三相交流電路定稿

三相交流電路定稿1應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第1頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章三相交流電路本章要求：1.掌握三相四線制供電系統(tǒng)中的電壓關(guān)系；2.掌握三相四線制供電系統(tǒng)中單相及三相負(fù)載的正確聯(lián)接方法，3.理解三相交流電路中電壓和電流的基本關(guān)系；4.掌握對稱三相交流電路中電壓、電流及功率的計算。5.理解三相四線制中中線的作用。（本章教學(xué)課時2學(xué)時）2應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第2頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3-1a)三相交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖第一節(jié)三相電源1.三相對稱電動勢（1）電動勢的產(chǎn)生工作原理：動磁生電(尾端)(首端)+eUeVeWU2U1V1V2W1W2++––

–圖3-1b)三相繞組產(chǎn)生的電動勢U2定子轉(zhuǎn)子3應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第3頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）三相電動勢瞬時表示式相量表示鐵心（作為導(dǎo)磁路經(jīng)）三相繞組匝數(shù)相同空間排列互差120:直流勵磁的電磁鐵定子轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)4應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第4頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）對稱三相電動勢的瞬時值之和為0（4）三相交流電到達(dá)正最大值的順序稱為相序。最大值相等頻率相同相位互差120°稱為對稱三相電動勢三個正弦交流電動勢滿足以下特征供電系統(tǒng)三相交流電的相序為U

V

W5應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第5頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月二.三相四線制電源(1)聯(lián)接方式中性線(零線、地線)中性點端線(相線、火線)在低壓系統(tǒng),中性點通常接地，所以也稱地線。相電壓：端線與中性線間（發(fā)電機(jī)每相繞組）的電壓線電壓：端線與端線間的電壓、Up三相相電壓對稱–+–++–、UlXYZNBCAeA+–eC+–eB+––+–+–+6應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第6頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3-3電源聯(lián)接的電路模型由三條相線和一條中線構(gòu)成的供電系統(tǒng)稱為三相四線制供電系統(tǒng)。通常低壓供電網(wǎng)均采用三相四線制。常見的只有兩條導(dǎo)線的供電電路一般只包括三相中的一相，由一條相線和一條中線組成。7應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第7頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)

線電壓與相電壓的關(guān)系根據(jù)KVL定律由相量圖可得相量圖

30°AXYZNBCeA+–eC+–eB+–+–+–+––+–+–+8應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第8頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月提示：一般低壓供電的線電壓是380V,它的相電壓是

=220V.可根據(jù)額定電壓決定負(fù)載的接法：若負(fù)載額定電壓是380V，就接在兩條相線之間；若負(fù)載額定電壓是220V，就接在相線和中線之間。各種照明燈具、家用電氣都采用220V，這類電氣設(shè)備只需要單相電源就能工作，統(tǒng)稱為單相負(fù)載。另一類電氣設(shè)備必須接到三相電源上才能正常工作，如：三相交流電動機(jī)、大功率的三相電爐等，稱為三相負(fù)載。9應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第9頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)負(fù)載的星形聯(lián)結(jié)三相負(fù)載不對稱三相負(fù)載：不滿足ZA=ZB

=

ZC

如由單相負(fù)載組成的三相負(fù)載對稱三相負(fù)載：ZA=ZB=

ZC

如三相電動機(jī)1.三相負(fù)載分類單相負(fù)載：只需一相電源供電

照明負(fù)載、家用電器負(fù)載三相負(fù)載：需三相電源同時供電

三相電動機(jī)等三相負(fù)載的聯(lián)接

三相負(fù)載也有Y和兩種接法，至于采用哪種方法，要根據(jù)負(fù)載的額定電壓和電源電壓確定。10應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第10頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月三相負(fù)載連接原則

（1）電源提供的電壓=負(fù)載的額定電壓；

（2）單相負(fù)載盡量均衡地分配到三相電源上。AB電源C保險絲三相四線制380/220伏N

額定相電壓為220伏的單相負(fù)載

額定線電壓為380伏的三相負(fù)載圖3-5負(fù)載的星型聯(lián)接11應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第11頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3-6負(fù)載星形連接的三相四線制電路12應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第12頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月負(fù)載星形連接的三相四線制電路如圖3-6所示，若不計中線阻抗（ZN=0），則電源中點N與負(fù)載中點N′等電位。若端線阻抗可以忽略不計（Zl=0），則負(fù)載的相電壓與電源的相電壓相等，即

;負(fù)載的線電壓與電源的線電壓相等，即。13應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第13頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月負(fù)載星形連接時，電路有以下基本關(guān)系：

(1)三相電路中的電流有相電流與線電流之分，每相負(fù)載中的電流稱為相電流，每條端線中的電流稱為線電流，很顯然，相電流等于線電流，即

如果用Ip表示相電流，用Il表示線電流，一般可寫成

Ip=Il14應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第14頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)三相四線制電路中,各相電流可分成三個單相電路分別計算,即式中15應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第15頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3-7負(fù)載星形連接時的相量圖(a)三相負(fù)載不對稱；(b)三相負(fù)載對稱16應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第16頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月若三相負(fù)載對稱，即ZU=ZV=ZW=Z=

|Z|

∠φ時，有因而相電流或線電流也是對稱的。顯然，在三相負(fù)載對稱的情況下,三相電路可歸結(jié)到一相來計算。二、三相負(fù)載對稱的情況17應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第17頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

3）負(fù)載的線電壓就是電源的線電壓。在對稱條件下，線電壓是相電壓的3倍，且超前于相應(yīng)的相電壓30°。

4）中線電流等于三個線（相）電流的相量和。根據(jù)圖3-6，由基爾霍夫電流定律有18應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第18頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月負(fù)載對稱時,中性線無電流,

可省掉中性線。二、三相負(fù)載對稱的情況所以負(fù)載對稱時，三相電流也對稱。負(fù)載對稱時，只需計算一相電流，其它兩相電流可根據(jù)對稱性直接寫出。+ZBZCZAN'N++–––19應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第19頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月3.系統(tǒng)故障分析解:

(1)

A相短路1)中性線未斷

NRA5

RCRB10

ABNC此時A相短路電流很大，將A相熔斷絲熔斷，而B相和C相未受影響，其相電壓仍為220V,正常工作。

在三相照明系統(tǒng)中，試分析下列情況

(1)A相短路:中性線未斷時，求各相負(fù)載電壓；中性線斷開時，求各相負(fù)載電壓。

(2)A相斷路:中性線未斷時，求各相負(fù)載電壓；中性線斷開時，求各相負(fù)載電壓。2020應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第20頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月此情況下，B相和C相的電燈組由于承受電壓上所加的電壓都超過額定電壓（220V)，這是不允許的。2)A相短路,中性線斷開時,此時負(fù)載中性點N′即為A,因此負(fù)載各相電壓為

ABNCN′iAiCiB+++–––21應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第21頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)A相斷路2)中性線斷開

B、C相燈仍承受220V電壓,正常工作。1)中性線未斷變?yōu)閱蜗嚯娐罚鐖D(b)所示,由圖可求得IBCU′AU′B+––+(b)

NRARCRBABNC(a)22應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第22頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論

（1）不對稱負(fù)載Y聯(lián)結(jié)又未接中性線時，負(fù)載相電壓不再對稱，且負(fù)載電阻越大，負(fù)載承受的電壓越高。（2）中線的作用：保證星形聯(lián)結(jié)三相不對稱負(fù)載的相電壓對稱。（3）照明負(fù)載三相不對稱，必須采用三相四線制供電方式，且中性線（指干線）內(nèi)不允許接熔斷器或刀閘開關(guān)。23應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第23頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月例3-1：三相四線制電路如圖所示，已知每相負(fù)載阻抗Z=(6+8j)，外加線電壓Ul=380V。試求負(fù)載的相電壓和相電流。N+++–––NZACBZZ24應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第24頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月解：設(shè)N+++–––NZACBZZ(1)相電壓(2)相電流三相對稱25應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第25頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)負(fù)載的三角形連接如果將三相負(fù)載的首尾相連，再將三個連接點與三相電源端線U、V、W連接，就構(gòu)成了負(fù)載三角形連接的三相三線制電路，如圖3-11所示。圖3-11負(fù)載的三角形連接26應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第26頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月圖3-11中，ZUV、ZVW、ZWU分別是三相負(fù)載的復(fù)阻抗，各電量的參考方向按習(xí)慣標(biāo)出。若忽略端線阻抗（Zl=0），則電路具有以下基本關(guān)系：

(1)由于各相負(fù)載都直接接在電源的線電壓上，所以負(fù)載的相電壓與電源的線電壓相等。因此，無論負(fù)載對稱與否，其相電壓總是對稱的，即有效值關(guān)系為27應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第27頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)各相電流可以分成三個單相電路分別計算,即28應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第28頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月三角形連接的相量圖：圖3-12負(fù)載三角形連接時的相量圖（a）負(fù)載不對稱；(b)負(fù)載對稱

（3）各線電流可利用基爾霍夫電流定律計算如右：29應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第29頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月二、對稱負(fù)載的情況如果負(fù)載對稱，即，則負(fù)載的相電流也是對稱的，此時，相電流可歸結(jié)到一相來計算,即負(fù)載對稱時可做出相量圖如3-13所示，從圖中可得出：圖3-13對稱負(fù)載三角形連接時線電流與相電流之間的相量關(guān)系30應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第30頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月即線電流是相電流的

倍，且滯后于相應(yīng)的相電流30°。三、負(fù)載不對稱的情況在三相不對稱負(fù)載做三角形聯(lián)接時，相電流及線電流都是不對稱的，但相電壓總是對稱的，即等于電源線電壓，若某一相負(fù)載斷開，并不影響其他兩相的工作，接在該兩相上的單相負(fù)載仍能正常工作31應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第31頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月［例3-2］如圖3-11所示的三相三線制電路，各相負(fù)載的復(fù)阻抗Z=6+j8Ω，電源電壓為380V，試求負(fù)載的相電流和線電流。［解］由于是對稱電路，所以可將三相電路歸結(jié)到一相來計算。其相電流為線電流為相電壓與相電流的相位角為32應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第32頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月三相負(fù)載的聯(lián)接原則負(fù)載的額定電壓=電源的線電壓應(yīng)作聯(lián)結(jié)負(fù)載的額定電壓=

電源線電壓應(yīng)作Y聯(lián)結(jié)應(yīng)使加于每相負(fù)載上的電壓等于其額定電壓，而與電源的聯(lián)接方式無關(guān)。三相電動機(jī)繞組可以聯(lián)結(jié)成星形，也可以聯(lián)結(jié)成三角形，而照明負(fù)載一般都聯(lián)結(jié)成星形（具有中性線）。33應(yīng)用科技學(xué)院胡機(jī)秀編第33頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4

三相電路的功率無論負(fù)載為Y或△聯(lián)結(jié)，每相有功功率都應(yīng)為