電路第五版課件第12章 三相電路

1、第第1212章章 三相電路三相電路 三相電路三相電路12.1 線電壓線電壓(電流電流)與相電壓與相電壓(電流電流)的關(guān)系的關(guān)系12.2 對(duì)稱三相電路的計(jì)算對(duì)稱三相電路的計(jì)算12.3 不對(duì)稱三相電路的概念不對(duì)稱三相電路的概念12.4 三相電路的功率三相電路的功率12.5 首首 頁(yè)頁(yè) 本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) l重點(diǎn)重點(diǎn) 1. 1.三相電路的基本概念三相電路的基本概念 2. 2.對(duì)稱三相電路的分析對(duì)稱三相電路的分析 3. 3.不對(duì)稱三相電路的概念不對(duì)稱三相電路的概念 4. 4.三相電路的功率三相電路的功率 返 回 三相電路由三相電源、三相電路由三相電源、三相負(fù)載和三相輸電三相負(fù)載和三相輸電 線路三部分組成

2、。線路三部分組成。 發(fā)電方面：比單項(xiàng)電源可提高功率發(fā)電方面：比單項(xiàng)電源可提高功率50； 輸電方面：比單項(xiàng)輸電節(jié)省鋼材輸電方面：比單項(xiàng)輸電節(jié)省鋼材25； 12.1 12.1 三相電路三相電路 l三相電路的優(yōu)點(diǎn)三相電路的優(yōu)點(diǎn) 下 頁(yè)上 頁(yè) 配電方面：三相變壓器比單項(xiàng)變壓器經(jīng)濟(jì)且便配電方面：三相變壓器比單項(xiàng)變壓器經(jīng)濟(jì)且便 于接入負(fù)載；于接入負(fù)載； 運(yùn)電設(shè)備：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、運(yùn)行可靠、維運(yùn)電設(shè)備：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、運(yùn)行可靠、維 護(hù)方便。護(hù)方便。 返 回 l三相電路的特殊性三相電路的特殊性 （1 1）特殊的電源）特殊的電源 （2 2）特殊的負(fù)載）特殊的負(fù)載 （3 3）特殊的連接）特殊的連接 （4 4）

3、特殊的求解方式）特殊的求解方式 以上優(yōu)點(diǎn)使三相電路在動(dòng)力方面獲得了廣泛應(yīng)以上優(yōu)點(diǎn)使三相電路在動(dòng)力方面獲得了廣泛應(yīng) 用，是目前電力系統(tǒng)采用的主要供電方式。用，是目前電力系統(tǒng)采用的主要供電方式。 研究三相電路要注意其特殊性。研究三相電路要注意其特殊性。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 1.1.對(duì)稱三相電源的產(chǎn)生對(duì)稱三相電源的產(chǎn)生 通常由三相同步發(fā)通常由三相同步發(fā) 電機(jī)產(chǎn)生，三相繞組在電機(jī)產(chǎn)生，三相繞組在 空間互差空間互差120，當(dāng)轉(zhuǎn)子，當(dāng)轉(zhuǎn)子 以均勻角速度以均勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 在三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng)在三相繞組中產(chǎn)生感應(yīng) 電壓，從而形成對(duì)稱三電壓，從而形成對(duì)稱三 相電源。相電源。 三相同步發(fā)電機(jī)示意圖三相

4、同步發(fā)電機(jī)示意圖 三相電源是三個(gè)頻率相同、振幅相同、相位彼三相電源是三個(gè)頻率相同、振幅相同、相位彼 此相差此相差1200的正弦電源。的正弦電源。 N S I A Z B X C Y 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 瞬時(shí)值表達(dá)式瞬時(shí)值表達(dá)式 )120cos(2)( )120cos(2)( cos2)( o C o B A tUtu tUtu tUtu 波形圖波形圖 A、B、C 三端稱為始端三端稱為始端， X、Y、Z 三端稱為末端三端稱為末端。 u t uA uBuC o A + X uA B + Y uB C + Z uC 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 相量表示相量表示 120 120 0 o C

5、 o B o A UU UU UU A U C U B U 120 120 120 對(duì)稱三相電源的特點(diǎn)對(duì)稱三相電源的特點(diǎn) 0 0 CB A CBA UUU uuu BA UU 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 正序正序( (順序順序) )：ABCA 負(fù)序負(fù)序( (逆序逆序) )：ACBA A B C 相序的實(shí)際意義：相序的實(shí)際意義： 以后如果不加說(shuō)明，一般都認(rèn)為是正相序。以后如果不加說(shuō)明，一般都認(rèn)為是正相序。 D A B C 1 2 3 D A C B 1 2 3 正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn) A B C 三相電源各相經(jīng)過(guò)同一值三相電源各相經(jīng)過(guò)同一值( (如最大值如最大值) )的先后順序。的先后順序。 對(duì)稱三相電源的

6、相序?qū)ΨQ三相電源的相序 三相電機(jī)三相電機(jī) 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 2. 2. 三相電源的聯(lián)接三相電源的聯(lián)接 X, Y, Z 接在一起的點(diǎn)稱為接在一起的點(diǎn)稱為Y聯(lián)接對(duì)稱三相聯(lián)接對(duì)稱三相 電源的中性點(diǎn)，用電源的中性點(diǎn)，用N表示。表示。 （1 1）星形聯(lián)接）星形聯(lián)接( (Y聯(lián)接聯(lián)接) ) + A N X + B Y + C Z A U B U C U + + + A B C N A U B U C U - 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 （2 2）三角形聯(lián)接）三角形聯(lián)接( (聯(lián)聯(lián)接接) ) 三角形聯(lián)接的對(duì)稱三相電源沒(méi)有中點(diǎn)。三角形聯(lián)接的對(duì)稱三相電源沒(méi)有中點(diǎn)。 注意 + A X B Y C Z A U B U C U

7、 + + + X + + C Y Z A B C B U C U A U 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 3. 3. 三相負(fù)載及其聯(lián)接三相負(fù)載及其聯(lián)接 (1) 星形聯(lián)接星形聯(lián)接 CBA ZZZ 當(dāng)當(dāng) 稱三相對(duì)稱負(fù)載稱三相對(duì)稱負(fù)載 三相電路的負(fù)載由三部分組成，其中每一部分三相電路的負(fù)載由三部分組成，其中每一部分 稱為一相負(fù)載，三相負(fù)載也有二種聯(lián)接方式。稱為一相負(fù)載，三相負(fù)載也有二種聯(lián)接方式。 A B C N ZA ZC ZB A B C N ZA ZC ZB 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 (2) 三角形聯(lián)接三角形聯(lián)接 A B C ZBC ZCA ZAB A B C ZBC ZCA ZAB CABCAB ZZZ 當(dāng)當(dāng)稱

8、三相對(duì)稱負(fù)載稱三相對(duì)稱負(fù)載 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 4. 4. 三相電路三相電路 三相電路就是由對(duì)稱三相電源和三相負(fù)載聯(lián)三相電路就是由對(duì)稱三相電源和三相負(fù)載聯(lián) 接起來(lái)所組成的系統(tǒng)。工程上根據(jù)實(shí)際需要可以接起來(lái)所組成的系統(tǒng)。工程上根據(jù)實(shí)際需要可以 組成：組成： 電源電源 Y Y 負(fù)載負(fù)載 電源電源 Y 負(fù)載負(fù)載 當(dāng)電源和負(fù)載都對(duì)稱時(shí)，稱為對(duì)稱三相電路。當(dāng)電源和負(fù)載都對(duì)稱時(shí)，稱為對(duì)稱三相電路。 注意 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 三相四線制三相四線制 Y YY Z Z Z N + A N + B + C A U B U C U Z Z Z + A + B + C A U B U 三相三線制三相三線制 下 頁(yè)上

9、頁(yè)返 回 1. 名詞介紹名詞介紹 + A N X + B Y + C Z A U B U C U + A X B Y C Z A U B U C U + + 端線端線( (火線火線) )：始端：始端A, B, C 三端引出線。三端引出線。 中線：中性點(diǎn)中線：中性點(diǎn)N引出線，引出線， 連接連接無(wú)中線。無(wú)中線。 12.2 12.2 線電壓線電壓( (電流電流) )與相電壓與相電壓( (電流電流) )的關(guān)系的關(guān)系 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 相電壓：每相電源的電壓。相電壓：每相電源的電壓。 線電壓：端線與端線之間的電壓。線電壓：端線與端線之間的電壓。 CACB BA , UUU CBA , UUU + A

10、X B Y C Z A U B U C U + + + A N X + B Y + C Z A U B U C U BA U BA U BC U BC U CA U CA U 線電流：流過(guò)端線的電流。線電流：流過(guò)端線的電流。 CBA III , A I B I C I A I B I C I 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 A B C ZBC ZCA ZAB A B C N ZA ZC ZB 負(fù)載的相電壓：每相負(fù)載上的電壓。負(fù)載的相電壓：每相負(fù)載上的電壓。 負(fù)載的線電壓：負(fù)載端線間的電壓。負(fù)載的線電壓：負(fù)載端線間的電壓。 , NCNBNA UUU , ACCBBA UUU , ACCBBA UUU 線電流

11、：流過(guò)端線的電流。線電流：流過(guò)端線的電流。 CBA III , 相電流：流過(guò)每相負(fù)載的電流。相電流：流過(guò)每相負(fù)載的電流。 cabcabcba IIIIII , , N B U + +- - A C U + + - -A I A I a I ab I 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 Y聯(lián)接聯(lián)接 o CCN o BBN o ANA 120 120 0 UUU UUU UUU設(shè)設(shè) + A + B + C A U B U C U BA U BC U CA U A I B I C I ooo NA CNCA ooo CN NBCB ooo BN NABA 15030120 903120120 3031200 UUU

12、UUU UUUUUU UUUUUU 2. 2. 相電壓和線電壓的關(guān)系相電壓和線電壓的關(guān)系 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 BN U 利用相量圖得到相電壓和線電壓之間的關(guān)系：利用相量圖得到相電壓和線電壓之間的關(guān)系： 線電壓對(duì)稱線電壓對(duì)稱( (大小相等，大小相等， 相位互差相位互差120o) 一般表示為：一般表示為： BA U 30o NA U BN U CN U 30o 30o BC U CA U NA U BN U CN U BA U BC U CA U o CN CA o BN CB o AN BA 303 303 303 UU UU UU 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 對(duì)對(duì)Y聯(lián)聯(lián)接的接的對(duì)稱三相電源對(duì)稱三相電源

13、 所謂的所謂的“對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)”：對(duì)應(yīng)相電壓用線電壓的：對(duì)應(yīng)相電壓用線電壓的 第一個(gè)下標(biāo)字母標(biāo)出。第一個(gè)下標(biāo)字母標(biāo)出。 (1) 相電壓對(duì)稱，則線電壓也對(duì)稱相電壓對(duì)稱，則線電壓也對(duì)稱 (3) 線電壓相位領(lǐng)先對(duì)應(yīng)相電壓線電壓相位領(lǐng)先對(duì)應(yīng)相電壓30o。 pl UU33 )2(即即 倍倍, ,的的線線電電壓壓大大小小等等于于相相電電壓壓 CN CA BN C B AN B A UU UU UU 結(jié)論 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 聯(lián)聯(lián)接接 o C o B o A 120 120 0 UU UU UU設(shè)設(shè) o CCA o BCB o ABA 120 120 0 UUU UUU UUU 線電壓等于對(duì)應(yīng)的相電壓線電壓等于對(duì)

14、應(yīng)的相電壓 以上關(guān)于線電壓和相電壓的關(guān)系也適以上關(guān)于線電壓和相電壓的關(guān)系也適 用于對(duì)稱星型負(fù)載和三角型負(fù)載。用于對(duì)稱星型負(fù)載和三角型負(fù)載。 注意 + A X B Y C Z A U B U C U + + BA U BC U CA U C I A I B I 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 聯(lián)聯(lián)接電源始端末端要依次相連。接電源始端末端要依次相連。 正確接法正確接法 錯(cuò)誤接法錯(cuò)誤接法 I =0 電源電源中不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流中不會(huì)產(chǎn)生環(huán)流 A U B U C U I 0CB A UUU C CB A 2 UUUU A U B U C U I C U 總 U I 0 電源電源中將會(huì)產(chǎn)生環(huán)流中將會(huì)產(chǎn)生環(huán)流 下 頁(yè)上 頁(yè)

15、返 回 2. 2. 相電流和線電流的關(guān)系相電流和線電流的關(guān)系 Y聯(lián)接時(shí)，線電流等于相電流。聯(lián)接時(shí)，線電流等于相電流。 Z Z Z N + N + + A U B U C U A I B I C I N I Y聯(lián)接聯(lián)接 結(jié)論 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 Z U Z U I NANA A 3 3/ Z U BA 0 30)3(3 0 303 ab I + A U B U C U + + A I B I C I Z Z Z ab I bc I ca I 0 303 Z U A 結(jié)論聯(lián)接的對(duì)稱電路：聯(lián)接的對(duì)稱電路： .33 ) 1 ( pl II 即即 倍倍, ,的的線線電電流流大大小小等等于于相相電電流流

16、(2) 線電線電流流相位相位滯后滯后對(duì)應(yīng)相電對(duì)應(yīng)相電流流30o。 Z/3 Z/3 Z/3 N C B A Z U Iab A 聯(lián)接聯(lián)接 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 13.3 13.3 對(duì)稱三相電路的計(jì)算對(duì)稱三相電路的計(jì)算 對(duì)稱三相電路由于電源對(duì)稱、負(fù)載對(duì)稱、線路對(duì)稱三相電路由于電源對(duì)稱、負(fù)載對(duì)稱、線路 對(duì)稱，因而可以引入一特殊的計(jì)算方法。對(duì)稱，因而可以引入一特殊的計(jì)算方法。 1. 1. YY聯(lián)接聯(lián)接( (三相三線制）三相三線制） ZZ UU UU UU | 120 120 0 o C o B o A 設(shè)設(shè) Z Z Z N + N + + A U B U C U A I B I C I 下 頁(yè)上 頁(yè)返

17、回 以以N點(diǎn)為參考點(diǎn)，對(duì)點(diǎn)為參考點(diǎn)，對(duì)N 點(diǎn)列寫(xiě)結(jié)點(diǎn)方程：點(diǎn)列寫(xiě)結(jié)點(diǎn)方程： CBANN 111 ) 111 (U Z U Z U Z U ZZZ 0 0)( 13 NNCB A NNUUUU Z U Z N N U Z Z Z N + N + + A U B U C U A I B I C I 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 負(fù)載側(cè)相電壓：負(fù)載側(cè)相電壓： o CNC o BNB o ANA 120 120 0 UUU UUU UUU 因因N，N兩點(diǎn)等電位，可將其短路，兩點(diǎn)等電位，可將其短路， 且其中電流為零。這樣便可將三相電路的計(jì)算化為且其中電流為零。這樣便可將三相電路的計(jì)算化為 單單相電路的計(jì)算。相電路

18、的計(jì)算。 N A U 也為對(duì)也為對(duì) 稱電壓稱電壓 結(jié)論 Z Z Z N + N + + A U B U C U A I B I C I A相計(jì)算電路相計(jì)算電路 + A U A I A NN Z 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 計(jì)算電流：計(jì)算電流： Z U Z U Z U I Z U Z U Z U I Z U Z U Z U I o CNC C o BNB B ANA A 120 | 120 | | 為對(duì)稱為對(duì)稱 電流電流 電源中點(diǎn)與負(fù)載中點(diǎn)等電位。電源中點(diǎn)與負(fù)載中點(diǎn)等電位。有無(wú)中線對(duì)電路情有無(wú)中線對(duì)電路情 況沒(méi)有影響。況沒(méi)有影響。 對(duì)稱情況下，各相電壓、電流都是對(duì)稱的，可對(duì)稱情況下，各相電壓、電流都是對(duì)

19、稱的，可 采用一相（采用一相（A相）等效電路計(jì)算。其它兩相的電相）等效電路計(jì)算。其它兩相的電 壓、電流可按對(duì)稱關(guān)系直接寫(xiě)出。壓、電流可按對(duì)稱關(guān)系直接寫(xiě)出。 結(jié)論 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 Y形聯(lián)接的對(duì)稱三相負(fù)載，根據(jù)相、線電壓、電形聯(lián)接的對(duì)稱三相負(fù)載，根據(jù)相、線電壓、電 流的關(guān)系得：流的關(guān)系得： aA IIUU ,303 NAAB 2. 2. Y聯(lián)聯(lián)接接 ZZ UU UU UU | 120 120 0 o C o B 0 A 設(shè)設(shè) 解法解法1負(fù)載上相電壓與線電壓相等：負(fù)載上相電壓與線電壓相等： o CAca o BCbc o ABab 1503 903 303 UUU UUU UUU Z Z Z +

20、 A + B + C A U B U c a b C U 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 Z U Z U I Z U Z U I Z U Z U I o ca ca o bc bc o ab ab 150 | 3 90 | 3 30 | 3 相電流：相電流： 線電流：線電流： o cabccaC o bcabbcB o abcaabA 303 303 303 IIII IIII IIII 30o 30oA U ab I ab U 30o A I 30o bc I ca I B I C I ca I 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 c a b + A U B U C U + + A I B I C I Z Z Z ab

21、 I bc I ca I 負(fù)載上相電壓與線電壓相等，且對(duì)稱。負(fù)載上相電壓與線電壓相等，且對(duì)稱。 線電流與相電流對(duì)稱。線電流是相電流的線電流與相電流對(duì)稱。線電流是相電流的 倍，相位落后相應(yīng)相電流倍，相位落后相應(yīng)相電流30。 3 根據(jù)一相的計(jì)算結(jié)果，由對(duì)稱性可得到其余兩根據(jù)一相的計(jì)算結(jié)果，由對(duì)稱性可得到其余兩 相結(jié)果。相結(jié)果。 解法解法2 結(jié)論 Z/3 Z/3 Z/3 N c b a 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 Z U Z U Z U I | 33 3/ ANa A Z U II oo Aab30 | 3 30 3 1 oo anab303303UUU 利用計(jì)算相電流的一相等效電路。利用計(jì)算相電流的一相等

22、效電路。 303 3 303 30 | 3 o ab ab UUU Z U II Z U Z U Z U I ABab abA AB 解法解法3 a Z/3 A相計(jì)算電路相計(jì)算電路 + A U A I A NN a Z + AB U ab I A B b 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 3. 3. 電源為電源為聯(lián)接時(shí)的對(duì)稱三相電路的計(jì)算聯(lián)接時(shí)的對(duì)稱三相電路的計(jì)算 將將 電源用電源用Y電源電源 替代，保證其線電壓替代，保證其線電壓 相等。相等。 o CAC o BCB o ABA 30 3 1 30 3 1 30 3 1 UU UU UU A B C + BA U C B U A C U + + + A +

23、 B + C A U B U C U 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 例例 30 3 1 ABA UU + BA U BC U CA U + + A I B I C I Z Z Z ab I bc I ca I b A C B Zl Zl Zl a c+ A U B U C U + + A I B I C I Z/3 Z/3 b A C B Zl Zl Zl a c Z/3 Z/3 Zl a + A U A I A NN 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 (1)將所有三相電源、負(fù)載都化為等值將所有三相電源、負(fù)載都化為等值YY接電路；接電路； (2)連接負(fù)載和電源中點(diǎn)，中線上若有阻抗可不計(jì)；連接負(fù)載和電源中點(diǎn)，中線上若有

24、阻抗可不計(jì)； (3)畫(huà)出單相計(jì)算電路，求出一相的電壓、電流：畫(huà)出單相計(jì)算電路，求出一相的電壓、電流： (4)根據(jù)根據(jù)接、接、Y接時(shí)接時(shí)線量、相量之間的關(guān)系，求線量、相量之間的關(guān)系，求 出原電路的電流電壓。出原電路的電流電壓。 (5) 由對(duì)稱性，得出其它兩相的電壓、電流。由對(duì)稱性，得出其它兩相的電壓、電流。 對(duì)稱三相電路的一般計(jì)算方法對(duì)稱三相電路的一般計(jì)算方法: : 一相電路中的電壓為一相電路中的電壓為Y接時(shí)的相電壓。接時(shí)的相電壓。 一相電路中的電流為線電流。一相電路中的電流為線電流。 小結(jié) 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 例例1 對(duì)稱三相電源線電壓為對(duì)稱三相電源線電壓為380V，Z=6.4+j4.8， Z

25、l =6.4+j4.8。求負(fù)載求負(fù)載 Z 的相、線電壓和電流。的相、線電壓和電流。 解解畫(huà)出一相計(jì)算圖畫(huà)出一相計(jì)算圖 Z Zl a + A U A I A NN + A U B U C U + + A I B I C I Z Z A C B Zl Zl Zl Z NN a c b 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 A 3.171 .17 43.188.12 03220 j8.89.4 03220 o o o o AN A l ZZ U I V2 .368 .1369 .3683.171 .17 ooo ANa ZIU V2 . 69 .236 V2 . 68 .1363303 ooo anab UU V03

26、220 V 0380 o A o AB U U 則則 設(shè)設(shè) Z Zl a + A U A I A NN 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 例例2 對(duì)稱三相負(fù)載分別接成對(duì)稱三相負(fù)載分別接成Y和和型。求線電流。型。求線電流。 解解 Z U I AN AY Z U Z U I ANAN A3 3/ Y 3 II 應(yīng)用：應(yīng)用：Y降壓起動(dòng)。降壓起動(dòng)。 YA I A B C Z Z Z A I A B C Z Z Z 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 例例3 對(duì)稱三相電路，電源線電壓為對(duì)稱三相電路，電源線電壓為380V，|Z1|=10， cos1 =0.6( (感性感性) )，Z2= j50， ZN=1+ j2。 求：線電流、相電流

27、，畫(huà)出相量圖求：線電流、相電流，畫(huà)出相量圖( (以以A相為例相為例) )。 解解 V 03380 V0220 o AB o AN U U設(shè)設(shè) 畫(huà)出一相計(jì)算圖畫(huà)出一相計(jì)算圖 + _ Z1 AN U A I A IA I 3 2 Z + _ _ _ + + N A C B Z1 Z2 ZN N A I A I A I AN U 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 3 50 j 3 1 8 j61 .5310 1 .53,6 . 0cos 22 1 11 ZZ Z A6 .17j13.2A13.5322 13.5310 0220 o o o 1 AN A Z U I j13.2A 3/50j 0220 o 2 AN

28、 A Z U I A4 .189 .13 o AAA III 根據(jù)對(duì)稱性，得根據(jù)對(duì)稱性，得B、C相的線電流、相電流：相的線電流、相電流： A6 .1019 .13 A4 .1389 .13 o C o B I I + _ Z1 AN U A I A IA I 3 2 Z 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 由此可以畫(huà)出相量圖：由此可以畫(huà)出相量圖： A9 .6622 A1 .17322 A1 .5322 : o C o B o A I I I 第一組負(fù)載的三相電流第一組負(fù)載的三相電流 A12013.2 A013.2 A12013.230 3 1 o CA2 o BC2 oo AAB2 I I II : :第二組

29、負(fù)載的相電流第二組負(fù)載的相電流 30o 53.1o 18.4o A I A I A IAB2 IAB U AN U 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 例例4 各負(fù)載如圖所示.各負(fù)載如圖所示.已知已知 V, 03 o AB UU A3A2A1 , ,: III求求 消去互感，進(jìn)行消去互感，進(jìn)行Y變換，取變換，取A相計(jì)算電路相計(jì)算電路 + + + _ _ _ Z1 Z1 Z1 Z2 Z2 Z2 Zn L L L R R R A B C A1 I A2 I A3 I AN U BN U CN U M * * * M M A4 I LM LM LM 解解 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 負(fù)載化為負(fù)載化為Y接。接。 根據(jù)對(duì)稱性，

30、中性電阻根據(jù)對(duì)稱性，中性電阻 Zn 短路。短路。 V 0303 3 1 oo ABAN UUU 可由分流得到.可由分流得到.A3A2 321 AN A1 , , / 3 1 II ZZZ U I .30 3 1 o A3A4 II 相相電電流流 )(j 3 MLRZ Z1 A3 I Z2/3Z3 + _ AN U A2 I A1 I 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 電源不對(duì)稱（不對(duì)稱程度小，系統(tǒng)保證其對(duì)稱電源不對(duì)稱（不對(duì)稱程度小，系統(tǒng)保證其對(duì)稱) )。 電路參數(shù)電路參數(shù)( (負(fù)載負(fù)載) )不對(duì)稱情況很多。不對(duì)稱情況很多。 電源對(duì)稱，負(fù)載不對(duì)稱電源對(duì)稱，負(fù)載不對(duì)稱( (低壓電力網(wǎng)低壓電力網(wǎng)) ) 。 分析方

31、法分析方法 不對(duì)稱不對(duì)稱 復(fù)雜交流電路分析方法。復(fù)雜交流電路分析方法。 主要了解：中性點(diǎn)位移。主要了解：中性點(diǎn)位移。 12.4 12.4 不對(duì)稱三相電路的概念不對(duì)稱三相電路的概念 討論對(duì)象討論對(duì)象 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 負(fù)載各相電壓：負(fù)載各相電壓： 三相負(fù)載三相負(fù)載Za、Zb、 Zc不相同。不相同。 0 /1/1/1/1 / Ncba c CN b BN a AN NN ZZZZ ZUZUZU U NNCNCN NNBNBN NNANAN UUU UUU UUU N + N + + A U B U C U ZN Za Zb Zc 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 負(fù)載中點(diǎn)與電源中點(diǎn)不重合。負(fù)載中點(diǎn)與電源中點(diǎn)不

32、重合。 在電源對(duì)稱情況下，可以根據(jù)中點(diǎn)位移的在電源對(duì)稱情況下，可以根據(jù)中點(diǎn)位移的 情況來(lái)判斷負(fù)載端不對(duì)稱的程度。當(dāng)中點(diǎn)位移較大情況來(lái)判斷負(fù)載端不對(duì)稱的程度。當(dāng)中點(diǎn)位移較大 時(shí)，會(huì)造成負(fù)載相電壓嚴(yán)重不對(duì)稱，使負(fù)載的工作時(shí)，會(huì)造成負(fù)載相電壓嚴(yán)重不對(duì)稱，使負(fù)載的工作 狀態(tài)不正常。狀態(tài)不正常。 相量圖相量圖 NA U BN U CN U N NN U N NA U BN U NC U 中性點(diǎn)位移中性點(diǎn)位移 注意 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 例例1 (1) 正常情況下，三相四線制，中線阻抗約為零。正常情況下，三相四線制，中線阻抗約為零。 每相負(fù)載的工作每相負(fù)載的工作 情況相對(duì)獨(dú)立。情況相對(duì)獨(dú)立。 (2) 若三相

33、三線制若三相三線制, , 設(shè)設(shè)A相斷路相斷路( (三相不對(duì)稱三相不對(duì)稱) ) 燈泡電壓低，燈燈泡電壓低，燈 光昏暗。光昏暗。 A C B N 照明電路：照明電路： 2/ BCNBNC UUU A C B N N 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 (3) A相短路相短路 超過(guò)燈泡的額定電壓，燈超過(guò)燈泡的額定電壓，燈 泡可能燒壞。泡可能燒壞。 ACABNBNC UUUU 計(jì)算短路電流：計(jì)算短路電流： R U R U I 0 ABA B 303 A C B N B I C I A I R U R U I 0 ACA C 1503 R U R U R U III AA 00 A CBA 3 ) 2 1 j 2 3

34、2 1 j 2 3 ( 3 )15030( 3 )( 短路電流是正常時(shí)電流的短路電流是正常時(shí)電流的3 3倍倍注意 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 要消除或減少中點(diǎn)的位移，盡量減少中線阻抗，要消除或減少中點(diǎn)的位移，盡量減少中線阻抗， 然而從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來(lái)看，中線不可能做得很粗，然而從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來(lái)看，中線不可能做得很粗， 應(yīng)適當(dāng)調(diào)整負(fù)載，使其接近對(duì)稱情況。應(yīng)適當(dāng)調(diào)整負(fù)載，使其接近對(duì)稱情況。 結(jié)論 負(fù)載不對(duì)稱，電源中性點(diǎn)和負(fù)載中性點(diǎn)不等位，負(fù)載不對(duì)稱，電源中性點(diǎn)和負(fù)載中性點(diǎn)不等位， 中線中有電流，各相電壓、電流不存在對(duì)稱關(guān)中線中有電流，各相電壓、電流不存在對(duì)稱關(guān) 系；系； 中線不裝保險(xiǎn)，并且中線較粗。一是減少損耗

35、，中線不裝保險(xiǎn)，并且中線較粗。一是減少損耗， 二是加強(qiáng)強(qiáng)度二是加強(qiáng)強(qiáng)度(中線一旦斷了，負(fù)載不能正常中線一旦斷了，負(fù)載不能正常 工作工作)。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 圖示為相序儀電路。說(shuō)明測(cè)相序的方法圖示為相序儀電路。說(shuō)明測(cè)相序的方法 解解 例例2 2/RReq 應(yīng)用戴維寧定理應(yīng)用戴維寧定理 ACBA CB BAoc UUUU UU UUU 2 3 )( 2 1 2 oc U c U R U N A 當(dāng)當(dāng)C變化時(shí)，變化時(shí)，N在半圓上移動(dòng)在半圓上移動(dòng) A B C C R R N + N + + A U B U C U C Req oc U + A N 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 若以接電容一相為若以接電容一相

36、為A相，則相，則B相電壓比相電壓比C相相 電壓高。電壓高。B相燈較亮，相燈較亮，C相較暗相較暗( (正序正序) )。據(jù)此。據(jù)此 可測(cè)定三相電源的相序?？蓽y(cè)定三相電源的相序。 N C B AN 三相電源的相量圖三相電源的相量圖 Aoc UUAN 2 3 電容斷路，電容斷路，N在在CB線線 中點(diǎn)中點(diǎn) 電容變化，電容變化，N在在半圓上半圓上 運(yùn)動(dòng)，因此總滿足：運(yùn)動(dòng)，因此總滿足： NCNB UU 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 例例3 如圖電路中，電源三相對(duì)稱。當(dāng)開(kāi)關(guān)如圖電路中，電源三相對(duì)稱。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，閉合時(shí)， 電流表的讀數(shù)均為電流表的讀數(shù)均為5A。 求：開(kāi)關(guān)求：開(kāi)關(guān)S打開(kāi)后各打開(kāi)后各 電流表的讀數(shù)。電流表

37、的讀數(shù)。 解解 開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)S打開(kāi)后，表打開(kāi)后，表A2的電流數(shù)與負(fù)載對(duì)稱的電流數(shù)與負(fù)載對(duì)稱 時(shí)相同。而表時(shí)相同。而表A1和表A3的電流數(shù)等于負(fù)載對(duì)的電流數(shù)等于負(fù)載對(duì) 稱時(shí)的相電流。稱時(shí)的相電流。 Z Z Z A2 S A3 A1 =5A A2 A89.23/5 A1A3 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 1. 1. 對(duì)稱三相電路功率的計(jì)算對(duì)稱三相電路功率的計(jì)算 12.5 12.5 三相電路的功率三相電路的功率 Pp=UpIpcos 三相總功率三相總功率： P=3Pp=3UpIpcos plpl IIUU ,3 :Y接接 平均功率平均功率 A B C Z Z Z 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 plpl IIUU3 , :接

38、接 (1) 為相電壓與相電流的相位差為相電壓與相電流的相位差( (阻抗角阻抗角) )， 不要誤以為是線電壓與線電流的相位差。不要誤以為是線電壓與線電流的相位差。 (2) cos為每相的功率因數(shù)，在對(duì)稱三相制中有為每相的功率因數(shù)，在對(duì)稱三相制中有 cos A= cos B = cos C = cos 。 (3) 公式計(jì)算電源發(fā)出的功率公式計(jì)算電源發(fā)出的功率( (或負(fù)載吸收的或負(fù)載吸收的 功率功率) )。 A B C Z Z Z 注意 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 A B C R R R A B C R R R 例例1 已知對(duì)稱三相電路線電壓已知對(duì)稱三相電路線電壓Ul ，問(wèn)負(fù)載接成問(wèn)負(fù)載接成 Y和和各從電網(wǎng)

39、獲取多少功率？各從電網(wǎng)獲取多少功率？ 解解 R U R U UP ll l 2 3 3 3 :接接 R U R U UP ll l 2 3 3 :Y接接 結(jié)論 (1) 當(dāng)負(fù)載由當(dāng)負(fù)載由Y改接成改接成時(shí)時(shí)，若若線電壓不線電壓不 變，則由于相電壓與相電流增大變，則由于相電壓與相電流增大 倍，所以功率增大倍，所以功率增大3倍。倍。 3 (2)若負(fù)載的相電壓不變，則不論怎樣連接其若負(fù)載的相電壓不變，則不論怎樣連接其 功率不變。功率不變。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 無(wú)功功率無(wú)功功率 Q=QA+QB+QC= 3Qp IUIUQ llpp sin3sin3 視在功率視在功率 2）這里的，這里的，P、Q、S 都是指

40、三相總和。都是指三相總和。 1）功率因數(shù)也可定義為：功率因數(shù)也可定義為： cos =P/S 注意 3）不對(duì)稱時(shí)不對(duì)稱時(shí) 無(wú)意義無(wú)意義 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 對(duì)稱三相負(fù)載的瞬時(shí)功率對(duì)稱三相負(fù)載的瞬時(shí)功率 )cos(2 cos2 AA tIitUu設(shè)設(shè) ) 2(cos cos ) (os cos2 AAA tUI tctUIiup 則則 )240 2(cos cos )240 2(cos cos o CCC o BBB tUIUIiup tUIUIiup UIppppcos3 CBA 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 單相：瞬時(shí)功率脈動(dòng)單相：瞬時(shí)功率脈動(dòng) 三相：瞬時(shí)功率恒定三相：瞬時(shí)功率恒定 t p o 3UIc

41、os p t o UIcos 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩: m p 可以得到均衡的機(jī)械力矩。避免了機(jī)械振動(dòng)?？梢缘玫骄獾臋C(jī)械力矩。避免了機(jī)械振動(dòng)。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 2. 2. 三相功率的測(cè)量三相功率的測(cè)量 三表法三表法 若負(fù)載對(duì)稱，則需一塊表，讀數(shù)乘以若負(fù)載對(duì)稱，則需一塊表，讀數(shù)乘以 3 3。 CCNBBNAAN iuiuiup CBA PPPP 三三 相相 四四 線線 制制 * 三三 相相 負(fù)負(fù) 載載 WA B C N * * * * * W W 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 二表法二表法 測(cè)量線路的接法是將兩個(gè)功率表的電流測(cè)量線路的接法是將兩個(gè)功率表的電流 線圈串到任意兩相中，電壓線圈的同名端接到其

42、線圈串到任意兩相中，電壓線圈的同名端接到其 電流線圈所串的線上，電壓線圈的非同名端接到電流線圈所串的線上，電壓線圈的非同名端接到 另一相沒(méi)有串功率表的線上。（有三種接線方式）另一相沒(méi)有串功率表的線上。（有三種接線方式） 三相三線制三相三線制 * 三三 相相 負(fù)負(fù) 載載 WA B C * * * W 注意 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 若若W1的讀數(shù)為的讀數(shù)為P1 , W2的讀數(shù)為的讀數(shù)為P2 ，則三相總功，則三相總功 率為：率為： P=P1+P2 * W1A B C * * * W2 三三 相相 負(fù)負(fù) 載載 * W1A B C * * * W2 三三 相相 負(fù)負(fù) 載載 *W1 A B C * * * W

43、2 三三 相相 負(fù)負(fù) 載載 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 證明：證明： 因因負(fù)載可以變?yōu)樨?fù)載可以變?yōu)閅，故上述結(jié)論仍成立。，故上述結(jié)論仍成立。 p=uAN iA + uBN iB+ uCN iC iA + iB+ iC=0 iC= (iA + iB) p= (uAN uCN)iA + (uBN uCN) iB = uACiA +uBC iB 1 :uAC 與與iA的相位差的相位差，2 是是uBC 與與iB的相位差。的相位差。 設(shè)負(fù)載是設(shè)負(fù)載是Y型聯(lián)接型聯(lián)接 P=UACIAcos 1 + UBCIBcos 2 W1W2 iA A C B iB iC N ZA ZB ZC 注意 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 1.1.只有在三相三線制條件下，才能用二表法，只有在三相三線制條件下，才能用二表法， 且不論負(fù)載對(duì)稱與否。且不論負(fù)載對(duì)稱與否。 3.3.按正確極性接線時(shí)，若出現(xiàn)一個(gè)表指針?lè)崔D(zhuǎn)即讀按正確極性接線時(shí)，若出現(xiàn)一個(gè)表指針?lè)崔D(zhuǎn)即讀 數(shù)為負(fù)，將其電流線圈極性反接使指針指向正數(shù)，數(shù)為負(fù)，將其電流線圈極性反接使指針指向正數(shù)， 但此時(shí)讀數(shù)應(yīng)記為負(fù)值。但此時(shí)讀數(shù)應(yīng)記為負(fù)值。 2.2.兩表讀數(shù)的代數(shù)和為三相總功率，單塊表的兩表讀數(shù)的代數(shù)和為三相總功率，單塊表的 讀數(shù)無(wú)意義。讀數(shù)無(wú)意義。