2-U3···=U2+(-U3)··

U31=U3-U1···=U3+(-U1)··結(jié)論:4、三相對(duì)稱電源+三相對(duì)稱負(fù)載=三相對(duì)稱電路

Ul=√3UpUl超前于與之對(duì)應(yīng)的Up3002、返回(2)相電流與線電流的關(guān)系U3·=Z3U2·=Z2U1·=Z1··IL1=I1··IL2=I2··IL3=I3IN=I1+I2+I3·······+U12_+U23__U31+Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_·_+·U2+_·U3·I1·I3I2·IL1·IN·IL2·IL3·根據(jù)基爾霍夫電流定律:若電源電流對(duì)稱,負(fù)載的線電流和相電流也是對(duì)稱的返回結(jié)論:

·∴Ip=IL·Ip=IL相位相同討論:一般中線（零線）可不要必需有中線（零線）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····若負(fù)載對(duì)稱,相電流和線電流就對(duì)稱返回2、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Z1Z3Z2L1L2L3·IL1IL2IL3I1I2I3·····+U1_U12=+

U2_U23=_U3+=U31······返回(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有：Z1Z3Z2L1L2L3·IL1IL2IL3I1I2I3·····+U1_U12=+

U2_U23=_U3+=U31······返回(2)相電流與線電流的關(guān)系根據(jù)基爾霍夫電流定律:IL3=I3-I2···IL2=I2-I1···IL1=I1-I3···Z1Z3Z2L1L2L3·IL1IL2IL3I1I2I3·····I1·I2·IL2·

·-I3I3·IL3·相量圖:IL1·=I1+(-I3)··=I2+(-I3)··=I3+(-I2)··返回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=√3IPI1·I2·IL2·

·-I3I3·IL3·相量圖:IL1·返回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:電源電壓為380V:Y接電源電壓為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。返回

思考題21、三相負(fù)載對(duì)稱是指下述三種情況中的哪一種：(1)(2)(3)2、在對(duì)稱三相電路中，下述兩式是否正確：(1)(2)返回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=√P2+Q2對(duì)稱負(fù)載P=3P1=3UPIPcosφ=√3UlIlcosφQ=3Q1=3UPIPsinφ=√3UlIlsinφS=3UPIP=√3UlIl相值線值3.3三相電路的功率返回

思考題3(1)、一般情況下，S=S1+S2+S3是否成立？返回答：一般不成立。

思考題3(2)、同一三相負(fù)載采用三角形聯(lián)結(jié)，接于線電壓為220V的三相電源上，以及采用星形聯(lián)結(jié)，接在線電壓為380V的三相電源上，試求這兩種情況下三相負(fù)載的相電流、線電流和有功功率的比值。答：返回(3)同一三相負(fù)載，采用三角形聯(lián)結(jié)和星形聯(lián)結(jié)接于線電壓相同的三相電源上，試求這兩種情況下負(fù)載的相電流、線電流和有功功率的比值。

思考題3答：返回(4)有一電源和負(fù)載都是星形聯(lián)結(jié)的對(duì)稱三相電路，已知電源相電壓為22