電工學(xué)第三章-三相電源及其負載和功率課件

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

在兩磁極中間，放一個線圈，讓線圈以ω的角速度順時針旋轉(zhuǎn)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。3.1三相電源返回三相交流發(fā)電機的原理圖定子轉(zhuǎn)子定子中放三個線圈：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)。三個線圈中便產(chǎn)生三個單相電動勢。AXCBZY??S?N+_三相交流發(fā)電機產(chǎn)生三相電動勢返回三相電動勢：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)生對稱的三相電動勢的電源。三相電動勢的相量關(guān)系：三相電動勢的特征：幅值相等，頻率相同，相位互差120o相序:

三相電動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、相電壓對稱:

Up=U1=U2=U3

線電壓也對稱:

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滯后于與之對應(yīng)的IP300相電流和線電流對稱注意:

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)的對稱三相電源，空載運行時，三相電動勢會不會在三相繞組所構(gòu)成的閉合回路中產(chǎn)生電流？答：不會。因?qū)ΨQ三相電動勢的大小相等，相位互差120°，因此向量和為0，故不會在回路中產(chǎn)生電流。答:3.2三相負載三相負載分為兩種:對稱負載:接在三相電源上，三相阻抗相等不對稱負載:只需由單相電源供電，三相阻抗不等三相負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載稱為三相負載。返回每相負載首末端之間的電壓負載從供電線上取用的電流每相負載中流過的電流兩相負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：三相負載為三相四線制時星形連接1、三相負載的星形聯(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:若電源電壓對稱,負載的線電壓和相電壓是對稱的···+U12_+U23__U31+Z3Z2Z1L1L2L3N+U1_·_+·U2+_·U3·I1·I3I2·IL1·IN·IL2·IL3·返回3、當(dāng)負載對稱時:Z1=Z2=Z31、負載的線電壓和相電壓都對稱相量圖: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、三相對稱電源+三相對稱負載=三相對稱電路

Ul=√3UpUl超前于與之對應(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:若電源電流對稱,負載的線電流和相電流也是對稱的返回結(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.負載對稱時,=0IN=I1+I2+I3····2.負載不對稱時,≠0IN=I1+I2+I3····若負載對稱,相電流和線電流就對稱返回2、三相負載的三角形聯(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相電壓對稱、線電壓也對稱.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若負載對稱相電流和線電流對稱⑵若負載不對稱,由于電源電壓對稱,故負載的相電壓對稱,但相電流和線電流不對稱。結(jié)論：IL滯后于與之對應(yīng)的IP300

IL=√3IPI1·I2·IL2·

·-I3I3·IL3·相量圖:IL1·返回⑴三相負載采取那種聯(lián)結(jié)方式取決于電源電壓和負載的額定電壓,原則上應(yīng)使負載的實際工作相電壓等于額定相電壓。如:某三相異步電動機,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若為單相多臺負載，應(yīng)盡量均勻地分布在三相上。返回

思考題21、三相負載對稱是指下述三種情況中的哪一種：(1)(2)(3)2、在對稱三相電路中，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載P=P1+P2+P3Q=Q1+Q2+Q3S=√P2+Q2對稱負載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)有一電源和負載都是星形聯(lián)結(jié)的對稱三相電路，已知電源相電壓為22