《電工電子技術(shù)》課件 項目四 三相正弦交流電路設(shè)計

三相正弦交流電路設(shè)計目四項認識三相正弦交流電分析三相負載的連接任務(wù)1任務(wù)2目錄CONTENTS計算三相負載的功率任務(wù)3任務(wù)1認識三相正弦交流電一、三相交流電源的產(chǎn)生與特點1.三相交流電源的產(chǎn)生三相交流發(fā)電機主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，在發(fā)電機的定子中嵌有三相電樞繞組，每相繞組結(jié)構(gòu)完全相同，在空間位置上相互間隔120°，分別稱為U相、V相、W相繞組，繞組的始端標(biāo)以U1、V1、W1，對應(yīng)的末端標(biāo)以U2、V2、W2；轉(zhuǎn)子是一對磁極的電磁鐵，它以角速度勻速旋轉(zhuǎn)時，將在三相繞組中分別感應(yīng)出個最大值相等、頻率相同、相位上彼此相差120°的三個正弦電動勢、、，稱為對稱三相電動勢。電動勢的參考方向選定為繞組的末端指向始端。2.三相交流電源的特點三相交流電與前面討論的單相交流電相比，具有下列優(yōu)點：（1）制造三相發(fā)電機和變壓器比制造同容量的單相交流發(fā)電機和單相變壓器省材料。（2）在輸電距離、輸送功率、輸電等級、負載的功率因數(shù)，輸電損失及輸電線材都相同的條件下，用三相輸電所需輸電線材更省，經(jīng)濟效益明顯。（3）三相電流能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，從而能制成結(jié)構(gòu)簡單、性能良好的三相異步電動機。二、三相對稱電動勢的表示法以三相對稱電動勢中的U相為參考正弦量，則三相對稱電動勢的解析式為或由三相對稱電動勢的波形圖可知，三相電動勢達到最大值的時間是不同的，通常把三相電動勢依次達到正向最大值的順序稱為相序。若相序為U—V—W—U，則稱為正序或順序，若相序為V—U—W—V，則稱為負序或逆序。工程上通用的相序是正序。三、三相交流電源的連接1.電源的星形連接由三根相線和一根中性線所組成的輸電方式稱為三相四線制（通常在低壓配電中采用）；只有三根相線所組成的輸電方式稱為三相三線制（通常在高壓輸電工程或三相電動機供電中采用）。每相繞組始端與末端之間的電壓或相線與中性線之間的電壓稱為相電壓，用相量、、或符號表示，其參考方向規(guī)定為始端指向末端。任意兩相始端之間的電壓或相線與相線之間的電壓稱為線電壓，用相量、、或符號表示，規(guī)定線電壓的參考方向是自第一個下標(biāo)指向第二個下標(biāo)。

根據(jù)基爾霍夫電壓定律可知作出相量圖從圖中可以看出：當(dāng)相電壓對稱時，線電壓也對稱；在相位上線電壓超前對應(yīng)的相電壓30°；線電壓的有效值是相電壓的有效值的倍。2.電源的三角形連接三相電源作三角形連接時，線電壓與相電壓相等，即若為對稱三相正弦電動勢，則根據(jù)基爾霍夫電壓定律可知，三角形閉合回路的總電動勢為零或

發(fā)電機三相繞組接成三角形，要求三相電動勢絕對對稱，繞組回路不得產(chǎn)生環(huán)流，否則將燒毀發(fā)電機，這是不易做到的，所以實際上三相發(fā)電機繞組一般不采用三角形連接，但供電系統(tǒng)中的三相變壓器繞組有時采用三角形連接。任務(wù)2分析三相負載的連接一、三相負載的星形連接1.相電壓和線電壓2.相電流和線電流（1）三相對稱負載三相負載對稱時，中性線電流為零，因此取消中性線也不會影響三相電路的工作，這時三相四線制就變成了三相三線制（2）三相不對稱負載各相電流的大小不相等，相位差也不一定是120°，中性線中有電流通過，此時中性線是不能省去的，而必須采用三相四線制供電。二、三相負載的三角形連接1.相電壓和線電壓2.相電流和線電流三相相電流相量分別為三相線電流相量分別為根據(jù)基爾霍夫電流定律線電流的相位滯后與之對應(yīng)的相電流30°任務(wù)3計算三相負載的功率一、有功功率相電壓分別為相電流分別為各相的功率因數(shù)分別為則各相負載的有功功率分別為三相負載總的有功功率為若三相負載對稱，則每相的有功功率相等，故有

二、無功功率設(shè)每相電路的無功功率分別為則三相電路無功功率為若是三相對稱負載三、視在功率三相對稱負載的視在功率為

四、電路設(shè)計與分析1.電路設(shè)計根據(jù)工作任務(wù)要求，所接的負載需要兩種額定電壓，因此電源須采用星形連接的三相四線制。由于照明電燈為單相負載，連接時須將這些單相負載均衡地分配在各相電源上，因此將60盞照明電燈每20個一組分別接入U、V、W三相。電動機為三相對稱負載，額定電壓為380V，須采用三角形連接接入U、V、W三相。2.電路分析該電路中的電燈為純電阻，其消耗的功率為有功功率，