第五章三相正弦交流電路

1、第5章 三相正弦交流電路5.1 三相電源三相電源 5.2 三相負載三相負載 5.3 對稱三相電路的分析計算對稱三相電路的分析計算 5.4 不對稱三相電路的分析計算不對稱三相電路的分析計算 5.5 三相電路的功率三相電路的功率 第第5章章 三相正弦交流電路三相正弦交流電路第5章 三相正弦交流電路5 .1 三相電源三相電源第5章 三相正弦交流電路目的與要求目的與要求 掌握三相電源Y連接與連接時線電壓與 相電壓的關系第5章 三相正弦交流電路重點與難點重點與難點重點重點:三相電源Y連接與連接難點難點:三相電源Y連接與連接第5章 三相正弦交流電路NS120W1V2U2W2V1U1圖 5.1 三相交流發(fā)電

2、機的原理 5.1.1 三相對稱正弦交流電壓（一）三相對稱正弦交流電壓（一）第5章 三相正弦交流電路uuWuUuVt3602401200 120t2t1)120sin()120sin(sin1212121tUuutUuutUuupmWWWPmVVVpmUUU、5.1.1 三相對稱正弦交流電壓（二）三相對稱正弦交流電壓（二）第5章 三相正弦交流電路120,120,0pwpVPUUUUUUU2、00)232123211 (1201200WVUppppWVUuuujjUUUUUUU5.1.1 三相對稱正弦交流電壓（三）三相對稱正弦交流電壓（三）第5章 三相正弦交流電路UV.UW.UU. UV.UW.U

3、U.圖 5.3 對稱三相正弦量的相量圖3、相序：正序 U超前于V，V超前于W 逆序 U超前于W，W超前于V5.1.1 三相對稱正弦交流電壓（四）三相對稱正弦交流電壓（四）第5章 三相正弦交流電路NNUuUuVVuWW圖 5.4 三相電源的星形連接 1、接法：三個繞組的末端接 在一起，從三個始端引出三根導線5.1.2 三相電源的星形（）連接三相電源的星形（）連接（一）（一） 第5章 三相正弦交流電路2、名詞解釋 1） 端線（火線）：從始端引出的導線 2）中性點N：三個末端的節(jié)點 3）中線：從中性點引出的導線5.1.2 三相電源的星形（）連接三相電源的星形（）連接（二）（二）第5章 三相正弦交流電

4、路5.1.2 三相電源的星形（）連接三相電源的星形（）連接（三）（三） 4）三相四線制：有中線，可提供兩組對稱三相電壓 5）三相三線制：無中線，只能提供一組對稱電壓 6）線電壓：端線與中線間的電壓 7）相電壓：兩根端線間的電壓第5章 三相正弦交流電路 同理得303)2323()23211(1 120VUUVUVUUVUjUjUUUUUU303303WWUVVWUUUU5.1.2 三相電源的星形（）連接三相電源的星形（）連接（四）（四）第5章 三相正弦交流電路 三相發(fā)電機三個繞組依次首尾相連，接成一個閉合回路，從三個連接點引出的三根導線即為三根端線(a)WUW.UU.UV.VUUW.UWU.UU

5、.UUV.UV.UVW.(b)圖 5.6 三相電源的三角形連接線電壓等于相電壓 5.1.3 三相電源的三角形（三相電源的三角形（）連接）連接（一）（一）第5章 三相正弦交流電路00UWWVVUWUVWUVUWWVVUWUVWUVuuuuuuuuuUUUUUUUUU 線電壓的大小是相電壓的 倍，線電壓的相位比相電壓的相位超前30三個線電壓之間的關系是35.1.3 三相電源的三角形（三相電源的三角形（）連接）連接（二）（二）第5章 三相正弦交流電路WWUVVWUUVUUUUUU, 三相電源作連接時，只能是三相三線制，線電壓等于相電壓。5.1.3 三相電源的三角形（三相電源的三角形（）連接）連接（三

6、）（三）第5章 三相正弦交流電路 三相發(fā)電機接成三角形供電。 如果誤將U相接反, 會產(chǎn)生什么后果？ 如何使連接正確？ 解解 U相接反時的電路如圖5.7(a)所示。此時回路中的電流為spUspWVUsZUZUUUI323例例5.2（一）（一）第5章 三相正弦交流電路例例5.2（二）（二）(a)WUW.UU.UV.VUUW.UU.UV.(b)ZspZspZsp UU. UU.UV.UW.VUVWUW.UV.UU.(c)Is圖 5.7 例 5.2 圖 第5章 三相正弦交流電路教學方法教學方法與實際結合說明本節(jié)內(nèi)容第5章 三相正弦交流電路 思考題思考題 VUVW30380UVUUUWUVUW90220

7、UVUVWUWUUUUVUWUVWUVUUU1、對稱三相電源的星形連接 時，Ul= UP，線電壓 的相位超前于它所對應相電壓的相位 。 2、正序對稱三相星形連接電源，若 , 則 = V ， = V， = V。 3、正序對稱三相三角形連接電源， 相電壓 則 = V， = V， = V， = V， = V， = 。第5章 三相正弦交流電路 5.2 三三 相相 負負 載載第5章 三相正弦交流電路目的與要求目的與要求掌握三相負載Y連接與連接的計算第5章 三相正弦交流電路 重點與難點重點與難點重點重點:三相負載Y連接與連接的計算難點難點:三相負載Y連接的計算第5章 三相正弦交流電路(a)UW.UU.NU

8、V.ZUNNZVZWWVUIU.IV.IW.UV.UU.UW.IV.IU.IW.(b)IN.圖 5.8 三相四線制電路及電壓、電流相量圖 5.2.1 負載的星形（負載的星形（Y）連接（一）連接（一）1. 三相四線制電路第5章 三相正弦交流電路1） 負載的電壓等于電源的電壓 2） 線電流：通過端線上的電流 相電流：通過每相的負載的電流WWWVVVUUUZUIZUIZUI,5.2.1 負載的星形（負載的星形（Y）連接（二）連接（二）第5章 三相正弦交流電路3）中線電流4）若對稱，則0120120120120120120UUUWVUNUUWWUUUVUUWVUNIIIIIIIIZUZUIIZUZUI

9、ZUIIIII5.2.1 負載的星形（負載的星形（Y）連接（三）連接（三）第5章 三相正弦交流電路 三相四線制電路中, 星形負載各相阻抗分別為ZU=8+j6, ZV=3j4,ZW=10, 電源線電壓為380V, 求各相電流及中線電流。 解解 設電源為星形連接, 則由題意知例例5.3（一）（一）VUVUUUlp02202203第5章 三相正弦交流電路例例5.3（二）（二）AjZUIUUU9 .36229 .36100220680220AZUIAjZUIWWWVVV12022010120220101202209 .66441 .53512022043120220第5章 三相正弦交流電路AjjjjI

10、IIIWVUN4 .55426 .349 .231 .19115 .403 .172 .136 .17120229 .66449 .3622例例5.3（三）（三）第5章 三相正弦交流電路UW.AUU.NUV.ZUNNZVZWCBIU.IV.IW.圖 5.9 負載為Y形連接的三相三線制電路 5.2.1 負載的星形（負載的星形（Y）連接（四）連接（四）2 三相三線制電路第5章 三相正弦交流電路WVUWWVVUUNNZZZZUZUZUU111若負載對稱, 即 ，則ZZZZZWVU5.2.1 負載的星形（負載的星形（Y）連接（五）連接（五）第5章 三相正弦交流電路0111WVUWWVVUUNNZZZZ

11、UZUZUU03)(1111ZUUUZZZZZUZUZUUWVUWVUWWVVUUNN5.2.1 負載的星形（負載的星形（Y）連接（六）連接（六）第5章 三相正弦交流電路ZU VUVW(a)ZV WZW UUU V.IU.IV.IW.UWU.IVW.IU V.IW U.IV.IW.IW U.IVW.IU.UU V.UWU.UV W. IW U.(b)UVW.IU V.圖 5.10 負載的三角形連接及電壓、 電流相量圖 5.2.2 負載的三角形（負載的三角形（）連接（一）連接（一）第5章 三相正弦交流電路VWWUWUVVWVWUUVUWUWUWUVWVWVWUVUVUVIIIIIIIIIZUIZ

12、UIZUI,1、負載的相電壓等于電源的線電壓2、相電流為3、線電流為5.2.2 負載的三角形（負載的三角形（）連接（二）連接（二）第5章 三相正弦交流電路如果負載對稱, 即120120120120UVUVWUWUWUWUUVUVVWVWVWUVUVUVUVWUVWUVIZUZUZUIIZUZUZUIZUZUIZZZZ5.2.2 負載的三角形（負載的三角形（）連接（三）連接（三）第5章 三相正弦交流電路303303303WUVWWUWVWUVVWVUVWUUVUIIIIIIIIIIII可得線電流線電流有效值為相電流的 倍，相位滯后于相應的相電流3035.2.2 負載的三角形（負載的三角形（）連接

13、（四）連接（四）第5章 三相正弦交流電路 對稱負載接成三角形, 接入線電壓為380V的三相電源,若每相阻抗Z=6+j8, 求負載各相電流及各線電流。 解解 設線電壓 ，則負載各相電流 VUUV0380AIZUIAIZUIjZUIUVWUWUUVVWVWUVUV9 .66381201 .53381201 .173381201 .53381201 .53381 .53100380860380例例 5.4第5章 三相正弦交流電路 教學方法教學方法與負載的三角形連接比較第5章 三相正弦交流電路 思考題思考題UWNVMMMMMMUWNV （a） （b） 圖5.11 思考題2圖1、試述負載星形連接三相四線

14、制電路和三相三線制電路的異同。2、將圖5.22的各相負載分別接成星形或三角形，電源的線電 壓為380V，相電壓為220V。每臺電動機的額定電壓為380V。第5章 三相正弦交流電路5.3 對稱三相電路的分析計算對稱三相電路的分析計算第5章 三相正弦交流電路目的與要求目的與要求會對對稱電路進行分析第5章 三相正弦交流電路重點與難點重點與難點重點重點:對稱電路的計算難點難點:對稱電路的計算第5章 三相正弦交流電路UW.UU.NUV.ZUNNZVZWWVUIU.IV.ZlZlZlUVWIW.ZNIN.圖5.12 是對稱三相四線制電路5.3.1 對稱星形電路的特點（一）對稱星形電路的特點（一）第5章 三

15、相正弦交流電路013)(11111NlWVUlNlWlVlUlWWlVVlUUNNZZZUUUZZZZZZZZZZZUZZUZZUU5.3.1 對稱星形電路的特點（二）對稱星形電路的特點（二）第5章 三相正弦交流電路5.3.1 對稱星形電路的特點（三）對稱星形電路的特點（三）0NNNNZUI第5章 三相正弦交流電路120120UlWlNNWWUlVlNNUVlUlNNUUIZZUZZUUIIZZUZZUUIZZUZZUUI5.3.1 對稱星形電路的特點（四）對稱星形電路的特點（四）第5章 三相正弦交流電路120120120120VUNUNWUWVUNWNVWVNVNUVUNUWUWNUVNVU

16、NUUUUUUUUUUUUUIZUUIZUIZU5.3.1 對稱星形電路的特點（五）對稱星形電路的特點（五）第5章 三相正弦交流電路322ZZ 5.3.2 對稱三相電路的一般解法（一）對稱三相電路的一般解法（一）第5章 三相正弦交流電路IU1.Z1IU2.Z2IU.UNNUW.UU.NUV.Z1NNWVUIV.IW.IU.Z1Z1IV1.IW1.IU1.Z2Z2Z2IWU2.IU2.IV2.IW2.IVW2.IUV2.(a)UW.UU.NUV.Z1NNWVUIV.IW.IU.Z1Z1IV1.IW1.IU1.IU2.IV2.IW2.(b)Z 2Z 2Z 2(c)UU.圖 5.13 兩組對稱負載的

17、三相電路 5.3.2 對稱三相電路的一般解法（二）對稱三相電路的一般解法（二）第5章 三相正弦交流電路5.3.2 對稱三相電路的一般解法（三）對稱三相電路的一般解法（三）2121ZZZZUIUU第5章 三相正弦交流電路120,120120,120120,120,2211221121122121UWUWUVUVUWUVUUUUIIIIIIIIIIIIZZZIIZZZII5.3.2 對稱三相電路的一般解法（四）對稱三相電路的一般解法（四）第5章 三相正弦交流電路303303303222222WWUVVWUUVIIIIII5.3.2 對稱三相電路的一般解法（五）對稱三相電路的一般解法（五）第5章 三

18、相正弦交流電路對于具有多組負載的對稱三相電路的分析計算, 一般可用單相法按如下步驟求解: (1) 用等效星形連接的對稱三相電源的線電壓代替原電路的線電壓; 將電路中三角形連接的負載, 用等效星形連接的負載代換。 用單相法求解的步驟（一）用單相法求解的步驟（一）第5章 三相正弦交流電路用單相法求解的步驟（二）用單相法求解的步驟（二）(2) 假設中線將電源中性點與負載中性點連接起來, 使電路形成等效的三相四線制電路。 () 取出一相電路, 單獨求解。 () 由對稱性求出其余兩相的電流和電壓。 () 求出原來三角形連接負載的各相電流。 第5章 三相正弦交流電路 圖5.14（a）所示對稱三相電路中,

19、負載每相阻抗Z=6+j8, 端線阻抗Zl=1+j1, 電源線電壓有效值為380V。 求負載各相電流、 每條端線中的電流、 負載各相電壓。 ZlZZlZZlZIU.IV.IW.UVWUIU.ZlUZNNUU.(a)(b)IU.圖 5.14 例 5.5 圖 例例 5.5（一）（一）第5章 三相正弦交流電路 設 , 負載是星形連接, 則負載端相電流和線電流相等。 即 解解 由已知 ,380VUl可得 vUUlp22033803單獨畫出U相電路, 如圖5.14（b）所示。 VUU0220例例 5.5（二）（二）第5章 三相正弦交流電路VUUUVUUUVjIZUUNUNWWNUNVVUNUU121192

20、1201191921201192)86(1 .523 .19AIIAIIAjjZZUIUWUVlUU9 .673 .191201 .1723 .191201 .523 .191 .524 .110220)86() 11 (0220例例 5.5（三）（三）第5章 三相正弦交流電路 圖5.15（a）所示電路中, 電源線電壓有效值為 380V,兩組負載Z1=12+j16,Z2=48+j36,端線阻抗Zl=1+j2。分別求兩組負載的相電流、線電流、相電壓、線電壓。 ZlZ2ZlZ2ZlUVWUIU.ZlZ2NNUU.(a)(b)Z1Z1Z1Z2UVWZ1IU2.IU1.NU圖 5.15 例 5.6 圖

21、 例例5.6（一）（一）第5章 三相正弦交流電路解解 設電源為一組星形連接的對稱三相電源, VUUVUlpl22033803,380可得將Z2組三角形連接的負載等效為星形連接的負載, 則例例5.6（二）（二）第5章 三相正弦交流電路例例5.6（三）（三）9 .3620121633648322jjZZAjjjjjZZZZZUIlUU8 .4896.174 .4825.120220)1216()1612()1216)(1612(2102202121第5章 三相正弦交流電路AjjZZZIIUU5 .5606. 9)1216()1612(9 .36204 .4896.172121AIIIUUU3 .4

22、006. 95 .5606. 94 .4896.1712AIIAIIAIUWUVU5 .6306. 91205 .17506. 91205 .5606. 911111例例5.6（四）（四）第5章 三相正弦交流電路AIIAIIAIUWUVU7 .13906. 91203 .16006. 91203 .4006. 922222AIIAIIAIIVUUWVUWUUVU7 .10932. 51203 .13032. 51203 .1032. 53302例例5.6（五）（五）第5章 三相正弦交流電路VUUVUUVUUVUUVUUVjIZUVUUWVUWVNUVUNUNWNUNVUNU2 .938 .31

23、31208 .1468 .3131208 .268 .3133038 .1162 .1811202 .1232 .1811202 . 32 .1815 .5606. 9)1612(11例例5.6（六）（六）第5章 三相正弦交流電路教學方法教學方法講授法第5章 三相正弦交流電路思考題思考題1、什么情況下可將三相電路的計算轉變?yōu)橐幌嚯娐返挠嬎悖?、三相負載三角形連接時，測出各相電流相等，能否說明三相負載是對稱的？ 3、對稱三相電路中，為什么可將兩點中性點N、N短接起來？第5章 三相正弦交流電路 5.4 不對稱三相電路不對稱三相電路的分析計算的分析計算第5章 三相正弦交流電路目的與要求目的與要求會用

24、位形圖法和中點電壓法對不對稱電 路分析第5章 三相正弦交流電路重點與難點重點與難點重點重點: 位形圖法、中點電壓法難點難點: 位形圖法、中點電壓法第5章 三相正弦交流電路uVuVuVNUVWNUWU.UU.UV.UUW.WVUVW.UUV.N(a)(b)圖 5.16 三相電路的位形圖 5.4.1 位形圖位形圖第5章 三相正弦交流電路UUUU.ZUIU.VVUV.ZVIV.WWUW.ZWIW.NN圖 5.17 三相三線制電路 5.4.2 中點電壓法（一）中點電壓法（一） 第5章 三相正弦交流電路UW.UW.UU.UU.UV.UV.UN.N圖 5.18 中點位移 5.4.2 中點電壓法（二）中點電

25、壓法（二）0111WVUWWVVUUNNZZZZUZUZUU第5章 三相正弦交流電路5.4.2 中點電壓法（三）中點電壓法（三）WWWVVVUUUNNWWNWNNVVNVNNUUNUZUIZUIZUIUUUUUUUUUUUU,第5章 三相正弦交流電路 圖5.19（a）所示電路是用來測定三相電源相序的儀器, 稱為相序指示器。任意指定電源的一相為U相,把電容C接到U相上, 兩只白熾燈接到另外兩相上。設R=1/C,試說明如何根據(jù)兩只燈的亮度來確定V、W相。 例例5.7（一）（一）第5章 三相正弦交流電路解解 這是一個不對稱的星形負載連接電路。設 解解 這是一個不對稱的星形負載連接電路。設 GCjGU

26、GUCjUUWVUNN20UUU例例5.7（二）（二）UWVCRR(a)UV.UV.UU.(b)UW.UW.NUN.圖 5.19 例 5.7 圖第5章 三相正弦交流電路例例5.7（三）（三）4 .1384 . 04 .108632. 012010149. 14 .108632. 01204 .108632. 021212011201UUUUUUUUUUUUUUjjUjjUNNWWNNVVNN 顯然, , 從而可知, 較亮的燈接入的為V相, 較暗的為W相。 WVUU第5章 三相正弦交流電路 試分析原對稱星形連接的負載（無中線）有一相負載短路和斷路時, 各相電壓的變化情況。 解解 有一相負載短路和

27、斷路時, 原對稱三相電路成為不對稱三相電路。 （1）設U相短路。 例例5.8（一）（一）第5章 三相正弦交流電路例例5.8（二）（二）UUWVUWNNWWUVNNVVNNUUUNNUUUUUUUUUUUUUUUUUUU330cos20第5章 三相正弦交流電路UU.ZUV.UW.NNUV.UW.UU0.(a)3030120120UV.UW.UW.UU UN N.(b)ZZUV.圖 5.20 對稱星形連接U相短路及其相量圖 例例5.8（三）（三）第5章 三相正弦交流電路（2） 設U相斷路。 UWVUVWVWVWWVWVWVUUUUUUZZUUUZZUU233212212例例5.8（四）（四）第5章

28、 三相正弦交流電路UU.ZUV.UW.NNUV.UW.(a)UV.UV.UW.(b)ZUW.UVW.ZUU.圖 5.21 對稱星形連接U相斷路及其相量圖 例例5.8（五）（五）第5章 三相正弦交流電路教學方法教學方法結合單相電講解本節(jié)第5章 三相正弦交流電路 思考題思考題1、三相電路在何種情況下產(chǎn)生中點位移？中點位移對負載工 作情況有何種影響？中線的作用是什么？ 2、三相不對稱負載作三角形連接時，若有一相短路，對其它 兩相工作情況有影響嗎？第5章 三相正弦交流電路 5.5 三相電路的功率三相電路的功率第5章 三相正弦交流電路 目的與要求目的與要求掌握三相電路功率的計算第5章 三相正弦交流電路重

29、點與重點與 難點難點重點重點:電源Y 連接，負載Y 連接難點難點:負載Y 連接第5章 三相正弦交流電路三相負載有功功率等于各相負載有功功率之和。 三相負載無功功率等于各相負載無功功率之和。 5.5.1 三相電路的有功功率、三相電路的有功功率、 無功功率、無功功率、 視在功率和功率因數(shù)（一）視在功率和功率因數(shù)（一）第5章 三相正弦交流電路若三相負載對稱，則三相電壓、電流分別對稱、有效值相等 PPPWVUIUPPPPcos3WVUZZZWWWVVVUUUWVUIUIUIUPPPPcoscoscos5.5.1 三相電路的有功功率、三相電路的有功功率、 無功功率、無功功率、 視在功率和功率因數(shù)（二）視

30、在功率和功率因數(shù)（二）1、三相負載的有功功率三相負載的有功功率第5章 三相正弦交流電路5.5.1 三相電路的有功功率、三相電路的有功功率、 無功功率、無功功率、 視在功率和功率因數(shù)（三）視在功率和功率因數(shù)（三）當負載為星形連接時 PlllPlPIUPIIUUcos3,3當負載為三角形連接時 PlllPlPIUPIIUUcos33,PPWVURIPPPP23或第5章 三相正弦交流電路 PPPPWWVVUUWVUWWWVVVUUUWVUIUQXIXIXIQQQQIUIUIUQQQQsinsinsinsin222若負載對稱PPWVUpllWVUXIQQQQIUQQQQ23sin35.5.1 三相電路的有功功率、三相電路的有功功率、 無功功率、無功功率、 視在功率和功率因數(shù)（四）視在功率和功率因數(shù)（四）、三相負載的無功功率、三相負載的無功功率第5章 三相正弦交流電路三相負載的視在功率定為22QPS若負載對稱, 則 llPllPllIUIUIUS3)cos3()cos3(225.5.1 三相電路的有功功率、三相電路的有功功率、 無功功率、無功功率、 視在功率和功率因數(shù)（五）視在功率和功率因數(shù)（五）、三相負載的視在功率、三相負載的視在功率第5章 三相正弦交流電路三相負載的功率因數(shù)為SP若負載對稱, 則 PllPllIUIUcos3cos35.5.1 三相電路的有功功率、三相