[工學(xué)]第四章三相交流電路ppt課件

1、第四章三相交流電路第四章第四章 三相交流電路三相交流電路 4.1 三相交流電源三相交流電源 4.1.1 三相電動勢的產(chǎn)生三相電動勢的產(chǎn)生 4.1.2 三相交流電源的銜接三相交流電源的銜接4.2 三相負載及三相電路的計算三相負載及三相電路的計算 4.2.1 星形接法及計算星形接法及計算 4.2.2 三角形接法及計算三角形接法及計算4.3 三相電路的功率三相電路的功率 三相電動勢的產(chǎn)生三相電動勢的產(chǎn)生NS AXe在兩磁極中間，放一個線圈。在兩磁極中間，放一個線圈。根據(jù)右手定那么可知，根據(jù)右手定那么可知，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其方向由其方向由AX。讓線圈以讓線圈以 的速度順時的

2、速度順時針旋轉(zhuǎn)。針旋轉(zhuǎn)。 合理設(shè)計磁極外形，使磁通按正弦規(guī)律分布，合理設(shè)計磁極外形，使磁通按正弦規(guī)律分布，線圈兩端便可得到單相交流電動勢。線圈兩端便可得到單相交流電動勢。tEeAXsin2一、三相交流電動勢的產(chǎn)生一、三相交流電動勢的產(chǎn)生AXYCBZSN定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 定子中放三個線圈：定子中放三個線圈：A XB YC Z首端首端末端末端三線圈空間位置三線圈空間位置各差各差120o 轉(zhuǎn)子裝有磁極并以轉(zhuǎn)子裝有磁極并以 的速度旋轉(zhuǎn)。三個的速度旋轉(zhuǎn)。三個線圈中便產(chǎn)生三個單相電動勢。線圈中便產(chǎn)生三個單相電動勢。二、三相電動勢的表示式二、三相電動勢的表示式三相電動勢的特征：三相電動勢的特征： 大小相等，

3、頻率一樣，相位互差大小相等，頻率一樣，相位互差120。240sin120sinsintEetEetEemCmBmA)120sin(tEm1. 三角函數(shù)式三角函數(shù)式AEBECE2. 相量表示式及相互關(guān)系相量表示式及相互關(guān)系0CBAEEE1201200EEEEEECBAEm BeAeCe4.1.2 三相交流電源的銜接三相交流電源的銜接一、星形接法一、星形接法AeCeBeAXYCBZN 1. 銜接方式銜接方式Ce中線中線火線火線火線火線火線火線ceBeAXYCBZNAe三相四線三相四線制供電制供電火線相線火線相線:ABC中線零線：中線零線：N 2. 三相電源星形接法的兩組電壓三相電源星形接法的兩組電

4、壓CCNBBNAANeueueu相電壓：火線對零線間的電壓。相電壓：火線對零線間的電壓。2401200PCNPBNPANUUUUUUCeceBeACBNAe120120120ANUBNUCNUANuBNuCNu線電壓：火線間的電壓。線電壓：火線間的電壓。ANCNCACNBNBCBNANABUUUUUUUUUABuBCuCAuCABCABuuuCABN留意規(guī)定的留意規(guī)定的正方向正方向BNUABU線電壓和相電壓的關(guān)系：線電壓和相電壓的關(guān)系：BNUANUCNU30BNANBNANABUUUUU303ANABUU30 330 3CNANCNCABNCNBNBCUUUUUUUU 同理：同理：303ANB

5、NANABUUUUBNUANUCNUABUBCUCAU線電壓與相電壓的通用關(guān)系表達式：線電壓與相電壓的通用關(guān)系表達式：30 3plUUlU pU -為相電壓為相電壓 -為線電壓為線電壓在日常生活與工農(nóng)業(yè)消費中，多數(shù)用戶的電壓等級為在日常生活與工農(nóng)業(yè)消費中，多數(shù)用戶的電壓等級為V380 V220lPUU、CZCABYBCAXABUUUUUU plUU二、三角接法二、三角接法ACAuAXYCBZABuBCuBC特點：線電壓特點：線電壓=相電壓相電壓短路短路+E三個電源串接三個電源串接能否呵斥短路？能否呵斥短路？直流電源行嗎？直流電源行嗎？AAeCeBeXYZBC問題討論問題討論+-EEE直流電源串

6、接不行，直流電源串接不行，三相交流電源可以，三相交流電源可以， 為什么？為什么？AAeCeBeXYZBCEmAeBeCe三相交流電源中三個三相交流電源中三個電源可以串接的緣由電源可以串接的緣由在于：在于： 三個電源的電壓任三個電源的電壓任何瞬間相加均為零。何瞬間相加均為零。星形接法星形接法ACB NZZZ4.2 三相負載及三相電路的計算三相負載及三相電路的計算三角形接法三角形接法ACBZZZ負載也有兩種接法負載也有兩種接法:ACBNZZZANuBNuCNuAiCiBiANiCNiBNi相電流相電流(負載上的電流負載上的電流)：CNBNANIII 、4.2.1 星形接法及計算星形接法及計算線電流

7、線電流(火線上的電流火線上的電流)：CBAIII 、lpII CNCBNBANAIIIIIIACBNZZZNiAiCiBiANiCNiBNi一、星形接法特點一、星形接法特點相電流相電流=線電流線電流* CNBNANNIIIINI: 零線電流零線電流*線電壓線電壓=相電壓相電壓3, 線電壓領(lǐng)先于相電壓線電壓領(lǐng)先于相電壓30。BNUANUCNUABUBCUCAUACBNZZZANUABUCNUBNUCAUBCU30 330 3CNCABNBCUUUU303ANABUUBiAiACBNZAZBZCNiCiANiCNiBNiCeceBeAe二、負載星形接法時的普通計算方法二、負載星形接法時的普通計算方

8、法解題思緒：解題思緒： 普通線電壓普通線電壓 為知，然后根據(jù)電壓和負載求為知，然后根據(jù)電壓和負載求電流。電流。luZUIIuuuupplpLppl1. 負載不對稱時，各相單獨計算。如：負載不對稱時，各相單獨計算。如： 知：知： 三相負載三相負載 R、L、C 以及以及 三相線電壓：三相線電壓：120 120 0lCAlBClABUUUUUU求：各相、各線及中線電流求：各相、各線及中線電流CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI解：解：(1) CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI120 120 0lCAlBClABUUUUUU903130 311503130 313

9、03130 31lCACNlBCBNlABANUUUUUUUUU相相電電壓壓線線電電壓壓CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNIlpUU31令：令：那么相電壓為：那么相電壓為：90903115015031303031PlCNPlBNPlANUUUUUUUUU(2) 相電流相電流CI CRA B NLCAINIBIANIBNICNI30RURUIPANAN18011j901jCUCUCUIPPCNCN240j150jLULULUIPPBNBNCAUABUBCU(3) 中線電流中線電流CBANIIIINICNUANUBNUBNICNIANI(4) 各電流相量關(guān)系各電流相量關(guān)系1802

10、4030CPCNLPBNPANXUIXUIRUIAIBICI2. 負載對稱時，只需計算一相。負載對稱時，只需計算一相。ZZZZCBA 如：如：AANANIZUI那么：那么：240120ANCCNANBBNIIIIII據(jù)此可直接得出另兩相電流：據(jù)此可直接得出另兩相電流：0CBAOIIII中線電流為中線電流為0CNUANUBNU3. 負載對稱，只需求電流、電壓大小時，僅算一相負載對稱，只需求電流、電壓大小時，僅算一相 有效值即可。有效值即可。0CBANIIII)(ZZZZCBA負載對稱時負載對稱時問題及討論問題及討論零線能否零線能否可以取消？可以取消？答：三相完全對稱時，零線可以取消。稱為答：三相

11、完全對稱時，零線可以取消。稱為 三相三線制。三相三線制。ceACBZZZCeBeAe例例1：假設(shè)假設(shè)R1=R2= R3 = 5 ，求線電流及中性線，求線電流及中性線電電假設(shè)假設(shè)R1=5 , R2=10 , R3=20 ,求線電求線電流及流及 一星形銜接的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電一星形銜接的三相電路，電源電壓對稱。設(shè)電源線電壓源線電壓 。 負載為負載為Vtu)sin(30314238012電燈組，電燈組，流流 IN ;中性線電流中性線電流 IN 。N+NI1U2U3UNR1R2R3NL1L2L31I2I3I中線電流中線電流0321NIIII解：解：知：知：VU3038012VU02201 R

12、UI A04450220111(1) 線電流線電流A120442 IA120443I 線電流對稱線電流對稱例例1：R1=R2= R3 = 5 ，Vtu)sin(30314238012求線電流及中性線電流求線電流及中性線電流 IN ; +NI1U2U3UNR1R2R3NL1L2L31I2I3I+NI1U2U3UNR1R2R3NL1L2L31I2I3I(2) 三相負載不對稱三相負載不對稱 R1=5 、R2=10 、R3=20 分別計算各線電流分別計算各線電流ARUI1201120120220333ARUI1202210120220222ARUI04450220111中線電流中線電流3211IIII

13、A19291201112022044運用實例運用實例-照明電路照明電路ACB.一層樓一層樓二層樓二層樓三層樓三層樓N 正確接法正確接法:每層樓的燈相每層樓的燈相互并聯(lián)互并聯(lián),然后分然后分別接至各相電別接至各相電壓上。設(shè)電源壓上。設(shè)電源電壓為：電壓為：V220380PlUU那么每盞燈上都可得到額定的任務(wù)電壓那么每盞燈上都可得到額定的任務(wù)電壓220V。照明電路的普通畫法照明電路的普通畫法零線上不能加零線上不能加刀閘和保險刀閘和保險ABCN. . . . . . .一一層層二二層層三三層層討論討論照明電路能否采用三相三線制照明電路能否采用三相三線制供電方式？供電方式？ACB.一層樓一層樓二層樓二層樓

14、三層樓三層樓N不加零線不加零線會不會出會不會出現(xiàn)問題現(xiàn)問題? 設(shè)線電壓為設(shè)線電壓為380V。A相斷開后，相斷開后，B、C 兩相兩相串連，電壓串連，電壓UBC 380V加在加在B、C負載上。假設(shè)負載上。假設(shè)兩相負載對稱，那么每相兩相負載對稱，那么每相負載上的電壓為負載上的電壓為190V。問題問題1：假設(shè)一樓全部斷開，二、三樓依然接通：假設(shè)一樓全部斷開，二、三樓依然接通, 情況如何情況如何?ACB.一層樓一層樓二層樓二層樓三層樓三層樓分析：分析：結(jié)果二、三樓電燈全部變暗，不能正常任務(wù)。結(jié)果二、三樓電燈全部變暗，不能正常任務(wù)。 問題問題2：假設(shè)一樓斷開，二、三樓接通。但兩層：假設(shè)一樓斷開，二、三樓接

15、通。但兩層樓樓 燈的數(shù)量不等設(shè)二樓燈的數(shù)量為三層的燈的數(shù)量不等設(shè)二樓燈的數(shù)量為三層的 1/4 結(jié)果如何？結(jié)果如何？結(jié)果：二樓燈泡上的電壓超越額定電壓，結(jié)果：二樓燈泡上的電壓超越額定電壓， 燈泡被燒毀；三樓的燈不亮。燈泡被燒毀；三樓的燈不亮。ACBR2R3V 76380513RUV 304380542RU分析分析關(guān)于零線的結(jié)論關(guān)于零線的結(jié)論負載不對稱而又沒有中線時，負載上能夠得到大負載不對稱而又沒有中線時，負載上能夠得到大小不等的電壓，有的超越用電設(shè)備的額定電壓，有的小不等的電壓，有的超越用電設(shè)備的額定電壓，有的達不到額定電壓，都不能正常任務(wù)。比如，照明電路達不到額定電壓，都不能正常任務(wù)。比如，

16、照明電路中各相負載不能保證完全對稱，所以絕對不能采用三中各相負載不能保證完全對稱，所以絕對不能采用三相三相制供電，而且必需保證零線可靠。相三相制供電，而且必需保證零線可靠。中線的作用在于，使星形銜接的不對稱負載得到中線的作用在于，使星形銜接的不對稱負載得到相等的相電壓。為了確保零線在運轉(zhuǎn)中不斷開，其上相等的相電壓。為了確保零線在運轉(zhuǎn)中不斷開，其上不允許接保險絲也不允許接刀閘。不允許接保險絲也不允許接刀閘。4.2.2 三角形接法及計算三角形接法及計算ABiCAiBCiCiBiAiCAuABuBCuACBlLpUU 特點：負載相電壓特點：負載相電壓=線電壓線電壓各電流的計算各電流的計算BiABiC

17、AiBCiCiAiCAuABuBCuACBZABZABZBCZBCZCZCA ACACACABCBCBCABABABZUIZUIZUI相電流相電流BCCACABBCBCAABAIIIIIIIII線電流線電流2負載對稱時負載對稱時ZAB=ZBC=ZCA=Z ，各相電流有，各相電流有 效值相等，相位互差效值相等，相位互差120 。有效值為：。有效值為：ZUIIIIlPCABCABBiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACBZABZBCZCA1負載不對稱時，先算出各相電流，然后計算線電流。負載不對稱時，先算出各相電流，然后計算線電流。CAABAIII303ABAIICAUABUBCUBIC

18、IABICAIBCI303303CACBCBIIII同理：同理：0lABUU設(shè)：負載為阻性的，阻抗角為設(shè)：負載為阻性的，阻抗角為 0 。負載對稱時，三角形接法線、相電流的相位關(guān)系負載對稱時，三角形接法線、相電流的相位關(guān)系CAIAIABCABICAIAI負載對稱時三角形接法的特點負載對稱時三角形接法的特點BiABiCAiBCiCiAiCAuABuBCuACB lLpUU 303plII留意電路留意電路中規(guī)定的中規(guī)定的正方向正方向負載對稱時：負載對稱時：cos3pLpIUP 4.3 三相電路的功率三相電路的功率CBAPPPP三相總有功功率：三相總有功功率： 由負載由負載性質(zhì)決議性質(zhì)決議 3plLp

19、lIIUU星形接法時：星形接法時： 3 plLplIIUU三角形接法時：三角形接法時：cos3llIUP 4.3.1 三相電路的功率的計算三相電路的功率的計算llllllIUSIUQIUP3sin3cos3有功功率：有功功率：無功功率：無功功率：視在功率：視在功率：在三相負載對稱的條件下，三相電路的功率：在三相負載對稱的條件下，三相電路的功率：三相交流電路的小結(jié)三相交流電路的小結(jié)1-三相電源三相電源三相三線制三相三線制三相四線制三相四線制AAeCeBeCBNAeCeBeACBAeCeBeACB三相電源普三相電源普通都是對稱通都是對稱的，而且多的，而且多用三相四線用三相四線制接法。制接法。三相交

20、流電路的小結(jié)三相交流電路的小結(jié)(2)-三相負載三相負載星形負載星形負載三角形負載三角形負載ACBNZZZACBZZZ30 UUl相相位位超超前前,3plUU p三相交流電路的小結(jié)三相交流電路的小結(jié)(3)-三相電路計算三相電路計算負載負載形接形接法法lLPPlUUII303對稱負載下：對稱負載下：各相電壓、電流單獨計算。各相電壓、電流單獨計算。負載不對稱時：負載不對稱時：負載對稱時：電壓對稱、電流對稱，只需計算負載對稱時：電壓對稱、電流對稱，只需計算一相。一相。 求電表讀數(shù)時，可只算有效值，不算相求電表讀數(shù)時，可只算有效值，不算相位。位。三相電路的計算要特別留意相位問題。三相電路的計算要特別留意

21、相位問題。 負載負載Y Y形接法形接法303PlPlUUII電源對稱時：電源對稱時：三相交流電路的小結(jié)三相交流電路的小結(jié)(4)-三相功率計算三相功率計算CBAPPPP三相總功率：三相總功率：負載對稱時：負載對稱時：cos3ppIUP cos3llIUP 和接法和接法無關(guān)無關(guān)判別對錯判別對錯ZUIll 21121ZZUI21121ZZUIZUIlPP3IIl PUUl P3UUl ZUIPP 11213ZUI 1121330ZUI1121330ZUI1I2I3INI+Z2Z3Z11U2U3U+ 1zI2zI3zINL1L2L3判別對錯判別對錯Wcos23202203803 PWcos532022

22、03803 P Wcos53202202203 P 53203038012ZVU已知：已知：1I2I3INI+Z2Z3Z11U2U3U+ 1zI2zI3zINL1L2L3練習(xí)練習(xí)1：?PPIIUZYLLYL求求：相相同同，、如如圖圖兩兩對對稱稱電電路路，Z3Z2Z11U+2U+3UNL1L2L312U+23U+31U23I12I31I1I2I3IZ12Z23Z31+31U12U23UL1L2L33133ZUZUIILLLLY解：解：練習(xí)練習(xí)1：?PPUZYL求求：相相同同，、如如圖圖兩兩對對稱稱電電路路，Z3Z2Z11U+2U+3UNL1L2L312U+23U+31U23I12I31I1I2I

23、3IZ12Z23Z31+31U12U23UL1L2L331LLYII31cos33cos3cos3cos3PLYLPYLYLPLLPYLYLYYIUIUIUIUPP練習(xí)練習(xí)2：。、及及功功率率、求求各各線線電電流流，已已知知，線線電電壓壓SQPIIIXXR380VCL321355i1Ni2NiC解：解：XLL1L2L3Ri1i2XLRXLRXCi3VU02201VU3038012設(shè)設(shè)：6010LjXRZVU1202202VU1202203練習(xí)練習(xí)2：。、及及功功率率、求求各各線線電電流流，已已知知，線線電電壓壓SQPIIIXXR380VCL321355解：解：i1Ni2NiCXLL1L2L3R

24、i1i2XLRXLRXCi3VU022016010ZAZUIN602211AIN180222AI60223AjXUICC1204412AIIINC1202211練習(xí)練習(xí)2：。、及及功功率率、求求各各線線電電流流，已已知知，線線電電壓壓SQPIIIXXR380VCL321355解：解：i1NiCi2NXLL1L2L3Ri1i2XLRXLRXCi3AIN60221AIN180222AI60223AIC12044AI120221AIIICN901 .3822AI221AI1 .382AI223練習(xí)練習(xí)2：。、，求求功功率率，已已知知，線線電電壓壓SQPXXR380VCL355解：解：AIN60221

25、AIN180222AI60223AIC12044AI120221AI901 .382WIUPll7240cos3Pvar6 .41913221CCLNXIXIQVAQPS1 .838322i1NiCi2NXLL1L2L3Ri1i2XLRXLRXCi3練習(xí)練習(xí)3：。及及、相相負負載載發(fā)發(fā)生生短短路路時時，求求：，已已知知，PIIILVtuXXRCL321112314sin238010解：解：4525/2LjXRZXLL1L2L3Ri1i2XLRRXCi3452103CjXRZAZUI1652193313AZUI1352382212AZUI1352382212AIII352 .78321WRURI

26、P216602122323I12I1I2I3IL1L2L3XCRXLRR31I練習(xí)練習(xí)4：電電流流。間間負負載載發(fā)發(fā)生生斷斷路路后后的的線線、）（圖圖；）線線電電壓壓、線線電電流流相相量量；（及及、求求：，已已知知，323211232) 1 (314sin238038LLPiiiVtuXXRCL45219/12LjXRZ4523831CjXRZARUI120102323AZUI45210121212解：解：23I12I31I1I2I3IL1L2L3XCRXLRR練習(xí)練習(xí)4：；及及、求求：，已已知知，PiiiVtu32112) 1 (314sin23804523831ZAI1201023AI4521012AZUI16525313131AIII1 .352131121AIII1751 .1512232AIII1006 .1023313解：解：23I12I31I1I2I3IL1L2L3XCRXLRR練習(xí)練習(xí)4：；及及、求求：，已已知知，PiiiVtu32112) 1 (