電工與電子技術(shù)第3章詳解

第3章

三相正弦交流電路

電工技術(shù)第三章三相電路

3.1三相交流電源3.2三相負(fù)載的連接3.3三相電路的功率3.4安全用電星形連接三角形連接第三章三相正弦交流電路序：上一章討論的單相正弦交流電路，是三相正弦交流電路中的一相。目前世界上電力系統(tǒng)的供電方式，絕大多數(shù)采用的是三相制。所謂三相制，是由三個(gè)頻率、大小相同,相位不同的正弦交流電壓源作為電源的供電體系。簡稱三相交流電源。3.1三相交流電源

3.1.1、三相電源的產(chǎn)生三相交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造：定子、轉(zhuǎn)子。定子三個(gè)定子線圈完全相同，空間位置互差120度。AXYBZC轉(zhuǎn)子AYBZXC轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子線圈通直流，并由機(jī)械力帶動(dòng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。AYBZXC定子SN+-轉(zhuǎn)子磁通按正弦規(guī)律分布/v_show/id_XMTI4MTg0Nzc2.html?from=y1.2-1-87.3.5-1.1-1-1-4三相交流發(fā)電機(jī)視頻地址：三相電動(dòng)勢(shì)特征：三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)－－大小相等，頻率相同，相位互差120o。三相電源的產(chǎn)生轉(zhuǎn)子AYBZSNXC+-定子?

??

?

??

AXYCBZSN三相電動(dòng)勢(shì)相序：三相交流電動(dòng)勢(shì)依次出現(xiàn)正的最大值的順序,稱為三相電源的相序。A-B-C稱為正（順）相序。Em三相電動(dòng)勢(shì)EmAXYBZOC（中線或零線）（端線或相線）（端線或相線）（端線或相線）相電壓：端線與中線間的電壓。線電壓：端線與端線間的電壓。三相四線制uAOuBOuCOuABuBCuCA中點(diǎn)O：X、Y、Z的公共點(diǎn)（與大地相接時(shí)稱地線）星形(Y)聯(lián)接二、三相電源的聯(lián)接相電壓瞬時(shí)值表示式：線電壓：三相電源的星形(Y)聯(lián)接AXYBZOCuAOuBOuCOuABuBCuCA設(shè)：線電壓三相電源的星形(Y)聯(lián)接線電壓與相電壓的關(guān)系：三相電源的星形(Y)聯(lián)接為線電壓為相電壓，日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常用電壓等級(jí):3.2三相負(fù)載的連接

三相負(fù)載（如三相交流電動(dòng)機(jī)、三相變壓器等）三相電路的負(fù)載單相負(fù)載（如家用電器、實(shí)驗(yàn)儀器、電燈等）

*工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活用電多為三相四線制電源提供，負(fù)載接入電源的原則，應(yīng)視其額定電壓而定。三相電路的負(fù)載AB電源CO保險(xiǎn)絲額定電壓是220伏的單相燈負(fù)載，應(yīng)接相電壓.額定電壓是380伏的單相負(fù)載,應(yīng)接線電壓.額定電壓是380伏的三相電動(dòng)機(jī)負(fù)載，應(yīng)接三根火線上。220v三相負(fù)載380v如：若大量使用單相負(fù)載（如電燈）時(shí)，應(yīng)均勻分配在三相，不能集中在一相。此種接法為負(fù)載的星形聯(lián)接。三相電路的負(fù)載AXYBZOC電源3、4層樓ZACB.........1、2層樓5、6層樓一、負(fù)載的星形聯(lián)接相電流：線電流：三相四線制ACBOZ1Z3Z2相電流=線電流1、負(fù)載對(duì)稱ZZZ特征：（中線電流為0）既然，是否可以取消中線？星接三相四線制－對(duì)稱負(fù)載ZZZZZZ負(fù)載三相三線制負(fù)載三相四線制求：各相電流?已知：每相負(fù)載為：電源電壓對(duì)稱，且：例題1星接三相四線制－對(duì)稱負(fù)載ZZZ解：以A相為例ZZZ例題1根據(jù)對(duì)稱關(guān)系，可得例題1ZZZ電源負(fù)載星形聯(lián)接2、負(fù)載不對(duì)稱ACBOXYZ負(fù)載Z1Z3Z2負(fù)載星接:負(fù)載的額定電壓等于電源的相電壓。思路：（

已知）由負(fù)載星接（不對(duì)稱）思路：解題步驟：Z1Z3Z2負(fù)載例題2求：各相、線及中線電流。解：1、各相電壓負(fù)載星接（負(fù)載不對(duì)稱）已知：R、L、C及三相線電壓。RACBOLC2、相電流例題2RACBOLC例題23、線電流：4、中線電流：RACBOLC負(fù)載星形聯(lián)接電源ACBOXYZ負(fù)載Z1Z3Z2思考已知：分析：

各電阻上的電壓負(fù)載不對(duì)稱且無中線的情況Z1Z2Z3已知：分析：

各電阻上的電壓Z1Z2Z3其中：Z1分析：

各電阻上的電壓其中：Z11、負(fù)載不對(duì)稱又沒有中線時(shí)，負(fù)載上相電壓出現(xiàn)不對(duì)稱，有可能超過用電器的額定電壓，這是不允許的。2、中線的作用，在于使星接不對(duì)稱負(fù)載的相電壓保持對(duì)稱；為了保證負(fù)載上相電壓對(duì)稱，中線在運(yùn)行中不允許斷開（中線上不允許接保險(xiǎn)絲）。綜上負(fù)載星形聯(lián)接ACBo保險(xiǎn)絲中線電源端負(fù)載端正確的接法：負(fù)載星形聯(lián)接復(fù)習(xí)1、三相對(duì)稱電源的相電壓、線電壓？2、負(fù)載星形連接的相電流、線電流？二、負(fù)載的三角形聯(lián)接相電流：ACB負(fù)載三角形聯(lián)接：負(fù)載的額定電壓等于電源的線電壓。負(fù)載的三角形聯(lián)接線電流：感性負(fù)載當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)，線/相電壓、線/相電流都對(duì)稱。ACB負(fù)載的三角形聯(lián)接感性負(fù)載線/相電流一般關(guān)系式：ZZZABCabc+–+–+–已知對(duì)稱三相電源的線電壓為380V，對(duì)稱負(fù)載Z＝10030求線電流。解一由對(duì)稱性，得取A相求相電流-+BbZAa例題3Y-Y總結(jié)3.1三相交流電源3.2三相負(fù)載的連接對(duì)稱三相電路（Y-Y三相四線制、三相三線制)3、對(duì)稱時(shí)，各相電壓、電流都是對(duì)稱的。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)稱關(guān)系直接寫出。∴可以歸結(jié)為單獨(dú)一相的計(jì)算1、

電源中點(diǎn)與負(fù)載中點(diǎn)等電位。2、中線電流為零。∴沒有中線Y-Y總結(jié)3.1三相交流電源3.2三相負(fù)載的連接不對(duì)稱三相電路（Y-Y三相四線制)不對(duì)稱時(shí)，各相電壓對(duì)稱，電流不對(duì)稱的。需分別計(jì)算

電源中點(diǎn)與負(fù)載中點(diǎn)電位不等。不對(duì)稱三相電路（Y-Y三相三線制)Y-?總結(jié)3.1三相交流電源3.2三相負(fù)載的連接(2)

相電流對(duì)稱，則線電流也對(duì)稱(4)線電流相位落后對(duì)應(yīng)相電流30o

(1)負(fù)載兩端的電壓等于對(duì)應(yīng)的電源的線電壓參考方向?qū)ΨQ三相電路（Y-?)3.3三相電路的功率

一般關(guān)系式：對(duì)稱負(fù)載：有功功率星形接法對(duì)稱負(fù)載：三相電路的功率ZZ注意：角仍然是相電壓與相電流間的夾角！三角形接法對(duì)稱負(fù)載：三相電路的功率ACB依照相同的方法可得三相對(duì)稱負(fù)載電路的無功功率及視在功率：三相對(duì)稱負(fù)載三相電路的功率有功功率：無功功率：視在功率：例題4ACB已知：求：解：1、星接負(fù)載線電流：例題4ABC解：2、三角形負(fù)載是電阻。相電流與負(fù)載的相電壓同相；線電流比相電流大倍，相位落后。例題4ACB解：3、求三相對(duì)稱負(fù)載作三角形聯(lián)結(jié)，UL

=220V，當(dāng)S1、S2均閉合時(shí)，各電流表讀數(shù)均為17.3A，三相功率

P=4.5kW，試求:

1)每相負(fù)載的電阻和感抗；

2)S1合、S2斷開時(shí),各電流表讀數(shù)和有功功率P；

3)S

1斷、S

2閉合時(shí),各電流表讀數(shù)和有功功率P。ZCAAAAS1S2ZABZBCCAB例題5或：P=I2RP=UIcos

tg

=XL/R解：(1)由已知條件可求得ZCAAAAS1S2ZABZBCCAB2)S1閉合、S2斷開時(shí)

IA=IC=10AIB

=17.32A流過電流表A、C的電流變?yōu)橄嚯娏鱅P，流過電流表B的電流仍為線電流IL。因?yàn)殚_關(guān)s均閉合時(shí)

每相有功功率P=1.5kW

當(dāng)S1合、S2斷時(shí)，ZAB、ZBC

的相電壓和相電流不變，則PAB、PBC不變。P=PAB+PBC

=3kWS1AAAS2ZABZCAZBCCABIB

=0A3)S1斷開、S2閉合時(shí)變?yōu)閱蜗嚯娐穁ABZBCZCAACI1I2

I1仍為相電流

IP

，

I2

變?yōu)?/2

IP

。

IA=IC

=10A+5A=15A

I2

變?yōu)?/2

IP，所以AB、BC

相的功率變?yōu)樵瓉淼?/4

。

P=1/4PAB+1/4PBC+PCA

=0.375W+0.375W+1.5W

=2.25kWAAAS1S2ZABZBCZCAABC

某大樓電燈發(fā)生故障，第二層樓和第三層樓所有電燈都突然暗下來，而第一層樓電燈亮度不變，試問這是什么原因？這樓的電燈是如何聯(lián)接的？同時(shí)發(fā)現(xiàn)，第三層樓的電燈比第二層樓的電燈還暗些，這又是什么原因？解:(1)本系統(tǒng)供電線路圖P

三層二層ABCN–+一層思考題三相交流電路小結(jié)對(duì)稱負(fù)載：（不論星接角接）電壓對(duì)稱、電流對(duì)稱，只需計(jì)算一相不對(duì)稱負(fù)載：每相分別計(jì)算。星形接法三角形接法電源對(duì)稱負(fù)載第3章

三相電路結(jié)束三相電路習(xí)題一、選擇題：1．已知對(duì)稱三相電源的相電壓uA=10sin(ωt+60°)V，相序?yàn)锳─B─C，則當(dāng)電源星形聯(lián)接時(shí)線電壓uAB為（）V。A.17.32sin(ωt-30°)B.10sin(ωt+90°)C.17.32sin(ωt+90°)

D.17.32sin(ωt+150°)√2.對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)是指（）的三相電動(dòng)勢(shì)。A．電壓相等、頻率不同、初相角均120°B．電壓不等、頻率不同、相位互差180°C．最大值相等、頻率相同、相位互差120°√3.三相負(fù)載對(duì)稱的條件（）。A.每相復(fù)阻抗相等

B.每相阻抗值相等C.每相阻抗值相等,阻抗角相差120°D.每相阻抗值和功率因數(shù)相等√4.三相對(duì)稱電路是指（）A、三相電源對(duì)稱的電路；B、三相負(fù)載對(duì)稱的電路；C、三相電源和三相負(fù)載均對(duì)稱的電路?！?．若要求三相負(fù)載中各相電壓均為電源相電壓，則負(fù)載應(yīng)接成（）。A.三角形聯(lián)接

B.星形無中線C.星形有中線

√6．若要求三相負(fù)載中各相電壓均為電源線電壓，則負(fù)載應(yīng)接成（）。A.星形無中線B.星形有中線C.三角形聯(lián)接√7．三相對(duì)稱負(fù)載作三角形連接時(shí)（）。A.，B.，C.不一定D.都不正確√8．三相對(duì)稱負(fù)載作星形連接時(shí)（）。A.，B.，C.不一定D.都不正確√9．對(duì)稱三相交流電路，三相負(fù)載為△連接，當(dāng)電源線電壓不變時(shí)，三相負(fù)載換為Y連接，三相負(fù)載的相電流應(yīng)（）。A.減小B.增大C.不變?！?0．已知三相電源線電壓UL=380V，三角形聯(lián)接對(duì)稱負(fù)載Ｚ＝(6+j8)Ω。則線電流

=（）A。A.

B.

C.38D.22√11．對(duì)稱三相交流電路中，三相負(fù)載為△連接，當(dāng)電源電壓不變，而負(fù)載變?yōu)閅連接時(shí)，對(duì)稱三相負(fù)載所吸收的功率（）。

A.減小，B.增大，C.不變?！?2.三相不對(duì)稱負(fù)載的星形聯(lián)接，若中性線斷開，電流、電壓及負(fù)載將發(fā)生（）。A．電壓不變，只是電流不一樣。負(fù)載能正常工作。B．電壓不變，電流也不變。負(fù)載正常工作。C．各相電流、電壓都發(fā)生變化，會(huì)使負(fù)載不能正常工作或損壞。D．不一定電壓會(huì)產(chǎn)生變化，只要斷開負(fù)載，負(fù)載就不會(huì)損壞?！?3.在三相四線制中,當(dāng)三相負(fù)載不平衡時(shí),三相電壓相等,中性線電流(

)。A.等于零

B.不等于零C.增大

D.減小√14.在三相四線制的中線上，不準(zhǔn)安裝開關(guān)和熔斷器的原因是（）。A.中線上沒有電纜B.開關(guān)接通或斷開對(duì)電路無影響C.安裝開關(guān)和熔斷器降低中線的機(jī)械強(qiáng)度D.開關(guān)斷開或熔絲熔斷后，三相不對(duì)稱負(fù)載承受三相不對(duì)稱電壓的作用，無法正常工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀負(fù)載。√15．某對(duì)稱三相負(fù)載，當(dāng)接成星形時(shí)，三相功率為

，保持電源線電壓不變，而將負(fù)載該接成三角形，則此時(shí)三相功率為（）。

A.

B.

C.

D.√16.三相電路如上圖所示，若電源線電壓為220V，則當(dāng)U相負(fù)載短路時(shí)，電壓表V的讀數(shù)為（

）V。A.0B.

220C.

380D.

19017.若正常時(shí)電流表A讀數(shù)為10A，則當(dāng)U相開路時(shí)，電流表A的讀數(shù)為（）A。

A.10B.5

C.D.

D.10√√18.電路如上圖所示，已知電源線電壓為380V，如果負(fù)載V線斷開，則斷開間電壓U0=（）V。A.380B.0C.330D.220

E.以上都不是√19．無論三相電路是Y連接或△連接,當(dāng)三相電路負(fù)載對(duì)稱時(shí),其總功率為（）A.

B