第章 三相電路

第6章三相電路6.1三相電源與三相負載6.2對稱三相電路的計算習題66.1三相電源與三相負載前面所研究的正弦交流電路中的電源都是具有兩個端鈕，輸出一個電壓或電流，由這樣的電源供電的電路稱為單相交流電路。單相交流發(fā)電機的原理我們在第4章中已經(jīng)介紹過。如圖4.5所示,其中線圈稱為繞組，當這組繞組在勻強磁場中勻速旋轉(zhuǎn)后，就會產(chǎn)生一正弦交流電壓?，F(xiàn)將三組完全相同的繞組對稱固定在同一圓柱形鐵心上，如圖6.1所示，三相繞組會同時發(fā)出三個大小及頻率相同而相位互異的三相電壓，這就是三相交流發(fā)電機的最簡示意圖。目前，國內(nèi)外電力系統(tǒng)普遍采用這種三相制供電方式。圖6.1三相發(fā)電機原理圖6.1.1三相電源圖6.1中，三相繞組AX、BY、CZ分別可產(chǎn)生三相電壓uA、uB、uC，其中，A、B、C分別叫繞組的“相頭”，X、Y、Z分別叫繞組的“相尾”。我們定義三相電壓的參考極性為“相頭”為正，“相尾”為負，其電路符號如圖6.2所示。若設uA為參考正弦量，則由圖6.1可知uA=UmsinωtuB=Umsin(ωt-120°)uC=Umsin(ωt+120°)(6-1)圖6.2三相電源電路符號相量式為(6-2)三相電源的波形及相量圖如圖6.3所示。圖6.3對稱三相電源的波形及相量圖我們把大小相等、頻率相同、相位互差120°的正弦量稱為對稱三相正弦量(如uA、uB和uC)。由這三個電壓組成的電源稱為對稱三相電源(本書今后所提到的三相電源均指對稱三相電源)。

三相電壓到達振幅值（或零值）的先后次序為相序。在圖6.3（A）中三個電壓到達振幅值的順序為uA、uB、uC。若其相序為ABCA，則稱為順相序；反之，若相序為ACBA，則稱為逆相序。本書著重討論順相序的情況。6.仍1.城2先三相炊電源連的連匠接三相奴發(fā)電畏機每莫相繞芽組均細是獨四立的算，茫都可谷分別醫(yī)接上染負載曾成為摩互不虧相連徑的三剖相電乖路。爽如題圖6降.4閑所示海，反這種絞接法霉由于成導線補根數(shù)零太多只，鳥實際牛中是酒不可德取的貢。圖貞6.禁4跟三相套六線孝電路1）僅星喬形連匙接（Y接）將三宏相繞乘組AX、BY、CZ的相榨頭A、B、C作為騙三相久輸出惕端，倡而賭相尾X、Y、Z連接侄在同泉一中揪點N上。診從逃相頭A、B、C引出帽的三殃根線雜稱為嫌端線耕（又礎叫火筋線）統(tǒng)；淚從中仁點N引出印的線扁稱為王中線淡（又服叫零味線）柏。緣瑞如圖巡壽6.久5所示知，球這種樹接法退又稱勵為三藥相四翼線制街。每相綱繞組鞏兩端鞏的電陳壓稱罷為相她電壓幸，夾即對稱奏三相哨電源載的線愧電壓界大小命常用UL表示供，屆其方狹向規(guī)憐定由A→B,B→C，C→A，由圖休6.夠5可緣瑞知，裕星輔形連酸接的嘗電源薄的各深線電伶壓可少表示蹲為(6腦-3瀉)由此驗可畫蠅出對勾稱三引相電申源的動相電始壓與簽線電心壓的囑相量椒圖，如圖扒6.癥6所待示。圖6帝.5牛三需相電尸源Y接圖6診.6慨相釣量圖由相宗量圖飽不難稱推出應，幅各線聽電壓停均超胞前其護對應跨的相瞧電壓而30梯°。且所以(6反-4幣)故各拆線電咱壓與墻對應惹的相第電壓趕的相廉量關兆系為(6巧-5寧)2）單三蠢角形播連接惕（△謊接）將三盆相繞姐組的涉相頭輕和相誕尾依為次連孕接在虹一起芹，牲即A接Z，B接X，C接Y(如圖枕6.感7所溜示)貿(mào)，扣稱為轎三角體形連壯接。蛙這奧時從蕩三個嘗連接由點分婦別引悲出的殃三根竟端線A、B、C就是秩火線戚，奏顯然射三角裹形連謀接時脾，晴線電細壓與秒相電腳壓的烈關系掩為圖6坊.7窯三梯相電圾源的蔑三角鍋形連艘接6.琴1.確3臘三相暮負載店及其屠連接三相隙負載虛同樣斜也有限兩種效連接酬方式努：秘星形撞連接雷和三換角形濁連接沒。圖失6.市8牲三相密四線腥制電面路1）衡負爭載的醒星形殿連接如圖關6.刃8所趴示的呀是三跪相負豎載和霉三相蹦電源畢均為睬星形另連接憲的三澇相四親線制煙電路規(guī)，售其中司，ZA、ZB、ZC表示班三相演負載仿，壘若ZA=ZB=ZC，我們?nèi)辗Q其乎為對指稱負體載，幼否礙則，闖稱茄其為縱不對房誠稱負柏載。憤三相驗電路眼中，吃若貌電源屋對稱償，碑負載認也對稱，雀稱片為三色相對冬稱電勿路。由圖錫6.些8可叢知，持三夕相四縮慧線制瘦電路貫中，柳負揭載相脫電流雪等于耗對應必的線柳電流劣，畝即由KCL可知(6俱-8約)如果予忽略蘆輸電幸線路柄上的南電阻大，察則各鴿項電纖流為(6焰-9初)若為唇對稱鞋負載宜，凝即ZA=ZB=ZC=Z,則有由于豈相電濱壓對縱稱，步因某此線病電流開也對偏稱，妙則泊在三似相對帥稱電祥路中所有(6方-1掌0)圖6早.9識對艘稱三燃相三籍線制刻電路在三關相四直線制忍或?qū)α罘Q三絞相三叛線制住電路改中，蠻負汗載的潛相電漫壓與神線電涌壓的痛關系聚仍為(6默-1昆1)2）感負環(huán)載的蜻三角垃形連辮接將三處相負酷載首齊尾依將次連進接成乎三角派形后權，照分別檔接到旦三相寨電源片的三綿根端偵線上津，益如圖化6板.1滿0所示峰，ZAB、ZBC、ZCA分別炊為三甲相負錯載，傻流野在負父載上那的電烏流稱像為負哨載的腦相電嚴流，揭其胸參考井方向障如圖卡6.赤10猶所示逮。圖6陪.1然0宣負載膀的三添角形哲連接顯然愚負載明三角沈形連族接時受，細負載役相電疼壓與爬線電樸壓相保同，窮即(6躺-1遺2)負載妥相電吧流為(6摔-1疑3)如果華三相悄負載司為對稼稱負宮載，偽即ZAB=ZBC=ZCA=Z，則有(6艷-1骨4)以上嘉分析調(diào)的所生有具登有對革稱特襪性的滾電壓遺或電燃流，模在圖計算獵過程千中只船要求助出其豪中一只項，急其彎他兩壟項按顏照對壯稱特疼性即酸可直親接寫四出。由KCL可知虧負載污三角漫形連圓接時如，議相電陶流與脊線電圍流的其關系馬為(6醒-1握5)由此夠我們辦可以飲做出面對稱調(diào)負載艦的相凱量圖紛,生如圖展6.哭11所示餃。同理簡可得(6盲-1宇6)圖6日.1酒1膜相量終圖6.幣2擠對稱迫三相乎電路游的計張算6.申2.臨1美三相飛電路符功率溪的計帶算1.甘有壇功功享率的尸計算三相要負載普吸收膛的有隊功功岡率等護于各勢項有家功功來率之隱和，故即P=PA+PB+PC=UAIAco飛sφA+UBIBco符sφB+UCICco濤sφC(6遇-1柄7)其中堂,笛電壓UA、UB、UC分別枯為三膊相負部載的衣相電而壓；IA、IB、IC分別意為三峰相負柴載的付相電置流；φA、φB、φC分別斜為三榨相負腐載的收阻抗勸角或乞該負殼載所刊對應納的相奸電壓興與相重電流旗的夾約角。毒在游對稱僑三相德電路妙中，痕有PA=PB=PC所以P=3UPIPco續(xù)sφ(6緊-1票8)因為竄對稱徒三相館負載域無論康在哪阿種接猛法下瘦，息總有，所以頸上式結又可遵表示高成(6罪-1宴9)2.寧無完功功舒率的草計算三相旗負載獲的無蟻功功濾率等梯于各椅項無孔功功鑒率之暖和，沿即Q=QA+QB+QC=UAIAsi沃nφA+UBIBsi丑nφB+UCICsi胸nφC(6返-2紙0)(6街-2室1)3.研視撕在功駝率的癢計算三相斬負載瞎的視盲在功錘率為對稱癢三相紗電路粥的視戀在功侮率為(6貝-2騙2)(6慌-2敲3)6.留2.誓2翻對稱谷負載較星形底連接妹時基懼本物爬理量形的計清算例6洞.1如圖素6.擱12掛所示考的電與路中屬，厘已知渣一組Y接對乖稱負風載，造接栽在線巨電壓息為3延80V的對正稱三注相電陵源上丙，每相揉負載戚的復屠阻抗Z=1尾2+屠j1得6效Ω，(1泳)求各散負載尼的相優(yōu)電壓絮相量給及相辛電流猴相量歡；(2皆)蝴計算佳三相久電路魚的P、Q和S。圖6姻.1算2妨例6話.1陷圖例6縣.2在三初相四偉線制徑電路嗎中，開各拉負載欠阻抗肌均為Z=1游5+敞j2圾Ω，中線慣阻抗ZN=0有.8脊+j厚1奶Ω，設發(fā)拍電機準每相裝電壓抽均為諒22舅0V。求各五相負慶載的失端電嘗壓和矩電流播。圖醫(yī)6.冬13書例辣6.慚2圖6.藍2.竹3夢對稱感負載齊三角老形連濤接時微基本澆物理鍵量的象計算例6筑.3一臺埋三相形異步請電動涌機每扁相的戀等效吩阻抗寶為Z=3吼0+兄j2桂0Ω鏡，繞組府的額膛定相芝電壓證為2仍20V，若電辱動機念繞組行接成曾三角箭形，蘭并承接于綁線電途壓為懂22皺0V的對唇稱三栽相電掀源時么，蛙求其補相電苗流、漏線題電流值及從蓮電源仇取得洗的有似功功椒率，爹并盲計算全其功標率因朵數(shù)。例6裕.4如圖密6.絡14面所示潮的對腎稱三愛相電趣路中鑄，址已知=2柄20訂∠0掩°V，Z=5舒∠3嫌0°杜Ω仙，求相適電流及線鑰電流。圖盲6.贊14采例窄6.玻4圖習研題躁66.農(nóng)1糠已知龜一組獄對稱軟三相椒電壓勸中，A相電柏壓的膀瞬時帽值uA=3改11序s休in奮(ωt+4烘5°猾)趟V。試寫予出三沖相電搞壓的氧相量案表達休式，浙并兼作出卸相量贊圖。6.辨2烈一臺某三相被電動搞機，男每緞相繞匆組的頃額定雕電壓數(shù)為2堪20V，問所胖接電念源為邊下面墊兩種寒情況傲時，掀電菜動機轎應分展別如師何連斤接?(1罪)李線電碌壓為餐38免0V；(2烏)線電或壓為撞22伶0V。6.壞3枯三個遷相等周的復革阻抗Z=4喉0+狠j3度0刺Ω接成塊星形氏負載鍵,掌且中齡線上輸?shù)膹痛孀杩菇顬閆N。已知宜對稱犬電源稿線電覺壓為閥38憶0V，求下琴面三肢種情爛況下到負載縮慧的線糖電流域、抹相電滅流、斗相巴電壓香、宏線電趣壓及辜有功醫(yī)功率高，往并畫專出相晝量圖愁。（1結）ZN=0授;（2豬）ZN=∞湯；（3羊）ZN=1項+j寧0.爺9凝Ω。6.動4蘭如果仔上題掀中復隊